CN102468125A - 一种晶片的清洗方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种晶片清洗方法，包括：提供晶片，所述晶片包括形成有器件的有源面及未形成有器件的背面，采用去离子水和化学溶液对所述晶片进行清洗，并在所述晶片的有源面上生长保护层，采用去离子水对所述晶片进行刷洗。本发明首先采用去离子水和化学溶液进行清洗；接着在所述晶片的有源面上形成保护层，所述保护层的硬度大于所述有源面上的器件结构；接着，采用刷洗的方式对所述晶片进行清洗，可以加大清洗力度，对晶片进行彻底的去除。

Description

一种晶片的清洗方法

技术领域

本发明涉及半导体器件的制造领域，特别涉及一种晶片的清洗方法。

背景技术

化学机械抛光(chemical mechanical polishing，简称CMP)技术是机械削磨和化学腐蚀的组合技术，其借助超微粒子(例如二氧化硅粒子，氧化铝粒子)的研磨作用以及化学溶液的腐蚀作用在研磨的晶片表面上形成光洁平坦平面。具体地，提供一批晶片，然后对晶片逐片进行化学机械抛光，最后将数片晶片放置于一个晶盒中，后续将对晶盒内的晶片进行CMP后清洗。

在CMP工艺后，超微粒子会附着在被抛光晶片上，成为污染物粒子，必须从晶片表面完全去除以保持电子器件的可靠性和生产线的清洁度。

通常情况下，CMP后的晶片是在酸性(例如以氢氟酸为主要清洗剂)或者碱性(例如氨水为主要清洗剂)的清洗溶液中进行一定时间的浸泡清洗，然后去离子水清洗。申请号为CN1281588的中国专利申请文件描述了一种CMP后从晶片表面上清除污染物粒子的工艺。

同时经过化学机械抛光后，放置在晶盒内部的晶片可能会因为机械受力不均衡或其他原因，造成一片或数片晶片破碎。所述碎片可能会直接残留在其他没有破碎的晶片上，造成晶片污染，或者碎片残留在晶盒中，后续将会对其他晶片造成损伤，影响晶片的良率。且因为碎片的大小不等，现有清洗流程很难彻底将上述碎片彻底去除。

晶盒平时放置时，因为放置位置的不恰当或者外力的影响，也会导致晶盒内的一片或数片的晶片发生破碎，碎片可能会直接残留在其他没有破碎的晶片上，造成晶片污染，或者碎片残留在晶盒中，后续将会对其他晶片造成损伤，影响晶片的良率。同样地，因为碎片的大小不等，现有清洗流程很难彻底将上述碎片彻底去除。

发明内容

本发明提供一种晶片的清洗方法，去除晶片破碎形成的碎片，避免碎片对未破碎晶片造成污染和破坏，提高晶片的良率。

本发明提供一种晶片的清洗方法，包括：提供晶片，所述晶片具有形成有器件的有源面及未形成有器件的背面，采用去离子水和化学溶液对所述晶片进行清洗；在所述晶片的有源面上生长保护层；采用去离子水对所述晶片进行刷洗。

可选的，所述化学溶液为碱性溶液。

可选的，所述化学溶液为氨水。

可选的，所述晶片的有源面上的器件包括铜互连结构。

可选的，所述保护层的硬度大于所述铜互连结构的硬度。

可选的，所述保护层为氮化硅。

可选的，所述保护层的厚度范围为50～1000埃。

可选的，对所述晶片进行刷洗后，还包括采用化学机械研磨去除所述保护层。

可选的，去除所述保护层的化学机械研磨同时去除部分的铜互连结构。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：首先采用去离子水和化学溶液进行清洗；在所述晶片的有源面上形成保护层，所述保护层的硬度大于所述有源面上的铜互连结构；接着，采用刷洗的方式对所述晶片进行清洗，可以加大清洗力度，对晶片上的碎片进行彻底的去除；进一步地，所述保护层的去除采用的是化学机械研磨的方法，与现有技术中，去除有源面上的多余的铜互连结构也为化学机械研磨，上述化学机械研磨可以采用同一步的化学机械研磨进行，简化工艺步骤。

附图说明

图1为本发明一个实施例的晶片清洗方法流程示意图。

具体实施方式

经过化学机械抛光后，放置在晶盒内的晶片可能会因为机械受力不均衡或其他原因，造成一片或数片晶片破碎，或者晶盒平时放置时，因为放置位置的不恰当或者外力的影响，也会导致晶盒内的一片或数片的晶片发生破碎。所述破碎晶片形成的碎片可能会直接残留在其他没有破碎的晶片上，造成晶片污染，或者碎片残留在晶盒中，后续将会对其他晶片造成损伤，影响晶片的良率。且因为碎片的大小不等，现有清洗流程很难彻底将上述碎片彻底去除。

为解决上述问题，本发明提供一种晶片清洗方法，包括：提供晶片，所述晶片具有形成有器件的有源面及未形成有器件的背面，采用去离子水和化学溶液对所述晶片进行清洗；在所述晶片的有源面上生长保护层；采用去离子水对所述晶片进行刷洗。

如图1所示，为本发明一个实施例的晶片清洗方法，包括：

执行步骤S1，提供一批晶片，所述一批晶片放置于一个晶盒内，所述晶片具有形成有器件的有源面及未形成有器件的背面；

执行步骤S2，用去离子水对整盒晶片进行清洗；

执行步骤S3，更换一个新晶片盒；

执行步骤S4，使用化学溶液逐片清洗晶片上的碎片；

执行步骤S5，逐片在每片晶片的有源面上生长保护层；

执行步骤S6，对所述晶片逐片进行化学机械研磨，去除所述所述保护层；

执行步骤S7，最后用去离子水进行清洗。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广。因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

