CN108074796A - 晶圆表面除污的方法、冲洗和湿法清洗工艺及机台 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了一种晶圆表面除污的方法、冲洗和湿法清洗工艺及机台，其中，所述晶圆表面除污的方法中，先在晶圆的表面覆盖可剥离膜，所述可剥离膜至少面向所述晶圆的一面具有粘性，利用所述可剥离膜的表面张力和粘附力粘附颗粒或其他残留物，然后将所述可剥离膜从所述晶圆的表面剥离，所述晶圆表面的颗粒或其他残留物随所述可剥离膜被去除，可以有效地减少或去除晶圆的表面颗粒。

Description

晶圆表面除污的方法、冲洗和湿法清洗工艺及机台
技术领域
本发明涉及半导体制造技术领域，特别是涉及一种晶圆表面除污的方法、冲洗和湿法清洗工艺及机台。
背景技术
随着对超大规模集成电路的集成度和性能的需求逐渐增加，器件的特征尺寸为适应更高集成度和更高性能的要求不断缩小，控制表面污染的需要变得越来越关键，对晶圆的清洗技术要求也越来越高。在半导体集成电路制造过程中，表面颗粒(surfaceparticle)污染是良率损失的重要因素之一。因此必须去除晶圆上的表面颗粒。
在现有技术中，当晶圆上出现表面颗粒时，会进行返工(rework)，一般包括湿法清洗或冲洗，然而这种方法并不能很好的去除表面颗粒，参考图1和图2，图1为现有技术中对晶圆表面除污前颗粒的分布示意图，图2为现有技术中对晶圆表面除污后颗粒的分布示意图，在图1和图2中，点表示颗粒。所述晶圆10在除污前，表面具有365个颗粒12，所述晶圆10在除污后，表面具有321个颗粒12’。去污效果不明显，只能报废该晶圆10，造成浪费。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种晶圆表面除污的方法、冲洗和湿法清洗工艺及机台，可以有效地去除晶圆的表面颗粒。
为解决上述技术问题，本发明提供一种晶圆表面除污的方法，包括：
在晶圆的表面覆盖可剥离膜，所述可剥离膜至少面向所述晶圆的一面具有粘性；以及
将所述可剥离膜从所述晶圆的表面剥离。
进一步的，在所述晶圆表面除污的方法中，所述可剥离膜为固态膜，在晶圆的表面覆盖可剥离膜的步骤包括：将所述可剥离膜直接贴在所述晶圆的表面。
进一步的，在所述晶圆表面除污的方法中，所述可剥离膜为蓝膜或胶带。
进一步的，在所述晶圆表面除污的方法中，在晶圆的表面覆盖可剥离膜的步骤包括：
将粘性液体涂在所述晶圆的表面；
将所述粘性液体固化成所述可剥离膜。
进一步的，在所述晶圆表面除污的方法中，通过喷涂的方式将粘性液体涂在所述晶圆的表面。
进一步的，在所述晶圆表面除污的方法中，采用烘干和/或吹风的方式将所述粘性液体固化成所述可剥离膜。
进一步的，在所述晶圆表面除污的方法中，所述粘性液体包括基体和溶剂。
进一步的，在所述晶圆表面除污的方法中，所述基体包括醇类、烯类和酯类中的一种或几种。
进一步的，在所述晶圆表面除污的方法中，所述溶剂包括乙醇、丙酮、苯和甲苯中的一种或几种。
进一步的，在所述晶圆表面除污的方法中，所述粘性液体还包括活性剂、成膜助剂和中性络合剂中的一种或几种。
进一步的，在所述晶圆表面除污的方法中，所述粘性液体还包括用于增加粘力和/或张力的无机添加剂。
进一步的，在所述晶圆表面除污的方法中，所述添加剂包括碳酸钙颗粒和/或碳颗粒。
进一步的，在所述晶圆表面除污的方法中，所述晶圆的边缘具有缺口，所述可剥离膜覆盖所述缺口。
