[發明專利]一種單晶硅晶圓拋光片的清洗方法

無效

• 申請號: 201210534566.3
• 申請日: 2012-12-12
• 公開（公告）號: CN102974565A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 羅翀;徐榮清;甄紅昌;王瑋;吉敏
• 申請（專利權）人: 天津中環領先材料技術有限公司
• 主分類號: B08B3/04
• 分類號: B08B3/04;B08B3/08;H01L21/02
• 代理公司: 天津中環專利商標代理有限公司 12105
• 代理人: 王鳳英

技術領域

本發明涉及有蠟拋光片的清洗技術，特別是涉及一種單晶硅晶圓拋光片的清洗方法。?

背景技術

隨著超大規模集成電路的發展、集成度的不斷提高以及線寬的不斷減小，對硅片表面的潔凈度及表面狀態的要求也越來越高。要得到高質量的半導體器件僅僅除去硅片表面的沾污已不再是最終的要求。在清洗過程中造成的表面化學態、氧化膜厚度、表面粗糙度等已成為同樣重要的參數。目前，由于清洗不佳引起的器件失效已超過集成電路制造中總損失的一半，要得到高質量的半導體器件，硅片必須具有非常潔凈的表面。超潔凈表面是指不存在粒子、金屬、有機物及水分等污染物和自然氧化膜，具有原子級的平整度，表面懸掛鍵以氫為終端實現硅表面穩定化。當然，完全潔凈的硅片表面是不存在的，但是超大規模集成電路的發展，要求硅片表面要盡可能地達到完全潔凈。因此，單晶硅晶圓片經拋光后的清洗技術一直是產業及學術界研究的熱點。

單晶硅晶圓片經拋光后表面會吸附拋光過程中產生的顆粒、油污、雜質等，清洗過程歸根到底就是利用各種化學試劑和有機溶劑伴以超聲、加熱、抽真空等物理措施，在一定條件下發生化學反應或溶解作用，進行硅表面化學脫附和物理脫附，然后用大量高純水、冷去離子水沖洗，從而獲得潔凈表面的過程。

目前行業中，由1965?年Kern和Puotinen?等人在N.J.Princeton首創的RCA標準清洗法是一種典型的、至今仍為最普遍使用的濕式化學清洗法。該清洗法中主要采用SC-1（NH₄OH/H₂O₂?/H₂O）清洗液的氧化和腐蝕作用將附著在硅片表面的顆粒脫附，去除表面粒子；采用SC-2(HCl/H₂O₂/H₂O)清洗液去除硅片表面的金屬沾污。該方法主要局限性為：如果SC-1清洗液作用一般會影響硅片表面有機雜質去除效果，而如果SC-1清洗液作用過強會造成硅片表面粗糙度過大，同樣可能造成清洗后硅片表面易吸附顆粒，造成顆粒超標。近年來，科研人員研發了許多表面活性劑、有機酸堿、懸浮劑等為主要成分的新型清洗劑，但并未完全克服RCA清洗法的局限性從而取代該方法。

發明內容

本發明是在原RCA清洗工藝的基礎上研發的一種新的單晶硅晶圓拋光片的清洗方法。本方法突破傳統RCA清洗的局限性，保證硅片的表面顆粒、金屬離子、表面狀態質量均達到技術要求。通過采取在原始的RCA?SC-1清洗的工藝基礎上加入垂直于硅片方向的磁場，在保持硅片腐蝕作用不變的條件下加強SC-1清洗液對硅片吸附顆粒的化學脫附作用，從而在不增加氨水腐蝕作用的條件下加強去除有機沾污的作用。

本發明采取的技術方案是：一種單晶硅晶圓拋光片的清洗方法，其特征在于，采取的方法步驟如下：

一、在清洗槽體外側施加電磁場，磁場強度為60-80A/m，磁場方向為垂直于硅片表面；

二、先經過兩槽SC-1清洗液清洗，每槽清洗液溫度60℃，清洗時間5min；SC-1清洗液體積配比為氨水：雙氧水：純水=2:3:40；其中氨水濃度為28-29%，優級純；雙氧水濃度為30-32%，優級純；純水電阻率＞18MΩ·cm；

三、清洗后的拋光片用純水漂洗，漂洗時間為5min；

四、純水漂洗后進入SC-2清洗液清洗，清洗液溫度為室溫，清洗時間為5min；SC-2清洗液體積配比為鹽酸：雙氧水：純水=1:1:25，其中鹽酸濃度為36-38%，優級純；雙氧水濃度為30-32%，優級純；純水電阻率＞18MΩ·cm；

五、清洗后的拋光片用純水漂洗，漂洗時間為5min；

六、經過慢提拉工藝后，進入甩干機甩干；

七、最后進行硅片表面顆粒檢測。

在采用SC-1清洗液清洗過程中，利用雙氧水氧化硅表面，然后利用氨水腐蝕此氧化層去除表面的顆粒，在磁場的作用下，硅片表面有機顆粒在化學脫附后的氨離子絡合物迅速移走，從而在溶液中形成氨離子的濃度梯度，使新的氨分子迅速擴散到硅片表面，加強對表面顆粒的化學脫附作用，而又不增加氨離子對硅片表面的刻蝕作用。

本發明所產生的有益效果是：既能實現有效地去除有機物、金屬離子、顆粒的沾污以及有蠟拋光后的蠟殘留，又不惡化清洗后硅片表面的粗糙度，達到了提高產品品質的目的。經實驗后的檢測數據證明，采取本工藝生產的硅片，均滿足甚至高于產品的各項技術參數指標，從而較好地克服了傳統RCA清洗的局限性。

附圖說明

圖1為使用兩種清洗方法的顆粒數據對比曲線圖；