CN108242388A - 一种去除基片刻蚀后残余物的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及半导体制造技术领域,具体涉及一种去除基片刻蚀后残余物的方法及装置。所述方法包括如下步骤:将待清洗的基片放置于工艺处理腔内的样品台上,所述基片在样品台的转动下进行旋转;将氢氟酸、二氧化碳和去离子水溶液组成的化学液,或由硫酸、氢氟酸、二氧化碳和去离子水溶液组成的化学液喷洒在所述基片的表面,所述化学液在所述基片的表面形成一层均匀的液体薄膜;在向所述基片的表面喷洒所述化学液的同时,向所述工艺处理腔中导入臭氧,与所述基片的表面的残余物反应,清洁所述基片。本发明在保护半导体基片表面铜结构或铝结构的同时,可有效去除等离子体刻蚀后基片表面产生的残余物。
Description
技术领域
本发明涉及半导体制造技术领域,具体涉及一种去除基片刻蚀后残余物的方法及装置。
背景技术
在制备微电子或其他类似器件过程中,基片通过刻蚀形成所需的特征和图形。刻蚀工艺一般采取液体化学液、反应气体和等离子体。刻蚀后基片表面会产生残留物和有机高分子聚合体。为防止最终器件的良率下降,刻蚀后产生的残余物和高聚体必须在下一段工艺开始前去除。去除这些残余物通常是利用酸和氧化剂的液态混和液,然而现有的这些方法并不能有效的完全去除这些残余物。
发明内容
本发明的目的在于提供一种去除基片刻蚀后残余物的方法,能够有效去除等离子体刻蚀后基片表面产生的残余物。
本发明的另一目的在于提供一种去除基片刻蚀后残余物的装置。
为了达到上述目的,本发明采用的技术方案为:
一种去除基片刻蚀后残余物的方法,所述方法包括如下步骤:
将待清洗的基片放置于工艺处理腔内的样品台上,所述基片在样品台的转动下进行旋转;
将氢氟酸、二氧化碳和去离子水溶液组成的化学液喷洒在所述基片的表面,所述化学液在所述基片的表面形成一层均匀的液体薄膜;
在向所述基片的表面喷洒所述化学液的同时,向所述工艺处理腔中导入臭氧,与所述基片的表面的残余物反应,清洁所述基片。
上述方案中,所述氢氟酸浓度为体积比1:300~1:3000,所述化学液温度为10~50℃。
上述方案中,所述臭氧的浓度为30g/m3~300g/m3。
一种去除基片刻蚀后残余物的方法,所述方法包括如下步骤:
将待清洗的基片放置于工艺处理腔内的样品台上,所述基片在样品台的转动下进行旋转;
将硫酸、氢氟酸、二氧化碳和去离子水溶液组成的化学液喷洒在所述基片的表面,所述化学液在所述基片的表面形成一层均匀的液体薄膜;
在向所述基片的表面喷洒所述化学液的同时,向所述工艺处理腔中导入臭氧,与所述基片的表面的残余物反应,清洁所述基片。
上述方案中,所述硫酸浓度为体积比3~15%,所述氢氟酸浓度为质量比0~500PPM,所述化学液温度为15~45℃。
上述方案中,所述臭氧的浓度为30g/m3~300g/m3。
一种去除基片刻蚀后残余物的装置,所述装置包括:
样品台,所述样品台用于放置待清洗的基片,并可带动所述基片旋转;
工艺处理腔,所述样品台位于所述工艺处理腔内;
化学液桶,所述化学液桶上设有气体注入口和液体注入口,所述化学液桶用于盛放清洗所述基片的化学液;
二氧化碳扩散器,所述二氧化碳扩散器设置在所述化学药桶内,与所述气体注入口相连;
喷嘴,所述喷嘴通过管路与所述化学液桶相连,所述喷嘴设置在所述工艺处理腔的顶部,用于向所述工艺处理腔内的所述基片表面喷洒化学液;
加热器,所述加热器设置在所述喷嘴与所述化学液桶之间的管路上,用于将所述化学液桶内的化学液加热;
臭氧发生器,用于产生臭氧;
臭氧喷嘴,所述臭氧喷嘴通过管路与所述臭氧发生器相连,所述臭氧喷嘴设置在所述工艺处理腔的侧壁上,用于向所述工艺处理腔内喷入臭氧。
