CN105097426A - 一种消除湿法清洗中的图形损坏缺陷的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种消除湿法清洗中的图形损坏缺陷的方法，包括：提供待湿法清洗的晶圆；在清洗所述待湿法清洗的晶圆的正面之前，先将静电从所述晶圆的背面导出。根据本发明的方法，由于在对所述待湿法清洗的晶圆的正面进行清洗之前，先将静电从所述晶圆的背面导，从而避免了在对所述晶圆的正面进行清洗时，所述晶圆的正面图形因受静电影响所导致的图形损坏缺陷，从而避免了晶圆器件的报废，提高了晶圆器件的性能。

Description

一种消除湿法清洗中的图形损坏缺陷的方法

技术领域

本发明涉及半导体制造工艺，特别涉及一种消除湿法清洗中的图形损坏缺陷的方法。

背景技术

一般来说，晶圆在存储、装载和卸载的过程中，尤其是在半导体器件的制造工艺中，会在晶圆表面留下残留物和微粒等污染物，因此，需要采用清洗的步骤来除去晶圆表面上的污染物。例如干法刻蚀后常采用湿法清洗对晶圆表面上的光刻胶残留物和聚合物进行清洗。但经湿法清洗后的晶圆经常会出现图形损坏的缺陷，如图1所示的栅极图形损伤和有源区图形损伤，这是因为在实际生产过程中，待清洗的晶圆经常会在例如干法工艺中或者在湿法工艺环境中聚集一些静电，如图2所示，这种累积的静电在湿法工艺的开始因为接触到带电的清洗液得以在瞬间释放，从而造成接触释放区域的图形损坏，如图3所示，在晶圆中心的接触带电清洗液的静电释放区图案层301发生了产生了图形损坏缺陷，如果这种图形损坏发生在关键的区域，如破坏了正面的氧化硅，氮化硅或者多晶硅等不可导电薄膜的时候，很容易导致整个晶圆器件的失效，造成晶圆的报废。

对于待清洗的晶圆为干法刻蚀之后的晶圆的情形，为了减少晶圆上的静电聚集，经常在晶圆刻蚀完成后通过在静电吸盘上加适当的反向电压(静电吸盘电源的电压翻转，dechuck)，使静电吸盘上的电荷分布变反，来中和晶圆上的电荷。然而，由于晶圆上的电荷的多少难以把握，静电吸盘电源的加载的反向电压的大小也难以把握，因此，现有的这种去除晶圆上静电的方法并不能对所有晶圆完整去除静电电荷，在随后的湿法清洗时仍然很容易产生因静电释放造成的图形损坏缺陷。

因此，迫切需要消除湿法清洗中的图形损坏缺陷的方法，以避免晶圆的报废，提高晶圆器件的性能。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

本发明为了解决目前湿法清洗中出现的图形损坏缺陷的问题，提供了一种消除湿法清洗中的图形损坏缺陷的方法包括：

提供待湿法清洗的晶圆；

在清洗所述晶圆的正面之前，先将所述晶圆上的静电从所述晶圆的背面导出。

作为优选，采用带电的清洗液喷洒所述晶圆的背面的方法将所述静电从所述晶圆的背面导出。

作为优选，用所述带电的清洗液喷洒所述晶圆的背面的时间为30秒到60秒。

作为优选，所述带电的清洗液的流量为80ml/min-100ml/min。

作为优选，所述带电的清洗液为DHF或SC1溶液。

作为优选，将所述静电从所述晶圆的背面导出之后，还包括对所述晶圆的正面进行清洗。

作为优选，对所述晶圆的正面进行清洗时，将所述带电的清洗液喷洒到所述晶圆的正面的中心。

作为优选，所述待湿法清洗的晶圆为干法刻蚀之后的晶圆。

作为优选，将所述干法刻蚀之后的晶圆上的静电从所述干法刻蚀之后的晶圆的背面导出之前，还包括对所述干法刻蚀之后的晶圆进行电荷释放。

作为优选，所述干法刻蚀之后的晶圆的电荷释放工艺在等离子刻蚀设备的腔室中进行。

根据本发明的方法，由于在对所述待湿法清洗的晶圆的正面进行清洗之前，先将静电从所述晶圆的背面导，从而避免了在对所述晶圆的正面进行清洗时，所述晶圆的正面图形因受静电影响所导致的图形损坏缺陷，从而避免了晶圆器件的报废，提高了晶圆器件的性能。

