CN103871843A - 改善化学酸液清洗工艺造成缺陷的方法 - Google Patents

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周玉
陈俊
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    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02041—Cleaning
    • H01L21/02057—Cleaning during device manufacture

Abstract

本发明提出了一种改善化学酸液清洗工艺造成缺陷的方法，在化学酸液对晶圆表面进行清洗之后，将晶圆表面改变成疏水性，再采用臭氧对晶圆表面进行处理，原子氧会在晶圆表面扩散，从而在晶圆表面形成非定型的SiOX，后续与去离子水接触会形成非桥键亲水性的羟基，进而将晶圆表面改变为亲水性，去离子水便能够与晶圆表面完全接触，能够完全冲去残留在晶圆表面的化学酸液，避免化学酸液与后续形成的薄膜发生反应形成缺陷。

Description

改善化学酸液清洗工艺造成缺陷的方法
技术领域
本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种改善化学酸液清洗工艺造成缺陷的方法。
背景技术
在半导体制造过程中，需要在晶圆表面沉积形成多层薄膜，并且需要对不同薄膜进行刻蚀工艺等处理，从而形成堆叠的器件结构。
其中，有些工艺或薄膜完成之后需要对晶圆的表面进行清洗，使用化学酸液便于去除残留在晶圆表面的残留薄膜等。通常使用的化学酸液包括氢氟酸、硫酸、盐酸或磷酸等，不同材质的薄膜采用不同的酸液，具体的酸液可以根据具体工艺需要来决定。例如，在用化学酸液清理晶圆的表面时，通常会用氢氟酸去除氧化生长的或者化学气相沉积生长的氧化物。
通常情况下，在使用化学酸液清洗晶圆表面之后，再使用去离子水对晶圆的表面进行冲洗，目的是为了将残留在晶圆表面的化学酸液冲洗干净，防止对后续工艺造成影响。
然而，很多化学酸液对晶圆表面进行清洗之后会使晶圆表面的特性改变成疏水性，后续再使用去离子水冲洗清洁晶圆时，由于晶圆表面已变为疏水性，去离子水和晶圆表面的接触不充分，导致清洗不干净，造成一些化学酸液依旧残留在晶圆的表面，形成水印。残留在晶圆表面的化学酸液会和后续工艺形成的薄膜或者金属发生反应，从而造成晶圆良率的损失甚至导致晶圆稳定性测试不合格。因此，本领域技术人员应急需解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改善化学酸液清洗工艺造成缺陷的方法，能够使化学酸液处理后变为疏水性的晶圆改变成亲水性，等离子水能够完全出去残留在晶圆表面的化学酸液，避免缺陷的形成。
为了实现上述目的，本发明提出了一种改善化学酸液清洗工艺造成缺陷的方法，包括步骤：
提供晶圆；
采用化学酸液对晶圆表面进行清洗，且晶圆表面改变为疏水性；
采用臭氧对晶圆表面进行处理，将晶圆表面改变为亲水性；
采用去离子水对晶圆表面进行清洗，去除残留在晶圆表面的化学酸液。
进一步的，所述化学酸液为氢氟酸。
进一步的，所述臭氧采用喷嘴喷入方式对晶圆表面进行处理。
进一步的，所述喷嘴沿着晶圆的直径方向以预定速度来回运动。
进一步的，所述预定速度的范围为20mm/s～100mm/s。。
进一步的，所述臭氧流量范围是50L/min～150L/min。
进一步的，所述臭氧对晶圆表面进行处理的时间范围是40s～240s。
与现有技术相比，本发明的有益效果主要体现在：在化学酸液对晶圆表面进行清洗之后，将晶圆表面改变成疏水性，再采用臭氧对晶圆表面进行处理，原子氧会在晶圆表面扩散，从而在晶圆表面形成非定型的SiOX，后续与去离子水接触会形成非桥键亲水性的羟基，进而将晶圆表面改变为亲水性，去离子水便能够与晶圆表面完全接触，能够完全冲去残留在晶圆表面的化学酸液，避免化学酸液与后续形成的薄膜发生反应形成缺陷。
附图说明
