[發明專利]一種半導體硅片的清洗方法

有效

• 申請號: 201110260176.7
• 申請日: 2011-09-05
• 公開（公告）號: CN102280372A
• 公開（公告）日: 2011-12-14
• 發明（設計）人: 張晨騁
• 申請（專利權）人: 上海集成電路研發中心有限公司
• 主分類號: H01L21/027
• 分類號: H01L21/027;B08B3/00
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 鄭瑋

技術領域

本發明涉及集成電路工藝技術領域，尤其涉及一種半導體硅片的清洗方法。

背景技術

伴隨集成電路制造工藝的不斷進步，半導體器件的體積正變得越來越小，非常微小的顆粒也變得足以影響半導體器件的制造和性能，因此，去除微小顆粒的硅片清洗工藝變得越來越重要。

在所有的清洗步驟中，去除刻蝕后的光刻膠或者大劑量離子注入后的光刻膠剝離是最為困難的一個步驟。因為刻蝕或注入工藝會使光刻膠表面形成一層被碳化的硬殼，很難通過常規的濕法清洗方式去除。常用的方法是先使用氧等離子體對光刻膠進行處理，再使用化學藥品進行濕法清洗方式去除殘余光刻膠。這種方法對于越來越先進的半導體器件，有著不少缺點。首先，這種方法會消耗很多化學藥品，既不利于環保，同時也會增加很多成本。其次，這種方法會造成對襯底薄膜的微量刻蝕，在32納米及以下的工藝代中變得越來越不可接受。

最近，業界開發出了一種新的去膠方法。這種方法首先把帶膠硅片放在一個充滿水蒸汽的空間放置一段時間，然后再使用水蒸汽和純水的混合物沖刷硅片表面。根據實驗結果，這種方法取得了相當好的去膠效果，而且對于襯底無損傷，成本也較低。但是，對于32納米及以下的工藝代，由于使用了多孔的低介電常數的材料，使用的水蒸汽會進入孔內對介質層帶來負面影響，比如介電常數上升和可靠性下降等等，從而使這項技術無法被應用于后道互聯工藝中。

因此，如何避免水蒸汽對多孔低介電常數的材料帶來損傷，成為在高溫蒸汽清洗工藝中亟待解決的問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供了一種半導體硅片的清洗方法，以解決如何有效地去除光刻膠同時使介質層的介電常數保持不變的問題。

為了解決上述技術問題，本發明的技術方案是：提供了一種半導體硅片的清洗方法，包括如下步驟：將硅片進行預處理，使所述硅片上的光刻膠處于易脫落狀態；沖洗所述硅片使所述光刻膠脫落，沖洗完畢后使去除光刻膠的所述硅片保持潔凈干燥；利用超臨界流體對去除光刻膠的所述硅片進行清洗。

進一步的，所述預處理包括：將所述硅片放置在溫度為100℃～120℃，相對濕度為95％rh～100％rh的預處理腔內。

進一步的，所述預處理的時間為5分鐘～1小時。

進一步的，使用水蒸氣和純水的混合物沖洗所述硅片使所述光刻膠脫落。

進一步的，使用水蒸氣和純水的混合物沖洗所述硅片使所述光刻膠脫落之后，再使用純水沖洗去除光刻膠的所述硅片后甩干以使所述硅片保持潔凈干燥。

進一步的，超臨界流體包括含有共溶劑和添加劑的超臨界二氧化碳。

進一步的，所述超臨界二氧化碳的溫度大于32℃，壓強大于80個大氣壓。

進一步的，所述共溶劑為甲醇。

進一步的，所述添加劑為六甲基二硅胺烷或三甲基色氨酸氯硅烷。

本發明提供的半導體硅片的清洗方法，通過去膠清洗技術和超臨界流體清洗技術的結合，使去膠清洗后殘留在低介電常數介質材料中的水分能夠通過超臨界流體清洗技術去除，利用超臨界流體對去除光刻膠的硅片進行清洗，能夠去除低介電常數材料中的水分以及修復升高的介電常數，超臨界流體的張力比水小，因此，超臨界流體可以進入低介電常數材料的孔內將孔內壁的水帶出，采用超臨界流體能夠有效去除孔內的水分。

進一步地，通過將高溫水蒸汽去膠清洗技術和超臨界二氧化碳流體清洗技術結合起來，使高溫水蒸汽清洗后殘留在低介電常數介質材料中的水分，通過超臨界二氧化碳清洗去除，本發明提供的半導體硅片的清洗方法使得高溫水蒸汽去膠技術可以被應用到低介電常數的材料互連工藝中，有助于提升產品性能，同時降低了生產成本。

進一步地，利用添加在超臨界流體中的添加劑，修復刻蝕工藝對介質造成的損傷，恢復升高的介電常數。

附圖說明

圖1是本發明實施例提供的半導體硅片的清洗方法的步驟流程圖。

具體實施方式

以下結合附圖和具體實施例對本發明提出的半導體硅片的清洗方法作進一步詳細說明。根據下面說明和權利要求書，本發明的優點和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準的比率，僅用于方便、明晰地輔助說明本發明實施例的目的。