[發明專利]一種去除晶圓表面顆粒的方法

在審

• 申請號: 201410273539.4
• 申請日: 2014-06-18
• 公開（公告）號: CN105225924A
• 公開（公告）日: 2016-01-06
• 發明（設計）人: 陳晉;徐友峰;宋振偉;李翔
• 申請（專利權）人: 上海華力微電子有限公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02
• 代理公司: 上海申新律師事務所 31272
• 代理人: 吳俊

技術領域

本發明涉及半導體集成電路制造技術領域，尤其涉及一種去除晶圓表面顆粒的方法。

背景技術

隨著半導體產業的不斷發展，半導體制造工藝已經進入納米時代，以適應各項電子產品越做越小，功能越做越強的趨勢。而伴隨著芯片功能越做越強，元件越做越小的趨勢而來的，便是對工藝中各種不同環節的技術要求越來越高。由于元件越來越小，而內部線路越做越復雜，使工藝中對各項參數的細微變化更敏感，原先可以容許的工藝條件誤差，在元件體積大幅縮小后，可能會對元件的性能造成極大的影響。因此，為達到良好的元件性能，對半導體的清潔度的要求日趨嚴謹，微量污染雜質也會導致半導體器件的失效。污染雜質主要分為有機物污染和無機物污染兩種，有機物污染包括光刻膠、有機溶劑殘留物、油脂、纖維等，無機物污染分為重金屬污染、堿金屬污染，嚴重影響少數載流子壽命和表面電導，同時引起嚴重漏電和其它各種缺陷。

表面顆粒是指在晶圓制造過程中引入晶圓的任何危害微芯片成品率及電學性能的不希望有的物質。所述表面顆粒包括但不限于顆粒、金屬雜質、有機物污染及氧化物、能粘附在晶圓表面的小物體、光致抗蝕劑和蝕刻雜質等。

常用的清除表面顆粒的方法一般有兩種：一種是物理清洗方法，另一種是化學清洗方法。物理清洗是刷洗或擦洗，通過刷片機刷洗，去除硅片表面的顆粒污染，化學清洗是利用標準清洗液1，即氨水、雙氧水和水的混合試劑進行清洗。如圖1所示，不管是采用物理清洗還是化學清洗，晶圓表面的表面缺陷數都很多，一般超過1000顆，缺陷全部為表面顆粒。

申請號為201010288080.7的中國發明專利，公開了一種用于晶圓表面顆粒去除的方法。所述方法將在暗盒中的晶圓通過晶圓表面顆粒去除模塊的處理，該處理過程在所述晶圓等待晶圓傳送盒內其它晶圓處理時進行。一片晶圓傳入所述晶圓表面顆粒去除模塊的下部晶圓承載裝置，在晶圓表面的上方設置上部電荷分布裝置，由所述晶圓表面顆粒去除模塊中的電荷發生和控制裝置在所述晶圓表面顆粒去除模塊中的上部電荷分布裝置釋放電荷，利用靜電的吸附功能將晶圓表面顆粒吸附到上部電荷分布裝置，將所述晶圓傳出晶圓表面顆粒去除模塊，傳到晶圓傳送盒內。釋放所述晶圓表面顆粒去除模塊中吸附的表面顆粒。本發明全部增加的生產時間僅是一個晶圓傳送盒中最后一片晶圓通過晶圓表面顆粒去除模塊的時間，對表面顆粒的吸附率高，有利于提高良品率，降低成本。通過上述公開技術可知，該專利申請采用的方法是利用靜電吸附晶圓的表面顆粒，因靜電的吸附力有限，對晶圓外層薄膜粘附力較強的表面顆粒，需要靜電的吸附電量較高，則靜電吸附裝置的成本就隨之提高，且采用靜電吸附裝置的結構復雜，不利于產業化生產。

申請號為201110391779.0的中國發明專利，一種晶圓清洗方法，其特征在于，所述晶圓清洗方法包括如下步驟：將帶有顆粒的晶圓浸沒于清洗槽中的清洗液中；以及旋轉晶圓，同時向所述晶圓的中心噴射清洗液，從而利用所產生的曳力將所述顆粒與所述晶圓分離，通過以上公開的技術方案可知，該專利申請的技術為旋轉噴淋法。但是這種方法對于粘附力較強的顆粒，也不能使其與硅片分離，其次因為硅片本身為較脆弱的產品，旋轉中產生的離心力越大，晶圓受損的概率也就越高，影響產品的合格率；且旋轉裝置結構復雜，生產成本高。

發明內容

鑒于上述問題，本發明提供一種去除晶圓表面顆粒的方法，該方法能夠有效減少表面顆粒缺陷，且實施該方法利用業界常用的生產裝置即可，無需任何改進，沒有額外成本，且晶圓合格率高。

步驟一：提供一待清洗晶圓，所述晶圓的表面覆蓋有介質薄膜，所述介質薄膜中粘附有若干顆粒；

步驟二：通過濕法刻蝕去除一定厚度的所述介質薄膜；

步驟三：通過刷片工藝對已去除一定厚度的所述介質薄膜表面進行清洗。

作為進一步優選方案，本發明所述步驟二中的刻蝕時間為10s～40s。

作為進一步優選方案，本發明所述步驟二中的刻蝕溫度為20℃～30℃。

作為進一步優選方案，本發明所述步驟一中，所述介質薄膜的材質為氮化硅，且表面顆粒含有硅的成分。

作為進一步優選方案，本發明所述步驟二中，通過濕法刻蝕所述介質薄膜的刻蝕量為。

作為進一步優選方案，本發明所述步驟二中，所述濕法刻蝕的溶液為氫氟酸以及溶質含有HF的混合溶液。

作為進一步優選方案，本發明所述步驟二中，所述濕法刻蝕的溶液為HF與HNO₃的混合溶液。

作為進一步優選方案，本發明所述混合溶液中，所述HF與HNO₃的體積比為(1:25)～(1:50)。