进一步的，在所述晶圆表面除污的方法中，将所述可剥离膜从所述晶圆的表面剥离的步骤包括：
从所述缺口处将至少部分所述可剥离膜从所述晶圆的表面顶起；
从顶起处拉扯所述可剥离膜，使所述可剥离膜从所述晶圆的表面剥离。
根据本发明的另一面，还提供一种冲洗工艺，包括如上任意一项所述晶圆表面除污的方法。
进一步的，在所述冲洗工艺中，还包括：
对所述晶圆的表面进行冲洗。
进一步的，在所述冲洗工艺中，所述晶圆包括正面以及与所述正面相背的背面，所述冲洗工艺包括：
对所述晶圆的背面进行冲洗；
采用所述晶圆表面除污的方法对所述晶圆的正面进行除污；
对所述晶圆的正面进行冲洗。
根据本发明的又一面，还提供一种冲洗机台，包括一腔体，所述腔体采用如上任意一项所述晶圆表面除污的方法。
根据本发明的再一面，还提供一种湿法清洗工艺，包括如上任意一项所述晶圆表面除污的方法。
进一步的，在所述湿法清洗工艺中，所述湿法清洗工艺还包括至少一次刻蚀液清洗和一次最终淋洗。
进一步的，在所述湿法清洗工艺中，在所有的所述刻蚀液清洗之后，且在所述最终淋洗之前，采用所述晶圆表面除污的方法对所述晶圆进行除污。
根据本发明的又一面，还提供一种湿法清洗机台，包括一腔体，所述腔体采用如上任意一项所述晶圆表面除污的方法。
与现有技术相比，本发明提供的晶圆表面除污的方法、冲洗和湿法清洗工艺及机台具有以下优点：
在本发明提供的晶圆表面除污的方法、冲洗和湿法清洗工艺及机台中，先在晶圆的表面覆盖可剥离膜，所述可剥离膜至少面向所述晶圆的一面具有粘性，利用所述可剥离膜的表面张力和粘附力粘附颗粒或其他残留物，然后将所述可剥离膜从所述晶圆的表面剥离，所述晶圆表面的颗粒或其他残留物随所述可剥离膜被去除，可以有效地减少或去除晶圆的表面颗粒。
进一步的，在晶圆的表面覆盖可剥离膜的步骤包括：将粘性液体涂在所述晶圆的表面；将所述粘性液体固化成所述可剥离膜，有利于对问题晶圆(颗粒或其他残留物较多的晶圆)进行批量处理，实现自动化生产，同时可以更好地控制工艺的性能。
进一步的，所述冲洗工艺包括所述晶圆表面除污的步骤，并且所述冲洗机台可以包括用于进行所述晶圆表面除污的腔体，可以将所述晶圆表面除污的方法与现有的冲洗工艺整合在一起，实现批量处理，实现自动化生产，同时可以更好地控制工艺的性能。
进一步的，所述湿法清洗工艺包括所述晶圆表面除污的步骤，并且所述湿法清洗机台可以包括用于进行所述晶圆表面除污的腔体，可以将所述晶圆表面除污的方法与现有的湿法清洗工艺整合在一起，实现批量处理，实现自动化生产，同时可以更好地控制工艺的性能。
附图说明
图1为现有技术中对晶圆表面除污前颗粒的分布示意图；
图2为现有技术中对晶圆表面除污后颗粒的分布示意图；
图3为本发明中一实施例中晶圆表面除污的方法的制备方法的流程图；
图4为本发明中一实施例中晶圆和可剥离膜的示意图；
图5为本发明中一实施例中在晶圆的表面覆盖可剥离膜的示意图；
图6为本发明中一实施例中从所述缺口处将至少部分所述可剥离膜从所述晶圆的表面顶起的示意图；
图7为本发明中一实施例中将所述可剥离膜从所述晶圆的表面剥离的示意图；
图8为本发明中一实施例中对晶圆表面除污前颗粒的分布示意图；
图9为本发明中一实施例中对晶圆表面除污后颗粒的分布示意图；
图10为本发明中一实施例中将粘性液体涂在所述晶圆的表面的示意图；
图11为本发明中一实施例中将所述粘性液体固化成所述可剥离膜的示意图。
具体实施方式