附图说明

本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述，用来解释本发明的原理。

附图中：

图1是栅极图形损伤和有源区图形损伤的示意图；

图2是静电聚集在晶圆的表面的示意图；

图3是所述带电的清洗液喷洒所述晶圆正面时，静电在带电的清洗液的接触区瞬间释放造成图形损坏的示意图；

图4示出了本发明消除湿法清洗中图形损坏缺陷的一个实施例；

图5是根据本发明示例性实施例的用带电的清洗液将所述晶圆上的静电从所述晶圆的背面导出的示意图；

图6示出了本发明消除湿法清洗中图形损坏缺陷的另一个实施例。

附图标记列示如下：

201-图案层、202-衬底、301-损坏的图案层、302-衬底

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的描述，以说明本发明所述消除湿法清洗中的图形损坏缺陷的方法。显然，本发明的施行并不限于半导体领域的技术人员所熟习的特殊细节。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。

应予以注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施例，而非意图限制根据本发明的示例性实施例。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式。此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。

本发明中，晶圆的正面是指晶圆的刻蚀有图案的面，晶圆的背面是与晶圆的正面相对的未刻蚀有图案的面。

现在，将参照附图更详细地描述根据本发明的示例性实施例。然而，这些示例性实施例可以多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施例。应当理解的是，提供这些实施例是为了使得本发明的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施例的构思充分传达给本领域普通技术人员。

下面参照图4-6对本发明的具体实施方式中的方法做进一步的说明。

图4示出了本发明消除湿法清洗中图形损坏缺陷的一个实施例首先在步骤401，提供待湿法清洗的晶圆。

其中，所述待湿法清洗的晶圆不受特别限制，可以为整个半导体器件的制造过程中任意需要除去残留物或污染物的晶圆，只要该晶圆在湿法清洗时会因静电释放产生图形损坏缺陷即适用于本发明的清洗方法，本发明中所述待湿法清洗的晶圆优选为干法刻蚀之后的晶圆。

在本实施例中，所述待湿法清洗的晶圆为干法刻蚀之后的晶圆，所述干法刻蚀之后的晶圆通常需要用湿法清洗除去光刻胶残留物和聚合物。实际的生产过程中，如图2所示，晶圆经常会在干法工艺中或者在湿法工艺环境中聚集一些静电，现有的湿法清洗工艺流程的第一步是将带电的清洗液喷洒到晶圆正面的中心，这一步即是引起正面图形损伤的主要步骤，累积的静电因为接触到带电的清洗液得以在瞬间释放，从而造成接触释放区域的图形损坏，如图3所示。尤其是破坏了正面的氧化硅、氮化硅或者多晶硅等不可导电薄膜的时候，很容易造成晶圆器件的失效。

而本发明中，在步骤402，在清洗所述晶圆的正面之前，先将所述晶圆上的静电从所述晶圆的背面导出。

在该步骤中，将所述静电从所述晶圆的背面导出的方法没有特别限制，只要能将所述晶圆上的静电电荷完全导出即可，例如可以利用带电的清洗液喷洒所述晶圆的背面，也可以利用电离空气对准所述晶圆的背面进行吹洗。由于使用电离空气吹洗所述晶圆的背面还需要另外提供电离空气吹洗设备，且操作相对复杂，因此在本实施例中，如图5所示，用带电的清洗液喷洒所述晶圆的背面的方法将静电从所述晶圆的背面导出，对用带电的清洗液喷洒所述晶圆的背面的方法的具体操作方式没有特别限制，只要能将静电从所述晶圆的背面导出即可。

具体地，在本实施例中，将待湿法清洗的晶圆背面朝上置于可旋转的支撑台上(Spinchuck)，通过所述晶圆支撑台的真空装置吸附所述晶圆，然后将带电的清洗液喷头置于所述晶圆背面中心的上方位置，对所述晶圆的背面中心进行喷洒。用所述带电的清洗液喷洒所述晶圆的背面的时间约为30秒到60秒，所述带电的清洗液的流量可以为常规的湿法清洗时清洗液的流量，例如80ml/min-100ml/min。

此外，喷洒所述晶圆的背面所用的带电的清洗液并没有特别限制，只要能将所述晶圆上的静电从所述晶圆背面导出即可，所述带电的清洗液优选为可以为SC1清洗液(NH₄OH+H₂O₂+H₂O)、SC2清洗液(HCl+H₂O₂+H₂O)、SPM清洗液(H₂SO₄+H₂O₂)或DHF清洗液(HF+H₂O)，更优选为DHF清洗液或SC1清洗液等较低蚀刻速率的溶液,具体地，本实施例中使用了DHF清洗。