上述方案中,所述工艺处理腔底部设有化学液收集口,所述化学液收集口通过管路与所述化学液桶相连。
上述方案中,所述加热器与所述喷嘴之间的管路上设有分流阀,所述分流阀通过管路与所述化学液桶相连。
上述方案中,所述装置还包括真空泵,所述真空泵与所述工艺处理腔相连,使所述工艺处理腔内形成负压。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
本发明向基片表面喷洒由硫酸、氢氟酸、二氧化碳和去离子水溶液组成的化学液或由氢氟酸、二氧化碳和去离子水溶液组成的化学液,同时向工艺处理腔内通入臭氧,在保护半导体基片表面铝结构或铜结构的同时,可有效去除等离子体刻蚀后基片表面产生的残余物。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种去除基片刻蚀后残余物的方法的工艺流程图;
图2为本发明另一实施例提供的一种去除基片刻蚀后残余物的方法的工艺流程图;
图3为本发明再一实施例提供的一种去除基片刻蚀后残余物的装置的结构示意图。
具体实施方式
为了更好的理解上述技术方案,下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
实施例一:
如图1所示,本实施例提供一种去除基片刻蚀后残余物的方法,所述方法包括如下步骤:
步骤110:将待清洗的基片放置于工艺处理腔内的样品台上,所述基片在样品台的转动下进行旋转;
具体地,基片在样品台的作用下以1~2000rpm的转速旋转。
步骤120:将氢氟酸、二氧化碳和去离子水溶液组成的化学液喷洒在所述基片的表面,所述化学液在所述基片的表面形成一层均匀的液体薄膜;
具体地,所述氢氟酸浓度为体积比1:300~1:3000,二氧化碳气体饱和溶于稀氢氟酸溶液中,二氧化碳的主要作用是保护或减轻清洗过程中基片表面铜结构的腐蚀;所述化学液温度为10~50℃,在实际处理过程中,化学液常用温度是24~30℃;当溶液温度超过50℃时,化学液的刻蚀能力将大幅增加,将不适用于绝大多数清洗工艺;基片表面的液体薄膜的厚度可通过调整基片的旋转速度和化学液的流速来控制,以达到最佳清洗效果。
步骤130:在向所述基片的表面喷洒所述化学液的同时,向所述工艺处理腔中导入臭氧,与所述基片的表面的残余物反应,清洁所述基片;
具体地,向处理腔中通往臭氧气体增强清洗效果,所述臭氧的浓度为30g/m3~300g/m3;臭氧的导入的方法可以是与化学液一起混和,或者扩散穿过基片表面的液体薄膜。
本实施例中化学液的配方主要针对基片表面含有铜结构的清洗。
实施例二:
如图2所示,本实施例提供一种去除基片刻蚀后残余物的方法,所述方法包括如下步骤:
步骤210:将待清洗的基片放置于工艺处理腔内的样品台上,所述基片在样品台的转动下进行旋转;
具体地,基片在样品台的作用下以1~2000rpm的转速旋转。
步骤220:将硫酸、氢氟酸、二氧化碳和去离子水溶液组成的化学液喷洒在所述基片的表面,所述化学液在所述基片的表面形成一层均匀的液体薄膜;
具体地,所述硫酸浓度为体积比3~15%,所述氢氟酸浓度为质量比0~500PPM,二氧化碳气体饱和溶于稀氢氟酸溶液中,二氧化碳的主要作用是保护或减轻清洗过程中基片表面铝结构的腐蚀。所述化学液温度为15~45℃,通过加热器和冷却器共同工作调节化学液温度。清洗工艺时间需根据化学液各组份浓度、流速、基片转速和所需去除的残留物确定,一般是20秒至3分钟;当工艺时间小于20秒,清洗将不会完全;而工艺时间大于3分钟,基片表面的铝结构将会被腐蚀。基片表面的液体薄膜的厚度可通过调整基片的旋转速度和化学液的流速来控制,以达到最佳清洗效果。
