CN110620036A - 一种晶圆清洗方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种晶圆清洗方法，包括：步骤S1，对晶圆执行一第一清洗工艺；步骤S2，对晶圆执行一第一干燥工艺；步骤S3，对晶圆执行一等离子体工艺；步骤S4，对晶圆执行一第二清洗工艺和一第二干燥工艺。本发明技术方案的有益效果在于：在传统的晶圆清洗步骤中加入等离子体工艺，利用等离子体对晶圆表面进行处理以提升颗粒物表面的活性，有助于后续的第二清洗工艺中更好地去除晶圆表面残留的研磨颗粒。

Description

一种晶圆清洗方法
技术领域
本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种晶圆清洗方法。
背景技术
在晶圆完成化学机械研磨(Chemical Mechanical Polishing，以下简称CMP)工艺后需要进行清洗工艺，以去除残留的研磨液和研磨颗粒物等。在进行传统的Cu-CMP(铜工艺化学机械研磨)清洗过程后，仍然会存在一些比较小的研磨颗粒不能去除，而这些研磨颗粒残留可能会对晶圆键合工艺造成影响。尤其是在Cu(铜)键合的工艺中，对颗粒的要求比较高。因此，现需一种新型的晶圆清洗方法，提高晶圆的清洗效果，以满足晶圆键合工艺的要求。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种晶圆清洗方法。
具体技术方案如下：
本发明包括一种晶圆清洗方法，包括：
步骤S1，对所述晶圆执行一第一清洗工艺；
步骤S2，对所述晶圆执行一第一干燥工艺；
步骤S3，对所述晶圆执行一等离子体工艺；
步骤S4，对所述晶圆执行一第二清洗工艺和一第二干燥工艺。
优选的，于所述等离子体工艺中，等离子体的能量为30～300W。
优选的，所述等离子体工艺中的工艺气体为氮气、惰性气体或氧气。
优选的，所述步骤S2具体包括：
步骤S21，将所述晶圆传送至一第一烘干装置上；
步骤S22，采用一第一干燥气体对所述晶圆进行干燥。
优选的，所述第一干燥气体包括异丙醇蒸气和/或氮气。
优选的，所述步骤S4具体包括：
步骤S41，将所述晶圆传送至一第二烘干装置上；
步骤S42，使所述第二烘干装置旋转，以带动所述晶圆旋转；
步骤S43，对所述晶圆的表面喷淋一化学清洗液；
步骤S44，采用一第二干燥气体对所述晶圆进行干燥。
优选的，所述第二干燥气体包括异丙醇蒸气和/或氮气。
优选的，所述步骤S4还包括：
在执行所述步骤S42之前，在所述晶圆的上方设置一清洗件，且所述清洗件的清洁部接触所述晶圆的表面，以使所述清洗件在所述晶圆的旋转过程中，对所述晶圆的表面进行擦洗。
优选的，所述第一烘干装置为提拉式烘干装置。
优选的，所述第二烘干装置为旋转式烘干装置。
本发明技术方案的有益效果在于：在传统的晶圆清洗步骤中加入等离子体工艺，利用等离子体对晶圆表面进行处理以提升颗粒物表面的活性，有助于后续的第二清洗工艺中更好地去除晶圆表面残留的研磨颗粒。
附图说明
参考所附附图，以更加充分地描述本发明的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本发明范围的限制。
图1为本发明实施例中的晶圆清洗方法的流程图；
图2为本发明实施例中的第一清洗工艺的流程图；
图3为本发明实施例中的第一清洗工艺的流程图
图4为本发明实施例中的第一干燥工艺的流程图；
图5为本发明实施例中的等离子体工艺的流程图；
图6为本发明实施例中的第二干燥工艺的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
本发明包括一种晶圆清洗方法，如图1所示，包括：
步骤S1，对晶圆执行一第一清洗工艺；
步骤S2，对晶圆执行一第一干燥工艺；
步骤S3，对晶圆执行一等离子体工艺；
步骤S4，对晶圆执行一第二清洗工艺和一第二干燥工艺。
具体地，在晶圆完成CMP工艺后，需要对晶圆进行清洗，以去除晶圆表面的研磨液和研磨颗粒，以满足后续的键合工艺要求。由于在第一清洗工艺中，只能对晶圆进行初步的清洗，去除晶圆表面的大部分研磨颗粒，但仍然残留部分颗粒，因此，在第一次清洗和第一次干燥工艺后，采用等离子体工艺对晶圆的表面进行处理，以提升晶圆的清洗效果。
具体地，如图2和图3所示，在执行第一清洗工艺的过程中，采用多个喷嘴2将预先配置好的化学清洗液喷射到晶圆1上，可采用两排喷嘴2同时对晶圆1的两面进行喷洗。同时，在第一清洗工艺的过程中，采用可滚动的刷洗器3对晶圆1的表面进行刷洗，结合喷射化学清洗液和刷洗的方式，对研磨后的晶圆进行初步的清洗，以去除大部分的研磨颗粒。
在一种较优的实施例中，步骤S2具体包括：
步骤S21，将晶圆传送至一第一烘干装置上；
步骤S22，采用一第一干燥气体对晶圆进行干燥。