在将静电从所述晶圆的背面导出之后，在步骤403，即可按现有的湿法清洗工艺对所述晶圆的正面进行清洗，对所述晶圆的正面进行清洗时，具体地，在本实施例中，在将电荷从所述晶圆的背面导出之后，如图2所示，将所述晶圆正面朝上置于可旋转的支撑台上，通过所述晶圆支撑台的真空装置吸附所述晶圆，然后将清洗液喷头置于所述晶圆正面中心的上方位置对所述晶圆的正面中心进行喷洒，以除去所述晶圆正面的残留物或污染物，所述清洗液可根据所要除去的残留物或污染物的种类来选择，为了操作简便，所述清洗液优选为将所述晶圆上的静电从所述晶圆的背面导出的带电的清洗液。在此过程中，由于所述晶圆正面的静电电荷己经从所述晶圆背面完全导出，从而消除了因累积的静电接触到带电的清洗液瞬间释放所造成的正面图形损伤的缺陷，避免了晶圆的报废，提高了晶圆的稳定性。

至此，消除湿法清洗中的图形损坏缺陷的方法已经完成。此后可以按现有的湿法清洗工艺对晶圆进一步进行去离子水清洗等湿法清洗的其它步骤，在此不再赘述。

对于所述待湿法清洗的晶圆为干法刻蚀之后的晶圆的情形时，将所述干法刻蚀之后的晶圆上的静电从所述干法刻蚀之后的晶圆的背面导出之前，优选地，还包括对所述干法刻蚀之后的晶圆进行电荷释放的步骤，如图6所示，图6为本发明消除湿法清洗中图形损坏缺陷的方法的另一个实施例，包括步骤:

601，提供干法刻蚀之后的晶圆。

602，将干法刻蚀之后的晶圆在等离子刻蚀设备的腔室中进行电荷释放。

在该步骤中，利用现有的Dechuck技术，在所述干法刻蚀之后的晶圆离开等离子刻蚀设备的腔室之前，对所述干法刻蚀之后的晶圆进行电荷释放。具体地，所述干法刻蚀之后的晶圆的电荷释放工艺在等离子刻蚀设备的腔室中进行，通过在静电吸盘上加适当的反向电压(静电吸盘电源的电压翻转，Dechuck技术)，来中和所述晶圆上的静电电荷，从而使得所述晶圆上的大量静电得以释放。但由于Dechuck过程中翻转电压的大小难以设置精准，所以只能对电荷粗略释放，不可避免在所述晶圆上仍旧残留静电荷，但是通过这个步骤，出腔后的晶圆上的静电荷大大减少，有利于后续步骤中从所述晶圆背面导出静电电荷的效果，从而使消除图形损坏缺陷的效果更加明显。

603，从所述释放电荷后的晶圆背面将剩余的静电导出。

604，用所述带电的清洗液对所述晶圆的正面进行清洗，冲洗去除干法刻蚀副产物。

图6所示实施例与图3所示实施例的主要区别在于，将静电从所述晶圆背面导出之前，增加了电荷释放的步骤，从而有利于从所述晶圆背面完全去除静电荷，使消除湿法清洗中因静电释放造成的图形损坏缺陷的效果更加明显。

本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

Claims (10)

1.一种消除湿法清洗中的图形损坏缺陷的方法，包括：

提供待湿法清洗的晶圆；

在清洗所述晶圆的正面之前，先将所述晶圆上的静电从所述晶圆的背面导出。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用带电的清洗液喷洒所述晶圆的背面的方法将所述静电从所述晶圆的背面导出。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，用所述带电的清洗液喷洒所述晶圆的背面的时间为30秒到60秒。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述带电的清洗液的流量为80ml/min-100ml/min。

5.根据权利要求2-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述带电的清洗液为DHF或SC1溶液。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述静电从所述晶圆的背面导出之后，还包括对所述晶圆的正面进行清洗。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，对所述晶圆的正面进行清洗时，将所述带电的清洗液喷洒到所述晶圆的正面的中心。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述待湿法清洗的晶圆为干法刻蚀之后的晶圆。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，将所述干法刻蚀之后的晶圆上的静电从所述干法刻蚀之后的晶圆的背面导出之前，还包括对所述干法刻蚀之后的晶圆进行电荷释放。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述干法刻蚀之后的晶圆的电荷释放工艺在等离子刻蚀设备的腔室中进行。