CN114420539A - 一种有效控制边缘蚀刻过程的晶圆清洗方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种有效控制边缘蚀刻过程的晶圆清洗方法，涉及到晶圆清洗技术领域，包括S1、控制晶圆旋转速度为第一速度，向晶圆表面喷洒第一化学药液，并控制晶圆三维方向表面的温度，然后再通过第一超纯水移除晶圆表面的第一化学药液；S2、控制晶圆旋转速度为第二速度，向晶圆表面喷洒第二化学药液，然后再喷洒第二超纯水移除第二化学药液；S3、向晶圆表面通入异丙醇和氮气，形成晶圆表面的初步干燥，并在晶圆表面形成纳米级薄膜；S4、向晶圆表面通入高温的异丙醇，对已形成异丙醇纳米级薄膜的晶圆表面进行异丙醇的堆积。本发明中，清洗过程中控制晶圆的三维方向表面的温度，可以有效的去除晶圆表面及边缘区域的膜层。

Description

一种有效控制边缘蚀刻过程的晶圆清洗方法
技术领域
本发明涉及到晶圆清洗技术领域，尤其涉及到一种有效控制边缘蚀刻过程的晶圆清洗方法。
背景技术
在半导体制造的工艺中，通常需要对晶圆的表面以及边缘进行清洗，以去除晶圆表面上的膜层以及杂质，保证后续工艺正常进行。
现有技术清洗晶圆清洗的方法为，向晶圆边缘及表面提供清洗溶液，但是晶圆边缘及表面膜层清洗不完全；且在清洗后容易形成残留物，造成半导体产品具有缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种有效控制边缘蚀刻过程的晶圆清洗方法，用于解决上述技术问题。
本发明采用的技术方案如下：
一种有效控制边缘蚀刻过程的晶圆清洗方法，包括：
S1、控制晶圆旋转速度为第一速度，向所述晶圆表面喷洒第一化学药液，并控制所述晶圆三维方向表面的温度，然后再通过第一超纯水移除所述晶圆表面的第一化学药液；
S2、控制所述晶圆旋转速度为第二速度，向所述晶圆表面喷洒第二化学药液，然后再喷洒第二超纯水移除所述第二化学药液；
S3、向所述晶圆表面通入异丙醇和氮气，形成所述晶圆表面的初步干燥，并在所述晶圆表面形成纳米级薄膜；
S4、向所述晶圆表面通入高温的异丙醇，对已形成异丙醇纳米级薄膜的晶圆表面进行异丙醇的堆积。
作为优选，所述S1中，需要对所述晶圆的上表面、所述晶圆的下表面以及所述晶圆的边缘区域进行加温的动作。
作为优选，还包括晶圆旋转平台，通过非接触式的方式将所述晶圆夹持在所述晶圆承载平台上。
作为进一步的优选，所述晶圆承载平台的中部具有氮气喷嘴，所述晶圆承载平台上相对于所述晶圆的内径区域的3/4位置设有若干倾斜的喷流孔，且所述喷流孔由下至上向远离所述氮气喷嘴的方向倾斜。
作为进一步的优选，所述晶圆承载平台的上表面设有若干加热模块，若干所述加热模块呈环形分布设有两圈。
作为优选，所述S4中，所述晶圆表面堆积异丙醇后，并向所述晶圆表面通入超临界流体。
作为进一步的优选，所述超临界流体为二氧化碳。
上述技术方案具有如下优点或有益效果：
本发明中，在晶圆清洗的过程中，控制晶圆的三维方向表面的温度，使得第一化学药液与晶圆表面的反应速率增大，且通过晶圆的旋转，可以使得晶圆表面的热气流向四周汇聚，使得热气流可以堆积在晶圆的边缘，能够确保晶圆边缘的温度，使得第一化学药液在晶圆边缘处的反应速率更快，可以有效的去除晶圆表面及边缘区域的膜层。
附图说明
图1是本发明中有效控制边缘蚀刻过程的晶圆清洗方法的流程图；
图2是本发明中晶圆承载平台的结构示意图。
图中：1、晶圆承载平台；2、侧壁；3、腔室；4、晶圆；5、加热模块；6、氮气喷嘴；7、喷流孔。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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做出创造性劳动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。
在本发明的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其所指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如出现术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
图1是本发明中有效控制边缘蚀刻过程的晶圆清洗方法的流程图；图2是本发明中晶圆承载平台的结构示意图，请参见图1至图2所示，示出了一种较佳的实施例，示出的一种有效控制边缘蚀刻过程的晶圆4清洗方法，包括：
S1、控制晶圆4旋转速度为第一速度，向晶圆4表面喷洒第一化学药液，并控制晶圆4三维方向表面的温度，然后再通过第一超纯水移除晶圆4表面的第一化学药液。
S2、控制晶圆4旋转速度为第二速度，向晶圆4表面喷洒第二化学药液，然后再喷洒第二超纯水移除第二化学药液。
S3、向晶圆4表面通入异丙醇和氮气，形成晶圆4表面的初步干燥，并在晶圆4表面形成纳米级薄膜。
S4、向晶圆4表面通入高温的异丙醇，对已形成异丙醇纳米级薄膜的晶圆4表面进行异丙醇的堆积。本实施例中，如图2所示，还包括晶圆4旋转平台，通过非接触式的方式将晶圆4夹持在晶圆承载平台1上，在晶圆承载平台1的外侧设有侧壁2，侧壁2与晶圆承载平台1之间形成腔室3，晶圆4三维方向的表面是指晶圆4的上表面、晶圆4的下表面以及晶圆4的边缘区域的表面，在加热时，需要对晶圆4的上表面、晶圆4的下表面以及晶圆4的边缘区域的表面进行温度控制，其中，晶圆4的边缘区域的表面温度最高。当通过第一化学药液清洗晶圆4时，通过对晶圆4三维方向温度的控制，可以使得第一化学药液与晶圆4表面反应速率增大，反应更加充分，可以在较短的时间内实现清洗，能够节省清洗过程消耗的时间。其中，晶圆4表面温度的控制是通过空气动力组件向晶圆4的表面喷射热气流。通过控制热气流的温度，使得晶圆4表面保持在一定的温度范围内。由于喷射热气流的过程中，晶圆4始终处于旋转状态，可以将晶圆4表面的热气流向四周的边缘区域堆积，使得第一化学药液在晶圆4边缘处的反应速率更快，可以有效的去除晶圆4表面及边缘区域的膜层。其中，第一化学药液以氢氟酸为主体，用于晶圆4表面的膜层(硅氧化物)的刻蚀与去除。第二化学药液为经过稀释后氨水、双氧水和二氧化碳的混合物。其中，第一化学药液以及第二化学药液均通过纳米级喷头喷到晶圆4表面，喷洒的过程中进行60°～80°的微幅摆荡，以及超纯水的喷洒也是通过纳米级的喷头进行摆动喷洒。
进一步，作为一种较佳的实施方式，晶圆承载平台1的中部具有氮气喷嘴6，晶圆承载平台1上相对于晶圆4的内径区域的3/4位置设有若干倾斜的喷流孔7，且喷流孔7由下至上向远离氮气喷嘴6的方向倾斜。本实施例中，氮气喷嘴6垂直晶圆4中心区域表面，喷射氮气可干燥晶圆4下表面，且给晶圆4一个向上的作用力，使得晶圆4悬浮。而设置的喷流孔7可与外部的空气动力组件连接，用于晶圆4下表面提供热气流，提供的热气流需要过滤后使用。其中，喷流孔7的倾斜设置，便于气流向外扩散，便于热气流在晶圆4的边缘区域堆积，可以提高反应速率，提高清洗效果。若干喷流孔7呈环形设置。
进一步，作为一种较佳的实施方式，晶圆承载平台1的上表面设有若干加热模块5，若干加热模块5呈环形分布设有两圈。本实施例中，两圈的加热模块5均位于喷流孔7的外侧，扩散的气流经过加热模块5加热后向外扩散，便于热气流温度的保持，也便于腔室3内的温度的保持。
进一步，作为一种较佳的实施方式，S4中，晶圆4表面堆积异丙醇后，并向晶圆4表面通入超临界流体。
进一步，作为一种较佳的实施方式，超临界流体为二氧化碳。本实施例中，晶圆4表面堆积的水分子以及异丙醇分子产生的张力会与超临界流体的张力相互抵消，能够避免水分以及异丙醇分子的张力导致图案化崩毁现象出现。其中，超临界流体可以回收利用，超临界流体可以经过气压与温度控制达到气液相共存状态后排出。
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 (7)