下面将结合示意图对本发明的晶圆表面除污的方法、冲洗和湿法清洗工艺及机台进行更详细的描述，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。
本发明的核心思想在于，提供一种晶圆表面除污的方法，如图3所示，包括：
步骤S11、在晶圆的表面覆盖可剥离膜，所述可剥离膜至少面向所述晶圆的一面具有粘性；以及
步骤S12、将所述可剥离膜从所述晶圆的表面剥离。
利用所述可剥离膜的表面张力和粘附力粘附颗粒或其他残留物，然后所述晶圆表面的颗粒或其他残留物随所述可剥离膜被去除，可以有效地减少或去除晶圆的表面颗粒。
请参阅图4-图9具体说明本发明的一实施例。
首先，进行步骤S11，在晶圆的表面覆盖可剥离膜，所述可剥离膜至少面向所述晶圆的一面具有粘性。较佳的，如图4所示，所述可剥离膜110为固态膜，例如，所述可剥离膜110为蓝膜或胶带，则可以直接将所述可剥离膜贴在所述晶圆100上。所述晶圆100的边缘具有缺口(notch)101，其中，所述缺口101用于方向标记。所述晶圆100包括正面(具有刻蚀图案的一面)以及与所述正面相背的背面。
在本实施例中，在所述步骤S11中，如图5所示，将所述可剥离膜110直接贴在所述晶圆100的表面。其中，所述可剥离膜110可以覆盖所述晶圆100的正面或背面，当所述可剥离膜110覆盖所述晶圆100的正面时，可以用于去除或减少所述晶圆100的正面的颗粒或残留物；当所述可剥离膜110覆盖所述晶圆100的背面时，可以用于去除或减少所述晶圆100的背面的颗粒或残留物。所述可剥离膜110粘贴在所述晶圆100的表面，利用所述可剥离膜110的表面张力和粘附力粘附颗粒或其他残留物。
为了使得所述可剥离膜110可以方便地从所述晶圆100的表面剥离，较佳的，所述可剥离膜110覆盖所述缺口101。
然后，进行步骤S12，将所述可剥离膜从所述晶圆的表面剥离。具体的，在本实施例中，所述步骤S12包括子步骤S121和子步骤S122：
子步骤S121，如图6所示，从所述缺口101处将至少部分所述可剥离膜110从所述晶圆100的表面顶起，一般的，可以使用一顶针200，从所述晶圆100背离所述可剥离膜110的一侧，将至少部分所述可剥离膜110从所述晶圆100的表面顶起；
子步骤S122，如图7所示，可以使用人工或拉扯机器从顶起处拉扯所述可剥离膜110，使所述可剥离膜110从所述晶圆100的表面剥离。所述可剥离膜110的粘附颗粒或其他残留物，所述颗粒或其他残留物随所述可剥离膜110从所述晶圆100的表面被去除，可以有效地减少或去除晶圆100的表面颗粒。
参考图8和图9，图8为本发明中一实施例中对晶圆表面除污前颗粒的分布示意图，图9为本发明中一实施例中对晶圆表面除污后颗粒的分布示意图，在图8和图9中，点表示颗粒。所述晶圆100在除污前，表面具有1787个颗粒102，所述晶圆100在除污后，表面具有8个颗粒102’。相比于现有技术，去污能力大大提高。
在本发明的又一实施例中，可剥离膜为液体成型膜，具体的，所述步骤S11包括子步骤S111和子步骤S112：
子步骤S111，如图10所示，将粘性液体120涂在所述晶圆100的表面，较佳的，通过喷涂的方式将所述粘性液体120’涂在所述晶圆100的表面。具体的，通过一喷嘴121将所述粘性液体120’涂在所述晶圆100的表面，以保证所述粘性液体120在所述晶圆100的表面涂覆均匀，在喷涂的过程中，所述喷嘴121可以来回移动，所述晶圆100可以转动，可以进一步的保证所述粘性液体120在所述晶圆100的表面涂覆均匀。