首先，提供一批晶片，所述一批晶片放置于一个晶盒内，一般来说，一盒晶片中可以包含的晶片数量为20～40片，为了达到较高的晶片清洗效果，采用对整盒晶片进行批量处理，本实施例中，所述一盒晶片中包含的晶片数量为25片。本实施例中，所述一批晶片为经过化学机械研磨的晶片，所述晶片通过化学机械研磨后，所述晶片上包含有大量的不同数量级大小的碎片，所述碎片包括有纳米级、微米级和甚至毫米级的碎片。作为其他实施例，也可以对平时放置晶盒内的晶片进行清洗。

首先，采用去离子水对所述整盒晶片进行清洗，去除所述整个晶片上的毫米级的碎片，因为所述碎片的尺寸较大，采用去离子水去除则可以达到较好的去除效果，操作简单且成本较为低廉。

接着，将所述去离子水清洗后的晶片从晶盒中取出，并将所有的晶片放置于新的晶盒中。在重新放置的过程中，一些较大尺寸的碎片将留在原有晶盒中，使得破碎晶片造成的碎片得到初步的去除。

置换新的晶盒后，将放置于新晶盒中的晶片逐片取出，依次对所述晶片进行清洗，所述清洗主要采用碱性化学溶液进行清洗，主要对晶片表面一些尺寸较小的碎片进行去除，所述碎片包括微米级和纳米级的碎片。本实施例中，所述化学溶液的型号为ST250，所述化学溶液中主要成分为氨水。

采用上述步骤对所述晶片进行处理后，可去除大部分的纳米级、微米级甚至毫米级的碎片，但是因为始终采用的是溶液清洗(包括去离子水清洗和化学溶液清洗)，力度较小，不能达到较大的清洗效果。

为进一步达到更佳的清洗效果，本发明还包括对所述晶片逐片进行机械刷洗。具体地包括，首先逐片在所述晶片的有源面上生长一层保护层，以避免在后续的刷洗过程中，对所述晶片有源面的器件区造成损伤。因为所述有源面上生长有铜互连结构，所以所述保护层的硬度需要比铜材料大得多，后续的刷洗过程中的力度可适当的加大，以增加清洗效果。同时，所述保护层在后期应较易去除，简化清洗工艺。

本实施例中，所述保护层为氮化硅层，所述保护层材料的厚度为50～1000埃，较佳的为100埃。

逐片在所述晶片上生长所述保护层后，接着采用去离子水逐片对所述晶片进行刷洗。本实施例中，主要是对氮化硅层未覆盖住的部分进行刷洗，去除一些微米级别以下的碎片。所述刷洗过程中，所述刷洗力度较大，以进一步去除存在于晶片上缝隙内的碎片，提高清洗效果。

最后，采用化学机械研磨去除所述保护层。作为其他实施例，如前所述，所述晶片的有源面上形成有铜互连结构，所述铜互连结构一般较大。现有技术还需要在所述晶片进行清洗后，对有源面形成的铜互连结构进行化学机械研磨，以去除多余的铜互连结构部分。本实施例中，所述铜互连结构的化学机械研磨和保护层的化学机械研磨同时进行，可以增加工艺。

采用上述化学机械研磨后，还包括对所述晶片上的碎片进行清洗，因为所述化学机械研磨的时间和力度均较小，造成的碎片数量也极其有效，采用去离子水进行清洗，即可以达到较好的清洗效果。

作为其他实施例，为达到更进一步的清洗效果，还可以在所述去离子水清洗后，采用化学溶液对所述晶片进行清洗。所述化学溶液为碱性化学溶液，本实施例中，所述化学溶液的型号为ST250。

进一步地，在不影响所述晶片的结构性能的前提下，可以循环采用本发明的晶片清洗方法，以对所述晶片进行更佳效果的清洗。此处就不详细叙述。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：首先采用去离子水和化学溶液进行清洗；接着在所述晶片的有源面上形成保护层，所述保护层的硬度大于所述有源面上的铜互连结构；接着，采用刷洗的方式对所述晶片进行清洗，可以加大清洗力度，对晶片上的碎片进行彻底的去除；进一步地，所述保护层的去除采用的是化学机械研磨的方法，与现有技术中，去除有源面上的多余的铜互连结构也为化学机械研磨，上述化学机械研磨可以采用同一步化学机械研磨进行，简化工艺步骤。

本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。

Claims (9)

1.一种晶片的清洗方法，其特征在于，包括：提供晶片，所述晶片具有形成有器件的有源面及未形成有器件的背面，采用去离子水和化学溶液对所述晶片进行清洗；在所述晶片的有源面上生长保护层；采用去离子水对所述晶片进行刷洗。

2.如权利要求1所述的晶片清洗方法，其特征在于，所述化学溶液为碱性溶液。

3.如权利要求2所述的晶片清洗方法，其特征在于，所述化学溶液为氨水。

4.如权利要求1所述的晶片清洗方法，其特征在于，所述晶片的有源面上的器件包括铜互连结构。

5.如权利要求4所述的晶片清洗方法，其特征在于，所述保护层的硬度大于所述铜互连结构的硬度。

6.如权利要求5所述的晶片清洗方法，其特征在于，所述保护层为氮化硅。

7.如权利要求6所述的晶片清洗方法，其特征在于，所述保护层的厚度范围为50～1000埃。

8.如权利要求1所述的晶片清洗方法，其特征在于，对所述晶片进行刷洗后，还包括采用化学机械研磨去除所述保护层。

9.如权利要求8所述的晶片清洗方法，其特征在于，去除所述保护层的化学机械研磨同时去除部分的铜互连结构。

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