CN108010830B - 一种晶圆清洗方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种晶圆清洗方法，所述方法包括以下步骤：将待清洗的晶圆浸没于清洗装置的清洗液中，所述清洗液为弱碱性或弱酸性的去离子水；旋转所述晶圆，并使兆声波发生器在所述晶圆边缘与晶圆中心之间来回运动。采用本发明的方法，用弱碱性或弱酸性的去离子水作为清洗液，通过兆声波发生器产生兆波的孔蚀及晶圆在高压液相中的高速旋转所产生的剪切力去除颗粒，同时通过控制界达电势避免颗粒再吸附到表面上；这种清洗方法与晶圆没有物理接触，可以避免晶圆的损伤，提高良率。
Description
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，具体而言涉及一种晶圆清洗方法。
背景技术
集成电路内各元件及连线相当微细，因此在制造过程中，如果受到尘粒、金属等的污染，很容易造成电路功能的损坏，形成断路或短路等，导致集成电路的失效以影响几何特征的形成。因此集成电路的半导体晶圆在制造过程中，需要经过多次的表面清洗步骤，以去除表面附着的金属离子、原子、有机物、尘粒等杂质。在大规模集成电路(Large-scaleintegrated circuit，LSI)中，去除前端开启式晶圆传送盒(front-opening-unified-pod，FOUP)或分拣传送机中的颗粒状残留物或大尺寸颗粒是一大挑战。
借助物理作用力去除颗粒的晶圆清洗刷，被广泛应用于生产线的后段(back-end-of-line，BEOL)工艺中，例如在晶圆上形成金属铜或超低介电常数(ultra low-k)材料的互连层。然而利用晶圆清洗刷进行清洗是一种与晶圆有物理接触的清洗方法，因此该方法可能导致晶圆表面出现损伤。例如，晶圆清洗刷被用来清洗NDC层(Nitrogen dopped SiliconCarbite，氮掺杂的碳化硅层)，以去除表面颗粒。然而当从清洗结束到下一站点间的等待时间(queue time，Q-time)超过10个小时后，会在晶圆边缘产生很多颗粒。
本发明的目的在于提供一种晶圆清洗方法，以解决上述技术问题。
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。
针对现有技术的不足，本发明提供一种晶圆清洗方法，所述方法包括：将待清洗的晶圆浸没于清洗装置的清洗液中，所述清洗液为弱碱性或弱酸性的去离子水；旋转所述晶圆，并使兆声波发生器在所述晶圆边缘与晶圆中心之间来回运动。
进一步，所述方法还包括向所述晶圆的中心喷射弱碱性或弱酸性的去离子水。
进一步，所述兆声波发生器的频率范围是：0.8-2MHz。
进一步，所述晶圆旋转的转速范围是：2000-2500rpm/min。
进一步，所述兆声波发生器产生的震动会在清洗液中形成气泡。
进一步，所述弱碱性的去离子水的pH为：7-9。
进一步，所述弱酸性的去离子水的pH为：5-7。
进一步，所述弱碱性的去离子水为臭氧化的去离子水。
进一步，所述弱酸性的去离子水为氢气化的去离子水。
综上所述，根据本发明的方法，用弱碱性或弱酸性的去离子水作为清洗液，通过兆声波发生器产生兆波的孔蚀及晶圆在高压液相中的高速旋转所产生的剪切力去除颗粒，同时通过控制界达电势(zeta-potential)避免颗粒再吸附到表面上；这种清洗方法与晶圆没有物理接触，可以避免晶圆的损伤，提高良率。
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为根据本发明的晶圆清洗方法的示意性流程图；
图2为一示例性实施例的晶圆清洗装置的结构示意图；
图3为根据本发明的颗粒去除过程示意图；
图4为根据本发明实施例一的避免颗粒再吸附的示意图；
图5为根据本发明实施例二的避免颗粒再吸附的示意图。
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步骤，以便阐释本发明提出的晶圆清洗方法。显然，本发明的施行并不限定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。
现有技术中，在生产线的后段工艺中，通过晶圆清洗刷去除颗粒的。然而这种清洗方法与晶圆有物理接触，可能导致晶圆表面出现损伤，另外，当等待时间超过10个小时后，又会在晶圆边缘产生很多颗粒。
鉴于上述问题的存在，本发明提出了一种晶圆清洗方法，如图1所示，其包括以下主要步骤：
在步骤S101中，将待清洗的晶圆浸没于清洗装置的清洗液中，所述清洗液为弱碱性或弱酸性的去离子水；
在步骤S102中，旋转所述晶圆，并使兆声波发生器在所述晶圆边缘与中心之间运动。
根据本发明的制造方法，用弱碱性或弱酸性的去离子水作为清洗液，通过兆声波发生器产生兆波的孔蚀及晶圆在高压液相中的高速旋转所产生的剪切力去除颗粒，同时通过控制界达电势避免颗粒再吸附到表面上；这种清洗方法与晶圆没有物理接触，可以避免晶圆的损伤，提高良率。
实施例一
参照图2，图2为一示例性实施例的晶圆清洗装置的结构示意图。该晶圆清洗装置200包括清洗腔201、承载台202、化学药液供应管道203及兆声波发生器204。使用该晶圆清洗装置清洗晶圆时，晶圆205放置在承载台202上，承载台202旋转，晶圆205随承载台202一起旋转，清洗液供应管道203向晶圆205表面供应清洗液，兆声波发生器204设置在晶圆205表面的上方，兆声波发生器204在晶圆205表面的上方摆动。
首先，将待清洗的晶圆205浸没于清洗装置200的清洗液中，所述清洗液为弱碱性的去离子水。晶圆205浸没于清洗装置200的清洗液中，因此晶圆205处于高压液相的环境中。优选地，所述弱碱性的去离子水的pH为7-9，例如，可以选用臭氧化的去离子水(O3-DI)作为清洗液。