步骤230:在向所述基片的表面喷洒所述化学液的同时,向所述工艺处理腔中导入臭氧,与所述基片的表面的残余物反应,清洁所述基片;
具体地,向处理腔中通往臭氧气体增强清洗效果,所述臭氧的浓度为30g/m3~300g/m3;臭氧的导入的方法可以是与化学液一起混和,或者扩散穿过基片表面的液体薄膜。
本实施例中化学液的配方主要针对基片表面含有铝结构(如铝线或铝柱)的清洗。
实施例一和实施例二所述的清洗工艺可以在大气压下进行,为了促进化学液进入较小的结构,也可以在低于大气压的真空中清洗。
实施例三:
如图3所示,本实施例提供一种去除基片刻蚀后残余物的装置,所述装置包括:样品台108,所述样品台用于放置待清洗的基片109,并可带动所述基片109旋转;工艺处理腔110,所述样品台108位于所述工艺处理腔110内;化学液桶101,所述化学液桶101上设有气体注入口119和液体注入口120,所述化学液桶101用于盛放清洗所述基片的化学液,组成化学液的液体通过液体注入口120进入化学液桶101内;二氧化碳扩散器118,所述二氧化碳扩散器118设置在所述化学药桶101内,与所述气体注入口119相连,二氧化碳气体通过气体注入口119和二氧化碳扩散器118溶解于化学液桶101内的化学液中;喷嘴111,所述喷嘴111通过管路与所述化学液桶101相连,所述喷嘴111设置在所述工艺处理腔110的顶部,用于向所述工艺处理腔110内的所述基片109表面喷洒化学液;加热器103,所述加热器103设置在所述喷嘴111与所述化学液桶101之间的管路上,用于将所述化学液桶101内的化学液加热;臭氧发生器114,用于产生臭氧;臭氧喷嘴113,所述臭氧喷嘴113通过管路与所述臭氧发生器114相连,所述臭氧喷嘴113设置在所述工艺处理腔110的侧壁上,用于向所述工艺处理腔110内喷入臭氧。
本实施例中,所述工艺处理腔110底部设有化学液收集口115,所述化学液收集口115通过管路与所述化学液桶101相连。所述化学液收集口115所述化学液桶101之间的管路上设有多向阀117,多向阀117通过管路与非也收集口116相连接。基片109旋转甩出的化学液进入化学液收集口115中,调整多向阀117可以使化学液流向废液收集口116排出,或流回化学液桶101中循环使用。
本实施例中,所述加热器103与所述喷嘴111之间的管路上设有分流阀104,所述分流阀104通过管路与所述化学液桶101相连。设置在化学液桶101和加热器103之间的泵102可使化学液进入加热器103中加热,分流阀104可使化学液回到化学液桶101中,化学液在泵102、加热器102和化学液桶101中循环流动可使温度达到稳定。
本实施例中,所述装置还包括真空泵106,所述真空泵106与所述工艺处理腔110相连,使所述工艺处理腔内形成负压,促进化学液对基片109表面的浸润。
本实施例的工作过程如下:
将待清洗的基片109放置于工艺处理腔110内的样品台108上,在转动台112的作用下可以1~2000rpm的转速旋转。打开开关阀107,真空泵106工作使腔体110中形成负压,促进化学液对基片109表面的浸润。化学液桶101中的化学液经过稳定加热后,通过喷嘴111喷洒在基片109的表面,形成一层均匀的液体薄膜。臭氧发生器产生的臭氧通过臭氧喷嘴113进入工艺腔110中,臭氧扩散穿过基片109表面的液体薄膜或溶解于液体薄膜中对基片109表面进行作用。基片109旋转甩出的化学液进入收集口115中,调整多向阀117可以使化学流向废液收集口116排出,或流回化学液桶110中循环使用。
本发明的优点如下:
1、针对半导体基片表面含有铝结构或铜结构的情况,采用不同配方的化学液进行清洗,化学液中的二氧化碳可保护或减轻清洗过程对基片表面铝或铜结构的腐蚀;