较佳的，所述粘性液体120’包括基体、溶剂、活性剂(例如表面活性剂)、成膜助剂(例如醚醇类高聚物)、中性络合剂(例如聚丙烯酸类)和无机添加剂。其中，所述基体包括醇类、烯类和酯类中的一种或几种，所述溶剂包括乙醇、丙酮、苯和甲苯中的一种或几种。所述活性剂、成膜助剂、中性络合剂用于改善所述粘性液体120’的性能，使得可剥离膜涂刷简便，干燥迅速，可较好的成膜，拉伸强度适中，有较好的可剥离性。所述无机添加剂用于增加粘力和/或张力，所述添加剂包括碳酸钙颗粒和/或碳颗粒，可以使得可剥离膜更好地粘附颗粒。
子步骤S112，如图11所示，将所述粘性液体120’固化成所述可剥离膜120。其中，可以采用烘干和/或吹风的方式将所述粘性液体120’固化成所述可剥离膜120，以加速所述粘性液体120’的固化。
之后的步骤S12可以参考一实施例，此为本领域的技术人员可以理解的，在此不作赘述。在采用又一实施例对晶圆进行除污前，所述晶圆表面具有1496个颗粒，所述晶圆在除污后，表面具有15个颗粒。相比于现有技术，去污能力大大提高。
并且，再用粘性液体固化的方法形成所述可剥离膜，有利于对问题晶圆(颗粒或其他残留物较多的晶圆)进行批量处理，实现自动化生产，同时可以更好地控制工艺的性能。
本发明还提供一种冲洗(Scrubber)工艺和冲洗机台，所述冲洗工艺包括一实施例或又一实施例所述晶圆表面除污的方法。所述冲洗机台包括一腔体，所述腔体(去污腔体)采用前文所述的任意一种所述晶圆表面除污的方法。其中，所述晶圆表面除污的步骤可以在冲洗工艺的位置。
一般的，所述冲洗工艺还包括对所述晶圆的表面进行冲洗，即采用去离子水对所述晶圆的表面进行冲洗。所述冲洗机台还包括冲洗腔体，所述冲洗腔体采用去离子水对所述晶圆的表面进行冲洗。
具体的，在本实施例中，所述冲洗工艺包括：
首先，在所述冲洗腔体中，对所述晶圆的背面进行冲洗；
然后，在所述腔体(去污腔体)，采用一实施例或又一实施例中所述晶圆表面除污的方法对所述晶圆的正面进行除污；
之后，在所述冲洗腔体中，对所述晶圆的正面进行冲洗。
在本实施例中，对所述晶圆的背面进行冲洗和对所述晶圆的正面进行冲洗的步骤可以采用不同的所述冲洗腔体，并且，对所述晶圆的背面进行冲洗和对所述晶圆的正面进行冲洗的步骤的顺序可以互换。
在本实施例中，可以将所述晶圆表面除污的方法与现有的冲洗工艺整合在一起，实现批量处理，实现自动化生产，同时可以更好地控制工艺的性能。
本发明还提供一种湿法清洗(Wet Bench)工艺和湿法清洗机台，所述湿法清洗工艺包括一实施例或又一实施例所述晶圆表面除污的方法。所述湿法清洗机台包括一腔体，所述腔体(去污腔体)采用前文所述的任意一种所述晶圆表面除污的方法。其中，所述晶圆表面除污的步骤可以在湿法清洗工艺的位置。
一般的，所述湿法清洗工艺还包括至少一次刻蚀液清洗(例如酸清洗或碱清洗)和一次最终淋洗(Final Rinse，一般用去离子水淋洗)，所述最终淋洗在所有的所述刻蚀液清洗之后进行，并且，所述最终淋洗之后还可以有一步异丙酮(IPA)干燥。所述湿法清洗机台还包括至少一个刻蚀液清洗腔体和淋洗腔体。此为本领域的技术人员可以理解的，在此不作赘述。
较佳的，在本实施例中，在所有的所述刻蚀液清洗之后，且在所述最终淋洗之前，采用所述晶圆表面除污的方法对所述晶圆进行除污，可以有效地提高所述湿法清洗工艺的效果。