然后，旋转所述晶圆205，并使兆声波发生器204在所述晶圆边缘与中心之间运动。同时还可以向所述晶圆的中心喷射清洗液。所述晶圆205旋转的转速范围是：2000-2500rpm/min。所述喷射的清洗液与清洗装置中的清洗液相同。上述工艺条件是为了举例说明的目的，本领域技术人员可以根据具体情况进行调整。具体的工艺过程参照现有技术，在此不再赘述。
使用兆声波发生器204产生兆声波，以音波震动的能量有助于去除晶圆表面的颗粒，其震动的频率范围是：0.8-2MHz，兆声波发生器产生的震动会在清洗液中形成小气泡，这些小气泡会快速膨胀，并产生孔蚀现象，有助于颗粒的去除。上述工艺条件是为了举例说明的目的，本领域技术人员可以根据具体情况进行调整。具体的工艺过程参照现有技术，在此不再赘述。
图3为根据本发明的颗粒去除过程示意图。如图3所示，颗粒302在晶圆205的表面，晶圆205浸没在清洗液301中，兆声波发生器产生的震动会在清洗液中形成小气泡303，这些小气泡会快速膨胀，并产生孔蚀现象，而剪切力F的产生，一方面来源于兆声波发生器产生的兆波的孔蚀；另一方面来源于晶圆在高压液相中的高速旋转。在剪切力F的作用下，颗粒302被去除。
图4为根据本发明实施例一的避免颗粒再吸附的示意图。由于弱碱性的去离子水的pH为7-9，显示弱碱性，由于界达电位关系，表面带负电荷，根据静电相斥的原理，带负电的颗粒302与带负电的弱碱性的去离子水301之间产生相互排斥的作用力F1与F2，可使带负电的颗粒与晶圆205表面的附着力降低，进而不与晶圆表面接触，这样可以避免带负电的颗粒再吸附到晶圆表面上。
实施例二
实施例二的晶圆清洗装置与实施例一中的相同，在此不再赘述。
首先，将待清洗的晶圆205浸没于清洗装置200的清洗液中，所述清洗液为弱酸性的去离子水。晶圆205浸没于清洗装置200的清洗液中，因此晶圆205处于高压液相的环境中。优选地，所述弱酸性的去离子水的pH为5-7，例如可以选用氢气化的去离子水(H2-DI)作为清洗液。
然后，旋转所述晶圆205，并使兆声波发生器204在所述晶圆边缘与中心之间运动。同时还可以向所述晶圆的中心喷射清洗液。所述喷射的清洗液与清洗装置中的清洗液相同。所述晶圆205旋转的转速范围是：2000-2500rpm/min。上述工艺条件是为了举例说明的目的，本领域技术人员可以根据具体情况进行调整。具体的工艺过程参照现有技术，在此不再赘述。
使用兆声波发生器204产生兆声波，以音波震动的能量有助于去除晶圆表面的颗粒，其震动的频率范围是：0.8-2MHz，兆声波发生器产生的震动会在清洗液中形成小气泡，这些小气泡会快速膨胀，并产生孔蚀现象，有助于颗粒的去除。上述工艺条件是为了举例说明的目的，本领域技术人员可以根据具体情况进行调整。具体的工艺过程参照现有技术，在此不再赘述。
实施例二中颗粒去除过程的原理与实施例一中的相同，如图3所示，颗粒302在晶圆205的表面，晶圆205浸没在清洗液301中，兆声波发生器产生的震动会在清洗液中形成小气泡303，这些小气泡会快速膨胀，并产生孔蚀现象，而剪切力F的产生，一方面来源于兆声波发生器产生的兆波的孔蚀；另一方面来源于晶圆在高压液相中的高速旋转。在剪切力F的作用下，颗粒302被去除。
图5为根据本发明实施例二的避免颗粒再吸附的示意图。由于弱酸性的去离子水的pH为5-7，显示弱酸性，由于界达电位关系，表面带正电荷，根据静电相斥的原理，带正电的颗粒302与带正电的弱酸性的去离子水301之间产生相互排斥的作用力F3与F4，可使带正电的颗粒与晶圆205表面的附着力降低，进而不与晶圆表面接触，这样可以避免带正电的颗粒再吸附到晶圆表面上。
综上所述，根据本发明的制造方法，用弱碱性或弱酸性的去离子水作为清洗液，通过兆声波发生器产生兆波的孔蚀及晶圆在高压液相中的高速旋转所产生的剪切力去除颗粒，同时通过控制界达电势避免颗粒再吸附到表面上；这种清洗方法与晶圆没有物理接触，可以避免晶圆的损伤，提高良率。
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 (7)
1.一种晶圆清洗方法，其特征在于，包括以下步骤：
将待清洗的晶圆浸没于清洗装置的清洗液中，所述清洗液为弱碱性或弱酸性的去离子水；
旋转所述晶圆，并使兆声波发生器在所述晶圆边缘与晶圆中心之间来回运动；所述晶圆旋转的转速范围是：2000-2500rpm/min；所述兆声波发生器的频率范围是：0.8-2MHz。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括向所述晶圆的中心喷射弱碱性或弱酸性的去离子水。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述兆声波发生器产生的震动会在清洗液中形成气泡。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述弱碱性的去离子水的pH为：7-9。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述弱酸性的去离子水的pH为：5-7。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述弱碱性的去离子水为臭氧化的去离子水。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述弱酸性的去离子水为氢气化的去离子水。
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Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|---|
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