[發明專利]晶圓的清洗方法

有效

• 申請號: 201310631393.1
• 申請日: 2013-11-29
• 公開（公告）號: CN103646869A
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發明（設計）人: 陳晉;宋振偉;徐友峰
• 申請（專利權）人: 上海華力微電子有限公司
• 主分類號: H01L21/306
• 分類號: H01L21/306
• 代理公司: 上海天辰知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31275
• 代理人: 吳世華;陶金龍

技術領域

本發明涉及半導體制造領域，尤其涉及一種晶圓的清洗方法。

背景技術

在半導體制造的刻蝕工藝中，晶圓放置于刻蝕腔內，并與刻蝕設備的晶圓承載臺直接接觸。由于承載臺表面為網格狀結構，在刻蝕過程中，刻蝕腔內的大量氧等離子體能夠從晶圓承載臺的孔隙處滲入到晶圓背面，將晶圓背面的局部區域氧化。

在晶圓背面的清洗過程中，一般采用HNO₃和HF混合溶劑清洗晶圓背面的污染物，主要清洗對象是化學制劑殘留及金屬污染物。然而，由于清洗溶劑的刻蝕速率選擇性，晶圓背面被氧化的部位不能夠被清洗液腐蝕，只能腐蝕其它部位，從而在晶圓背面形成了大量的網格狀臺階形貌，造成晶圓背面的色差。例如，正照式（Front?Side?Illumination，簡稱FSI）晶圓流通到后續工藝中時，由于晶圓背面的網格狀色差，有可能導致后續背照式（Back?Side?Illumination，簡稱BSI）晶圓的工藝不能進行。

發明內容

為了解決上述現有技術存在的問題，本發明提供了一種晶圓的清洗方法，以消除晶圓背面的色差。

本發明提供一種晶圓的清洗方法，其包括以下步驟：

步驟S01，在晶圓的正面涂布一層光刻膠；

步驟S02，向晶圓正面的光刻膠注入離子摻雜，以硬化該光刻膠；

步驟S03，用濃氫氟酸溶劑刻蝕晶圓背面的層次；

步驟S04，去除晶圓正面的光刻膠。

進一步地，步驟S01中涂布的光刻膠厚度為200-2000nm。

進一步地，注入離子摻雜的濃度范圍為10¹⁴-10¹⁶個/cm²，步驟S02所使用的設備是高電流離子注入設備。

進一步地，步驟S03中濃氫氟酸的濃度為25-49%。

進一步地，步驟S03中刻蝕的晶圓背面層次包括最外層的氮化硅層以及次外層的氧化硅層。

本發明提出了一種晶圓的清洗方法，通過對晶圓正面涂布光刻膠并注入離子摻雜，以對晶圓正面予以保護，隨后對晶圓的背面進行濕法刻蝕，以去除背面的氮化硅和氧化硅，從而將網格狀色差徹底消除。

附圖說明

為能更清楚理解本發明的目的、特點和優點，以下將結合附圖對本發明的較佳實施例進行詳細描述，其中：

圖1a至圖1e是本發明清洗方法第一實施例各步驟的晶圓結構示意圖。

具體實施方式

第一實施例

請同時參閱圖1a至圖1e，本實施例的晶圓清洗方法，其包括以下步驟。

步驟S01，提供一待清洗晶圓，晶圓從正面至背面依次具有器件金屬層1、襯底2、第一二氧化硅層3、多晶硅層4、第二二氧化硅層5以及氮化硅層6，其中，氮化硅層6是晶圓背面最外層，第二二氧化硅層5是晶圓背面次外層，如圖1a所示，氮化硅層6在前續工藝中產生了網格狀臺階形貌，形成了色差。本步驟包括在晶圓的正面，即器件金屬層1上涂布一層光刻膠7，如圖1b所示。

其中，本步驟中光刻膠7的厚度為1000nm。在其他實施例中，光刻膠的厚度可選范圍是200nm-2000nm，如果涂布的光刻膠較薄，大劑量的離子注入可能會穿透光刻膠，從而對晶圓正面造成損傷。

步驟S02，向晶圓正面涂布的光刻膠7注入離子摻雜，以硬化光刻膠7，使其不會在后續濕法刻蝕過程中脫落，以保護晶圓正面，如圖1c所示。

其中，本步驟中注入離子摻雜工藝是通過高電流離子注入設備。注入的離子濃度優選10¹⁵個/cm²。注入的離子可以是現有常用的離子類型。

步驟S03，用49%濃氫氟酸溶劑（49%的HF和51%的水）采用濕法刻蝕工藝，刻蝕晶圓背面的層次，如圖1d所示。

其中，本步驟中，濕法刻蝕的晶圓背面的層次包括氮化硅層6和第二二氧化硅層5。通過本步驟，去除了晶圓背面的網格狀臺階形貌，消除了色差。

步驟S04，去除保護晶圓正面的光刻膠7，如圖1e所示。

其中，本步驟中，可采用常用的干法灰化結合濕法剝離工藝。

通過以上清洗方法，可以在不損傷晶圓正面的情況下，消除晶圓背面的色差，以保證晶圓質量，并使后續工藝得以正常進行。