CN110660645A - 一种室温下硅片清洗方法 - Google Patents

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陈艳明
李彦庆
张凯
刘佳晶
马志超
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Abstract

一种室温下硅片清洗方法，属于半导体芯片加工制造领域，本发明所用清洗液含有氢氧化铵、双氧水及去离子水，且氢氧化铵、双氧水及去离子水按照1:2:50的体积比进行混合，并控制清洗硅片时硅片清洗液的温度为室温。硅片清洗后经甩干工序，可以得到表面洁净无沾污的硅片。氢氧化铵、双氧水及去离子水按照1:2:50的体积比进行混合可以有效降低氢氧化铵及双氧水的使用量，并且在室温下使用可以极大减弱化学品的挥发，可以存放三天而不影响其清洗效果。稀释的清洗液是对于安全与健康的重大改进，并且由于减少了化学品的使用量而降低了生产成本。

Description

一种室温下硅片清洗方法
技术领域
本发明涉及一种硅片清洗方法，属于半导体芯片加工制造领域。
背景技术
由于硅片关键尺寸的持续缩小，硅片在进入每道工艺之前表面必须是洁净的。一旦被污染，必须通过特殊的清洗步骤来移除这些沾污。目前，湿法清洗依然占据硅片表面清洗的统治地位，湿法清洗所用的清洗液主要包括1号标准清洗液(SC-1)、2号标准清洗液(SC-2)、食人鱼溶液(piranha清洗液)、DHF、BHF等。但是，以上清洗液或是大量使用化学品造成成本过高，或是存在重大安全隐患。
1号标准清洗液(SC-1)自20世纪60年代由美国无线电公司(RCA)提出后得到了广泛应用，其化学组成为氢氧化铵、双氧水与去离子水三种物质按照1:1:5到1:2:7的比例进行混合，并在75℃到85℃之间使用，存放时间为10到20分钟。目前，很多芯片加工企业已经对1号标准清洗液进行了优化，主要是因为这种工艺在高温下大量使用化学品，采取的主要方法包括去离子水稀释以及降低使用温度至50℃。在此工艺条件下，化学品的消耗仍然巨大，且存放时间比较短，需要频繁更换，一般为2小时。
发明内容
本发明的目的是针对现有清洗硅片工艺中大量使用化学品造成成本过高及存在重大安全隐患等问题，提出了一种室温下硅片清洗方法。
本发明为上述目的采用的技术方案是：一种室温下硅片清洗方法，其特征在于，包括如下步骤，且以下步骤按顺序进行：
步骤一、配置清洗液：
将氢氧化铵、双氧水和去离子水按照1:2:50的体积比混合，得到清洗液，控制清洗液温度在23℃～26℃；
步骤二、以1000mL/min的流量将步骤一中所述清洗液喷淋在以800rpm的速度旋转的硅片表面，喷淋时间为60秒；
步骤三、使用去离子水清洗硅片表面，流量为1500mL/min，时间为40秒～60秒；
步骤四、将硅片以2000rpm的转速旋转至少30秒以去硅片上除残留的水。
优选地，所述氢氧化铵的浓度为29％，双氧水的浓度为31％。
优选地，步骤一中控制清洗液温度在24℃。
优选地，步骤四中将硅片以2000rpm的转速旋转30秒以去硅片上除残留的水。
通过上述设计方案，本发明可以带来如下有益效果：本发明所用清洗液含有氢氧化铵、双氧水及去离子水，且氢氧化铵、双氧水及去离子水按照1:2:50的体积比进行混合，并控制清洗硅片时硅片清洗液的温度为室温。硅片清洗后经甩干工序，可以得到表面洁净无沾污的硅片。氢氧化铵、双氧水及去离子水按照1:2:50的体积比进行混合可以有效降低氢氧化铵及双氧水的使用量，并且在室温下使用可以极大减弱化学品的挥发，可以存放三天而不影响其清洗效果。稀释的清洗液是对于安全与健康的重大改进，并且由于减少了化学品的使用量而降低了生产成本。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明示意性实施例及其说明用于理解本发明，并不构成本发明的不当限定，在附图中：
图1是一片未进行清洗的硅片表面颗粒情况图。
图2是图1中的硅片经过本发明所配置清洗液清洗后的表面颗粒情况图。
图3是另一片未进行清洗的硅片表面颗粒情况图。
图4本发明所配置的清洗液静止72小时后清洗图3中硅片，硅片表面颗粒情况图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。本领域技术人员应当理解。下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，在不脱离权利要求中所阐述的发明机理和范围的情况下，使用者可以对下列参数进行各种改变。为了避免混淆本发明的实质，公知的方法和过程并没有详细的叙述。
一种室温下硅片清洗方法包括如下步骤，且以下步骤按顺序进行：
步骤一、配置清洗液：
将浓度为29％的氢氧化铵、浓度为31％的双氧水和去离子水按照1:2:50的体积比混合，得到清洗液，控制清洗液温度在24℃；
步骤二、以1000mL/min的流量将步骤一中所述清洗液喷淋在以800rpm的速度旋转的硅片表面，喷淋时间为60秒；
步骤三、使用去离子水清洗硅片表面，流量为1500mL/min，时间为40秒～60秒；
步骤四、停止所有液体的喷淋，并使硅片以2000rpm的转速旋转30秒以去除残留的水。
测量硅片表面的颗粒情况，如附图所示。图1为一片未进行清洗的硅片颗粒情况，图2是图1中的硅片经过本发明所配置清洗液清洗后的表面颗粒情况图：硅片表面颗粒数从1119颗降低至26颗(去掉标签notch处硅片标识码ID，90度方向处硅片标识码ID以及硅片表面规则排列的对准标记所造成的量测机台误判)。将此清洗液静置72小时后清洗另一片硅片，结果如附图所示。图3为未进行清洗的硅片颗粒情况，图4为图3中硅片经过本发明所配置的清洗液静置72小时后清洗后的颗粒情况：硅片表面颗粒数从1143颗降低至27颗(去掉标签notch处硅片标识码ID，90度方向处硅片标识码ID以及硅片表面规则排列的对准标记所造成的量测机台误判)。

Claims (4)

1.一种室温下硅片清洗方法，其特征在于，包括如下步骤，且以下步骤按顺序进行：
步骤一、配置清洗液：
将氢氧化铵、双氧水和去离子水按照1:2:50的体积比混合，得到清洗液，控制清洗液温度在23℃～26℃；
步骤二、以1000mL/min的流量将步骤一中所述清洗液喷淋在以800rpm的速度旋转的硅片表面，喷淋时间为60秒；
步骤三、使用去离子水清洗硅片表面，流量为1500mL/min，时间为40秒～60秒；
步骤四、将硅片以2000rpm的转速旋转至少30秒以去硅片上除残留的水。
2.根据权利要求1所述一种室温下硅片清洗方法，其特征在于：所述氢氧化铵的浓度为29％，双氧水的浓度为31％。
3.根据权利要求1所述一种室温下硅片清洗方法，其特征在于：步骤一中控制清洗液温度在24℃。
4.根据权利要求1所述一种室温下硅片清洗方法，其特征在于：步骤四中将硅片以2000rpm的转速旋转30秒以去硅片上除残留的水。
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