1.一种有效控制边缘蚀刻过程的晶圆清洗方法，其特征在于，包括：
S1、控制晶圆旋转速度为第一速度，向所述晶圆表面喷洒第一化学药液，并控制所述晶圆三维方向表面的温度，然后再通过第一超纯水移除所述晶圆表面的第一化学药液；
S2、控制所述晶圆旋转速度为第二速度，向所述晶圆表面喷洒第二化学药液，然后再喷洒第二超纯水移除所述第二化学药液；
S3、向所述晶圆表面通入异丙醇和氮气，形成所述晶圆表面的初步干燥，并在所述晶圆表面形成纳米级薄膜；
S4、向所述晶圆表面通入高温的异丙醇，对已形成异丙醇纳米级薄膜的晶圆表面进行异丙醇的堆积。
2.如权利要求1所述的有效控制边缘蚀刻过程的晶圆清洗方法，其特征在于，所述S1中，需要对所述晶圆的上表面、所述晶圆的下表面以及所述晶圆的边缘区域进行加温的动作。
3.如权利要求1所述的有效控制边缘蚀刻过程的晶圆清洗方法，其特征在于，还包括晶圆旋转平台，通过非接触式的方式将所述晶圆夹持在所述晶圆承载平台上。
4.如权利要求3所述的有效控制边缘蚀刻过程的晶圆清洗方法，其特征在于，所述晶圆承载平台的中部具有氮气喷嘴，所述晶圆承载平台上相对于所述晶圆的内径区域的3/4位置设有若干倾斜的喷流孔，且所述喷流孔由下至上向远离所述氮气喷嘴的方向倾斜。
5.如权利要求3所述的有效控制边缘蚀刻过程的晶圆清洗方法，其特征在于，所述晶圆承载平台的上表面设有若干加热模块，若干所述加热模块呈环形分布设有两圈。
6.如权利要求1所述的有效控制边缘蚀刻过程的晶圆清洗方法，其特征在于，所述S4中，所述晶圆表面堆积异丙醇后，并向所述晶圆表面通入超临界流体。
7.如权利要求6所述的有效控制边缘蚀刻过程的晶圆清洗方法，其特征在于，所述超临界流体为二氧化碳。
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CN117038430A (zh) * 2023-08-14 2023-11-10 深圳远荣半导体设备有限公司 一种晶圆边缘倾斜表面的制作方法

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