具体地，在本实施例中，第一干燥气体采用氮气和/或异丙醇蒸气。在完成第一清洗工艺后，对晶圆执行第一干燥工艺。如图4所示，首先将晶圆固定于第一烘干装置4上，采用喷嘴向晶圆表面喷射氮气和/或异丙醇蒸气，第一烘干装置4采用提拉式烘干机，提拉式烘干机可带动晶圆基于基准线上下移动，以提升晶圆干燥的速度。
具体地，在完成第一干燥工艺后，对晶圆执行等离子体工艺，工艺气体为氮气、惰性气体、氧气等。如图5所示，将晶圆1固定于静电吸盘5上，在密闭的真空腔体中设置两个电极形成电场，并通入工艺气体，本实施例中工艺气体优选为氮气，随着工艺气体愈来愈稀薄，分子间距及分子或离子的自由运动距离也愈来愈长，受电场作用，它们发生碰撞而形成等离子体，这些离子的活性很高，等离子体作用到残留的颗粒物的表面后，可以将颗粒物表面的原有的化学键产生断裂，等离子体的自由基中的这些化学键形成网状的交联结构，有效地提高了颗粒物表面的活性，减少其附着力，以便在后续的第二清洗工艺中将晶圆表面残留的颗粒物彻底去除。本实施例中等离子体工艺的射频功率为30～300W，气体压力为0.1～3mbar，气体流量为20～90sccm，执行等离子体工艺的时间控制在60S以内。
在一种较优的实施例中，步骤S4具体包括：
步骤S41，将晶圆传送至一第二烘干装置上；
步骤S42，使第二烘干装置旋转，以带动晶圆旋转；
步骤S43，对晶圆的表面喷淋一化学清洗液；
步骤S44，采用一第二干燥气体对晶圆进行干燥。
具体地，如图6所示，在晶圆1经过等离子体处理后，残留的颗粒物表面的活性提升，此时，对晶圆执行第二清洗工艺进行再次清洗可以有效地去除颗粒物。将晶圆1固定于第二烘干装置上，采用喷嘴2向晶圆1的表面喷射化学清洗液以对晶圆1进行第二次清洗，第二烘干装置为旋转式烘干机，可带动晶圆旋转，以使喷嘴向晶圆的周向均匀地喷射化学清洗液或第二干燥气体，在本实施例中，化学清洗液采用去离子水。在第二次喷洗结束后，第二烘干装置持续旋转，同时，喷嘴向晶圆的表面喷射第二干燥气体以对晶圆进行干燥处理，第二干燥气体采用异丙醇蒸气和/或氮气。采用第二烘干装置的旋转功能，不仅可以提升晶圆的清洗效果，同时，还可以提升其干燥速度。
作为可选的实施方式，由于采用喷嘴清洗不能提供清洗的均匀性，晶圆在旋转的过程中，晶圆的中心接触的化学清洗液比边缘少，因此，如图6所示，在本实施例中，可在执行第二干燥工艺的同时，在晶圆1的上方设置一清洗件6，且清洗件6的清洁部接触晶圆1的表面，在晶圆1旋转的过程中，清洗件6可同时对晶圆1的表面进行擦洗，从而提升晶圆的清洁效率。
本发明技术方案的有益效果在于：在传统的晶圆清洗步骤中加入等离子体工艺，利用等离子体对晶圆表面进行处理以提升颗粒物表面的活性，有助于后续的第二清洗工艺中更好地去除晶圆表面残留的研磨颗粒。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种晶圆清洗方法，其特征在于，包括：
步骤S1，对所述晶圆执行一第一清洗工艺；
步骤S2，对所述晶圆执行一第一干燥工艺；
步骤S3，对所述晶圆执行一等离子体工艺；
步骤S4，对所述晶圆执行一第二清洗工艺和一第二干燥工艺。
2.根据权利要求1所述的晶圆清洗方法，其特征在于，所述等离子工艺的射频功率为30～300W。
3.根据权利要求1所述的晶圆清洗方法，其特征在于，所述等离子体工艺中的工艺气体为氮气、惰性气体或氧气。
4.根据权利要求1所述的晶圆清洗方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：
步骤S21，将所述晶圆传送至一第一烘干装置上；
步骤S22，采用一第一干燥气体对所述晶圆进行干燥。
5.根据权利要求4所述的晶圆清洗方法，其特征在于，所述第一干燥气体包括异丙醇蒸气和/或氮气。
6.根据权利要求1所述的晶圆清洗方法，其特征在于，所述步骤S4具体包括：
步骤S41，将所述晶圆传送至一第二烘干装置上；
步骤S42，使所述第二烘干装置旋转，以带动所述晶圆旋转；
步骤S43，对所述晶圆的表面喷淋一化学清洗液；
步骤S44，采用一第二干燥气体对所述晶圆进行干燥。
7.根据权利要求6所述的晶圆清洗方法，其特征在于，所述第二干燥气体包括异丙醇蒸气和/或氮气。
8.根据权利要求6所述的晶圆清洗方法，其特征在于，所述步骤S4还包括：
在执行所述步骤S42之前，在所述晶圆的上方设置一清洗件，且所述清洗件的清洁部接触所述晶圆的表面，以使所述清洗件在所述晶圆的旋转过程中，对所述晶圆的表面进行擦洗。
9.根据权利要求4所述的晶圆清洗方法，其特征在于，所述第一烘干装置为提拉式烘干装置。
10.根据权利要求6所述的晶圆清洗方法，其特征在于，所述第二烘干装置为旋转式烘干装置。
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