在本实施例中，可以将所述晶圆表面除污的方法与现有的湿法清洗工艺整合在一起，实现批量处理，实现自动化生产，同时可以更好地控制工艺的性能。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (22)

1.一种晶圆表面除污的方法，其特征在于，包括：
在晶圆的表面覆盖可剥离膜，所述可剥离膜至少面向所述晶圆的一面具有粘性；以及
将所述可剥离膜从所述晶圆的表面剥离。
2.如权利要求1所述的晶圆表面除污的方法，其特征在于，所述可剥离膜为固态膜，在晶圆的表面覆盖可剥离膜的步骤包括：将所述可剥离膜直接贴在所述晶圆的表面。
3.如权利要求2所述的晶圆表面除污的方法，其特征在于，所述可剥离膜为蓝膜或胶带。
4.如权利要求1所述的晶圆表面除污的方法，其特征在于，在晶圆的表面覆盖可剥离膜的步骤包括：
将粘性液体涂在所述晶圆的表面；
将所述粘性液体固化成所述可剥离膜。
5.如权利要求4所述的晶圆表面除污的方法，其特征在于，通过喷涂的方式将粘性液体涂在所述晶圆的表面。
6.如权利要求4所述的晶圆表面除污的方法，其特征在于，采用烘干和/或吹风的方式将所述粘性液体固化成所述可剥离膜。
7.如权利要求4所述的晶圆表面除污的方法，其特征在于，所述粘性液体包括基体和溶剂。
8.如权利要求7所述的晶圆表面除污的方法，其特征在于，所述基体包括醇类、烯类和酯类中的一种或几种。
9.如权利要求7所述的晶圆表面除污的方法，其特征在于，所述溶剂包括乙醇、丙酮、苯和甲苯中的一种或几种。
10.如权利要求7所述的晶圆表面除污的方法，其特征在于，所述粘性液体还包括活性剂、成膜助剂和中性络合剂中的一种或几种。
11.如权利要求7所述的晶圆表面除污的方法，其特征在于，所述粘性液体还包括用于增加粘力和/或张力的无机添加剂。
12.如权利要求11所述的晶圆表面除污的方法，其特征在于，所述添加剂包括碳酸钙颗粒和/或碳颗粒。
13.如权利要求1至12中任意一项所述的晶圆表面除污的方法，其特征在于，所述晶圆的边缘具有缺口，所述可剥离膜覆盖所述缺口。
14.如权利要求13所述的晶圆表面除污的方法，其特征在于，将所述可剥离膜从所述晶圆的表面剥离的步骤包括：
从所述缺口处将至少部分所述可剥离膜从所述晶圆的表面顶起；
从顶起处拉扯所述可剥离膜，使所述可剥离膜从所述晶圆的表面剥离。
15.一种冲洗工艺，其特征在于，包括如权利要求1至14中任意一项所述晶圆表面除污的方法。
16.如权利要求15所述的冲洗工艺，其特征在于，还包括：
对所述晶圆的表面进行冲洗。
17.如权利要求16所述的冲洗工艺，其特征在于，所述晶圆包括正面以及与所述正面相背的背面，所述冲洗工艺包括：
对所述晶圆的背面进行冲洗；
采用所述晶圆表面除污的方法对所述晶圆的正面进行除污；
对所述晶圆的正面进行冲洗。
18.一种冲洗机台，其特征在于，包括一腔体，所述腔体采用如权利要求1至14中任意一项所述晶圆表面除污的方法。
19.一种湿法清洗工艺，其特征在于，包括如权利要求1至14中任意一项所述晶圆表面除污的方法。
20.如权利要求19所述的湿法清洗工艺，其特征在于，所述湿法清洗工艺还包括至少一次刻蚀液清洗和一次最终淋洗。
21.如权利要求20所述的湿法清洗工艺，其特征在于，在所有的所述刻蚀液清洗之后，且在所述最终淋洗之前，采用所述晶圆表面除污的方法对所述晶圆进行除污。
22.一种湿法清洗机台，其特征在于，包括一腔体，所述腔体采用如权利要求1至14中任意一项所述晶圆表面除污的方法。
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