CN109686649A - 对准标记清洗方法以及半导体制造方法 - Google Patents

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CN109686649A CN201710980516.0A CN201710980516A CN109686649A CN 109686649 A CN109686649 A CN 109686649A CN 201710980516 A CN201710980516 A CN 201710980516A CN 109686649 A CN109686649 A CN 109686649A
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宋春
曾红林
仇峰
陈文磊
游智星
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Abstract

本发明揭示了一种对准标记清洗方法，本发明提供的对准标记清洗方法中，所述对准标记清洗方法包括：提供一基底，所述基底上具有对准标记，所述对准标记被杂质覆盖；提供反应器皿，使得所述反应器皿罩住被杂质覆盖的对准标记；向所述反应器皿中注入药液，与所述杂质反应；排出反应器皿中反应后的产物；以及移除所述反应器皿。由此，通过药液定向的进行清洗，即可使得对准标记上的杂质去除，操作过程简单，效果良好，不易对基底产生其他影响，降低生产成本。

Description

对准标记清洗方法以及半导体制造方法
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种对准标记清洗方法以及半导体制造方法。
背景技术
对准过程是半导体制造加工过程中经常遇到的，且是对产品质量产生重大影响的因素之一。于是，在晶圆上存在各种对准标记，用以进行需要时的对准。
对准标记分为多类，例如存在一种被称为零层对准标记(zero mark)的对准标记，其制备在晶圆上，可以在后续加工过程中多次使用。
但是，多次使用容易导致这种对准标记被后续过程中的杂质(例如膜层残留等)遮挡，透光性逐渐变差；或者是杂质填充了对准标记之间的间隙，使得对准标记变得平坦，难以侦测到高度差，直至影响了对准过程。
发明内容
本发明的目的在于提供一种对准标记清洗方法以及半导体制造方法，改善对准标记被杂质遮挡的情况。
为解决上述技术问题，本发明提供一种对准标记清洗方法，包括：
提供一基底，所述基底上具有对准标记，所述对准标记被杂质覆盖；
提供反应器皿，使得所述反应器皿罩住被杂质覆盖的对准标记；
向所述反应器皿中注入药液，与所述杂质反应；
排出反应器皿中反应后的产物；以及
移除所述反应器皿。
可选的，对于所述的对准标记清洗方法，执行多次向所述反应器皿中注入药液以及排出反应器皿中反应后的产物的循环过程。
可选的，对于所述的对准标记清洗方法，所述对准标记的材质为硅。
可选的，对于所述的对准标记清洗方法，所述杂质为不透光杂质。
可选的，对于所述的对准标记清洗方法，所述杂质包括氧化物，所述药液包括浓度为40％～50％的氢氟酸溶液。
可选的，对于所述的对准标记清洗方法，所述杂质包括金属及其化合物，所述药液包括NH4OH和H2O2的混合液。
可选的，对于所述的对准标记清洗方法，在排出反应器皿中反应后的产物之后；在移除所述反应器皿之前，还包括：
利用去离子水清洗所述对准标记。
可选的，对于所述的对准标记清洗方法，所述反应器皿罩住被杂质覆盖的对准标记的方法包括：
所述基底固定于第一承载台上，所述反应器皿固定于第二承载台上，所述第一承载台与所述第二承载台相对间隔设置，所述反应器皿的一端开口朝向所述第一承载台；
使所述第一承载台与所述第二承载台相对移动，以便所述反应器皿罩住被杂质覆盖的对准标记。
可选的，对于所述的对准标记清洗方法，所述反应器皿为文氏管。
可选的，对于所述的对准标记清洗方法，所述对准标记为零层全局对准标记。
本发明还提供一种半导体制造方法，包括：在半导体制造过程中，利用如上所述的对准标记清洗方法进行对准标记的清洗，并以清洗后的对准标记继续进行半导体制造。
本发明提供的对准标记清洗方法中，所述对准标记清洗方法包括：提供一基底，所述基底上具有对准标记，所述对准标记被杂质覆盖；提供反应器皿，使得所述反应器皿罩住被杂质覆盖的对准标记；向所述反应器皿中注入药液，与所述杂质反应；排出反应器皿中反应后的产物；以及移除所述反应器皿。由此，通过药液定向的进行清洗，即可使得对准标记上的杂质去除，操作过程简单，效果良好，不易对基底产生其他影响，大大降低生产成本。进而，能够有效改善半导体制造过程，提高产品良率。
附图说明
图1为一种基底及对准标记的示意图；
图2为本发明一个实施例中对准标记清洗方法的流程示意图；
图3为本发明一个实施例中基底和反应器皿的设置的示意图；
图4为本发明一个实施例中对所述对准标记进行清洗的示意图；
图5为本发明一个实施例中反应器皿覆盖在对准标记上的示意图。
具体实施方式
下面将结合示意图对本发明的对准标记清洗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。
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。
如图1所示，在基底1中设置有对准标记2，随着生产加工过程的不断继续，会存在诸多杂质覆盖在对准标记2上，从而使得透光性逐渐变差，或是对准标记2变得平坦，对准标记2愈发难以识别，直至影响了对准过程。
面对这一情况，发明人研究了一种清洗方法，包括：
①采用光刻工艺在整个基底1上布置一层阻挡层(例如是光刻胶)；②对阻挡层进行开口，暴露出所述对准标记；③采用药液腐蚀对准标记上的杂质；④去除所述阻挡层并进行清洗。
但是发明人研究发现，这一过程成本较高，费时较长，且由于涉及工序较多，容易对已经完成的膜层产生影响。
为了解决这一状况，发明人研究了一种对准标记清洗方法，如图2所示，该方法包括：
步骤S11，提供一基底，所述基底上具有对准标记，所述对准标记被杂质覆盖；
步骤S12，提供反应器皿，使得所述反应器皿罩住被杂质覆盖的对准标记；
步骤S13，向所述反应器皿中注入药液，与所述杂质反应；
步骤S14，排出反应器皿中反应后的产物；以及
步骤S15，移除所述反应器皿。