2、在清洗过程中通入臭氧气体可增强半导体基片表面残留物的清洗效果;
3、采用真空泵使工艺处理腔中形成负压,促进化学液对基片表面的浸润。
以上所述的具体实施例,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种去除基片刻蚀后残余物的方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:
将待清洗的基片放置于工艺处理腔内的样品台上,所述基片在样品台的转动下进行旋转;
将氢氟酸、二氧化碳和去离子水溶液组成的化学液喷洒在所述基片的表面,所述化学液在所述基片的表面形成一层均匀的液体薄膜;
在向所述基片的表面喷洒所述化学液的同时,向所述工艺处理腔中导入臭氧,与所述基片的表面的残余物反应,清洁所述基片。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于:所述氢氟酸浓度为体积比1:300~1:3000,所述化学液温度为10~50℃。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于:所述臭氧的浓度为30g/m3~300g/m3。
4.一种去除基片刻蚀后残余物的方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:
将待清洗的基片放置于工艺处理腔内的样品台上,所述基片在样品台的转动下进行旋转;
将硫酸、氢氟酸、二氧化碳和去离子水溶液组成的化学液喷洒在所述基片的表面,所述化学液在所述基片的表面形成一层均匀的液体薄膜;
在向所述基片的表面喷洒所述化学液的同时,向所述工艺处理腔中导入臭氧,与所述基片的表面的残余物反应,清洁所述基片。
5.如权利要求4所述的方法,其特征在于:所述硫酸浓度为体积比3~15%,所述氢氟酸浓度为质量比0~500PPM,所述化学液温度为15~45℃。
6.如权利要求4所述的方法,其特征在于:所述臭氧的浓度为30g/m3~300g/m3。
7.一种去除基片刻蚀后残余物的装置,其特征在于,所述装置包括:
样品台,所述样品台用于放置待清洗的基片,并可带动所述基片旋转;
工艺处理腔,所述样品台位于所述工艺处理腔内;
化学液桶,所述化学液桶上设有气体注入口和液体注入口,所述化学液桶用于盛放清洗所述基片的化学液;
二氧化碳扩散器,所述二氧化碳扩散器设置在所述化学药桶内,与所述气体注入口相连;
喷嘴,所述喷嘴通过管路与所述化学液桶相连,所述喷嘴设置在所述工艺处理腔的顶部,用于向所述工艺处理腔内的所述基片表面喷洒化学液;
加热器,所述加热器设置在所述喷嘴与所述化学液桶之间的管路上,用于将所述化学液桶内的化学液加热;
臭氧发生器,用于产生臭氧;
臭氧喷嘴,所述臭氧喷嘴通过管路与所述臭氧发生器相连,所述臭氧喷嘴设置在所述工艺处理腔的侧壁上,用于向所述工艺处理腔内喷入臭氧。
8.如权利要求7所述的装置,其特征在于:所述工艺处理腔底部设有化学液收集口,所述化学液收集口通过管路与所述化学液桶相连。
9.如权利要求7所述的装置,其特征在于:所述加热器与所述喷嘴之间的管路上设有分流阀,所述分流阀通过管路与所述化学液桶相连。
10.如权利要求7所述的装置,其特征在于:所述装置还包括真空泵,所述真空泵与所述工艺处理腔相连,使所述工艺处理腔内形成负压。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180703 |
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