图1为本发明一实施例中改善化学酸液清洗工艺造成缺陷的方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合示意图对本发明的改善化学酸液清洗工艺造成缺陷的方法进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明，而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。
为了清楚，不描述实际实施例的全部特征。在下列描述中，不详细描述公知的功能和结构，因为它们会使本发明由于不必要的细节而混乱。应当认为在任何实际实施例的开发中，必须做出大量实施细节以实现开发者的特定目标，例如按照有关系统或有关商业的限制，由一个实施例改变为另一个实施例。另外，应当认为这种开发工作可能是复杂和耗费时间的，但是对于本领域技术人员来说仅仅是常规工作。
在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
请参考图1，在本实施例中，提出了一种改善化学酸液清洗工艺造成缺陷的方法，包括步骤：
S100：提供晶圆；
S200：采用化学酸液对晶圆表面进行清洗，且晶圆表面改变为疏水性；
S300：采用臭氧对晶圆表面进行处理，将晶圆表面改变为亲水性；
S400：采用去离子水对晶圆表面进行清洗，去除残留在晶圆表面的化学酸液。
在本实施例中，采用的化学酸液为氢氟酸，用于去除晶圆表面的氧化层，氧化层可以为热氧化法形成，也可以为化学气相沉积法形成。然而可以知晓的是，针对晶圆表面不同的薄膜可以采用其他相应的化学酸液进行清理，在此不作列举。
在本实施例中，所述臭氧采用喷嘴喷入的方式对晶圆表面进行处理，即臭氧由喷嘴喷向晶圆的表面，对晶圆表面进行处理；所述喷嘴沿着晶圆的直径方向以预定速度v来回运动，所述预定速度v的范围是20mm/s～100mm/s，例如是50mm/s，喷嘴在晶圆的直径方向来回运动能够保证喷出的臭氧能够对晶圆的整个表面进行处理；所述臭氧流量范围是50L/min～150L/min，例如是100L/min。所述臭氧对晶圆表面进行处理的时间范围是40s～240s，例如是100s。具体的，可以根据不同的化学酸液以及化学酸液的浓度等来决定处理时间的长短以及臭氧流量的大小等等。
在本实施例中，氢氟酸处理晶圆表面的方程Si-O-Si+HF=Si-F+Si-OH，无法生成SiOX（X可以为1、2...）过渡层，进而形成预键合必须的Si-OH，而臭氧处理晶圆表面时，原子氧会扩散在晶圆的表面，使晶圆表面形成非定型的SiOX，再使用去离子水冲洗时，两者接触会形成非桥键的亲水性羟基，从而改变晶圆表面的亲水特性。
综上，在本发明实施例提供的改善化学酸液清洗工艺造成缺陷的方法中，在化学酸液对晶圆表面进行清洗之后，将晶圆表面改变成疏水性，再采用臭氧对晶圆表面进行处理，原子氧会在晶圆表面扩散，从而在晶圆表面形成非定型的SiOX，后续与去离子水接触会形成非桥键亲水性的羟基，进而将晶圆表面改变为亲水性，去离子水便能够与晶圆表面完全接触，能够完全冲去残留在晶圆表面的化学酸液，避免化学酸液与后续形成的薄膜发生反应形成缺陷。
上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种改善化学酸液清洗工艺造成缺陷的方法，包括步骤：
提供晶圆；
采用化学酸液对晶圆表面进行清洗，且晶圆表面改变为疏水性；
采用臭氧对晶圆表面进行处理，将晶圆表面改变为亲水性；
采用去离子水对晶圆表面进行清洗，去除残留在晶圆表面的化学酸液。
2.如权利要求1所述的改善化学酸液清洗工艺造成缺陷的方法，其特征在于，所述化学酸液为氢氟酸。
3.如权利要求1所述的改善化学酸液清洗工艺造成缺陷的方法，其特征在于，所述臭氧采用喷嘴喷入方式对晶圆表面进行处理。
4.如权利要求3所述的改善化学酸液清洗工艺造成缺陷的方法，其特征在于，所述喷嘴沿着晶圆的直径方向以预定速度来回运动。
5.如权利要求4所述的改善化学酸液清洗工艺造成缺陷的方法，其特征在于，所述预定速度范围为20mm/s～100mm/s。
6.如权利要求5所述的改善化学酸液清洗工艺造成缺陷的方法，其特征在于，所述臭氧流量范围是50L/min～150L/min。
7.如权利要求6所述的改善化学酸液清洗工艺造成缺陷的方法，其特征在于，所述臭氧对晶圆表面进行处理的时间范围是40s～240s。
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