下面结合图3-图5对本发明的对准标记清洗方法进行详细说明。
如图3所示，对于步骤S11，提供一基底20，所述基底20上具有对准标记50，所述对准标记50被杂质覆盖。
在一个实施例中，所述基底20为半导体晶圆，例如是硅片，更具体的，所述硅片上还可以形成有外延层、沉积层、注入层等多种膜层，即所述基底20上可以形成有器件结构；在一个实施例中，所述基底20还可以是其他材质，例如玻璃基板、蓝宝石基板、氮化镓基板等，同样的，这些基板上也可以形成有至少一层膜层。下文以半导体晶圆为例进行说明。
在一个实施例中，所述对准标记50为零层全局对准标记(global alignment zeromark)，所述对准标记50例如是形成在半导体晶圆的硅基底中，即例如所述对准标记50是硅材质。
在一个实施例中，所述对准标记50的数量为两个，即如图1、图3中所示情况，可以理解的是，所述对准标记50的数量不限于此，其他任意数量的对准标记都是可行的。
在一个实施例中，将所述基底20固定在第一承载台10上，举例而言，所述第一承载台10可以是光刻设备中的涂胶显影机中的部件，即本方法可以在涂胶显影机中完成，采用涂胶显影机是借助于该设备具有相对设置的承载台，从而可以分别固定基底20和反应器皿40(参见步骤S12)，可以理解的是，其他设备也可以执行本发明的方法。甚至，该方法可以不借助精密设备，由人工在无尘室中完成。
请参考图3和图4，对于步骤S12，提供反应器皿40，使得所述反应器皿40罩住被杂质覆盖的对准标记50。
如图3所示，在一个实施例中，所述反应器皿40固定在第二承载台30上，所述第一承载台10和所述第二承载台30相对间隔设置，并且可以相向移动，所述反应器皿40的一端开口朝向所述第一承载台10。
在一个实施例中，所述反应器皿40为文氏管，可以理解的是，所述反应器皿40还可以是其他结构，文氏管并不成为本发明唯一选择。
如图4所示，使得第一承载台10和第二承载台30相对移动，以使得所述反应器皿40罩住被杂质覆盖的对准标记50，具体是采用文氏管紧贴在所述晶圆上，且完全盖住所述对准标记50。
可参考图5，图5示意性的示出了反应器皿40罩住所述对准标记50的情况，则在后续过程中，只需要在反应器皿40中提供药液，与对准标记50上的杂质反应即可。借助于反应器皿40的存在，这一去除杂质的过程基本上不会对基底20上的其他结构(或膜层)产生影响。
可以理解的是，步骤S11和步骤S12中基底20和反应器皿40的准备可以同时进行，也可以任一先准备固定。
在一个实施例中，例如还可以是将基底20放置在承载台上，然后采用机械手臂夹持住反应器皿压持覆盖在所述对准标记50上。
请参考图4，对于步骤S13，向所述反应器皿40中注入药液，与所述杂质反应。
例如以涂胶显影机为例，药液可以由涂胶显影机直接提供，并通过涂胶显影机的固有管路传递至反应器皿40中，与所述杂质反应。例如图3中朝向第二承载台30的箭头即为示意提供药液。
所述杂质可以有多种，例如不透光类型的杂质，举例而言，可以是氧化物、氮化物、金属及其化合物或其合金等。
例如对于氧化物，以氧化硅为例，可以采用氢氟酸溶液进行反应，具体可以是浓度(文中所称浓度皆为体积浓度)为40％～50％的氢氟酸溶液，例如选择常见的49％的氢氟酸溶液。
例如对于金属及其化合物，以金属铝或氮化钛为例，所述药液包括NH4OH溶液和H2O2溶液的混合液，即SC1药液，所述SC1药液中所述NH4OH和H2O2的配比范围一般在1：1到1：6之间。例如，所述NH4OH溶液和H2O2溶液的配比范围在1：1到1：4之间。当然，依据实际可能存在的杂质情况，SC1药液的配比还可以是其他范围，例如NH4OH溶液和H2O2溶液的配比范围在1：20到1：30之间等。所述NH4OH溶液的浓度可以是28％～30％，所述H2O2溶液的浓度可以是30％～32％。此外，还可以视情况在SC1药液中添加适量的去离子水。
由于杂质情况有可能较为复杂，因此，可以逐次采用多种药液进行反应，包括但不限于所述的氢氟酸溶液和SC1药液。
请继续参考图4，对于步骤S14，排出反应器皿40中反应后的产物。图4中远离所述第二承载台30的箭头即为示意排出反应后的产物。可以理解的是，反应后的产物包括了反应生成物及未反应物质，例如未消耗尽的药液等。
例如在涂胶显影机中，可以借助固有的废液汲取管路将反应后的产物移除。甚至，例如对于人工操作，可以采用吸管将反应后的产物转移。
在一个实施例中，可以循环执行多次步骤S13-步骤S14这一过程，从而有效去除杂质，尤其是对于杂质可能较多，或者较顽固的情况。
在反应后的产物排出后，进一步的，可以采用去离子水对所述对准标记50进行清洗，例如，依然可以借助所述反应器皿40采用去离子水对所述对准标记50进行清洗，并同样将清洗后的去离子水转移。
之后，执行步骤S15，移除所述反应器皿40。以图4所示过程为例，可以将第一承载台10和第二承载台30分开即可。
由此可见，在本发明中，并未采用阻挡层对基底10进行遮挡，而仅仅采用了较常规的反应器皿40(例如文氏管)，相比形成阻挡层，过程简单，成本低廉，而且，若采用形成阻挡层的方法，还需要对阻挡层进行刻蚀，于是需要具有专门的光罩，显然的，制备光罩需要很高的成本，相比而言，本发明中采用的反应器皿40成本就非常低了。而且，本发明采用反应器皿40有针对性的罩住对准标记50，避免了药液对其他结构或膜层的损伤，也不会产生由于形成和去除阻挡层时对已有结构或膜层产生例如应力、残留杂质等影响，因此副作用小。此外，如上文描述，可知本发明操作过程简单，耗时极低。
借助于上文所述内容，本发明还提出一种半导体制造方法，包括：在半导体制造过程中，利用所述的对准标记清洗方法进行对准标记的清洗，并以清洗后的对准标记继续进行半导体制造。
综上所述，本发明提供的对准标记清洗方法中，所述对准标记清洗方法包括：提供一基底，所述基底上具有对准标记，所述对准标记被杂质覆盖；提供反应器皿，使得所述反应器皿罩住被杂质覆盖的对准标记；向所述反应器皿中注入药液，与所述杂质反应；排出反应器皿中反应后的产物；以及移除所述反应器皿。由此，通过药液定向的进行清洗，即可使得对准标记上的杂质去除，操作过程简单，效果良好，不易对基底产生其他影响，大大降低生产成本。进而，能够有效改善半导体制造过程，提高产品良率。
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 (11)

1.一种对准标记清洗方法，其特征在于，包括：
提供一基底，所述基底上具有对准标记，所述对准标记被杂质覆盖；
提供反应器皿，使得所述反应器皿罩住被杂质覆盖的对准标记；
向所述反应器皿中注入药液，与所述杂质反应；
排出反应器皿中反应后的产物；以及
移除所述反应器皿。
2.如权利要求1所述的对准标记清洗方法，其特征在于，执行多次向所述反应器皿中注入药液以及排出反应器皿中反应后的产物的循环过程。
3.如权利要求1所述的对准标记清洗方法，其特征在于，所述对准标记的材质为硅。
4.如权利要求1所述的对准标记清洗方法，其特征在于，所述杂质为不透光杂质。
5.如权利要求4所述的对准标记清洗方法，其特征在于，所述杂质包括氧化物，所述药液包括浓度为40％～50％的氢氟酸溶液。
6.如权利要求4所述的对准标记清洗方法，其特征在于，所述杂质包括金属及其化合物，所述药液包括NH4OH和H2O2的混合液。
7.如权利要求1所述的对准标记清洗方法，其特征在于，在排出反应器皿中反应后的产物之后；在移除所述反应器皿之前，还包括：
利用去离子水清洗所述对准标记。
8.如权利要求1所述的对准标记清洗方法，其特征在于，所述反应器皿罩住被杂质覆盖的对准标记的方法包括：
所述基底固定于第一承载台上，所述反应器皿固定于第二承载台上，所述第一承载台与所述第二承载台相对间隔设置，所述反应器皿的一端开口朝向所述第一承载台；
使所述第一承载台与所述第二承载台相对移动，以便所述反应器皿罩住被杂质覆盖的对准标记。
9.如权利要求1所述的对准标记清洗方法，其特征在于，所述反应器皿为文氏管。
10.如权利要求1所述的对准标记清洗方法，其特征在于，所述对准标记为零层全局对准标记。
11.一种半导体制造方法，其特征在于，包括：在半导体制造过程中，利用如权利要求1-10中任一项所述的对准标记清洗方法进行对准标记的清洗。
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