濕法清洗方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種濕法清洗方法。在清洗過(guò)程中，先向承載有待清洗晶圓的清洗槽中注入雙氧水，使得多晶硅表面被氧化出一層鈍化層，之后再注入氨水，從而阻礙了氨水對(duì)多晶硅的消耗，也避免了粗糙表面的形成，改善了濕法清洗工藝中的缺陷，能夠有效的提高器件的質(zhì)量。
【專(zhuān)利說(shuō)明】濕法清洗方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及集成電路制造領(lǐng)域，特別涉及一種濕法清洗方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在半導(dǎo)體制程過(guò)程中，晶圓在經(jīng)過(guò)某一或某些工序后，需要進(jìn)行清洗以去除其上的雜質(zhì)或者殘留物質(zhì)，通常是采用有機(jī)溶液或者酸性溶液將相應(yīng)的物質(zhì)去除掉。
[0003]請(qǐng)參考圖1所示的現(xiàn)有技術(shù)的流程圖，現(xiàn)有的濕法清洗方法通常包括:
[0004]步驟S101，向清洗槽中注入一定量的純凈水，之后將待清洗晶圓放置于所述清洗槽中并浸泡在水中；
[0005]步驟S102,向所述清洗槽中注入按比例混合的氨水、雙氧水和純凈水,使得濃度趨于穩(wěn)定;
[0006]步驟S103，保持晶圓浸泡在清洗液中，直至完成整個(gè)設(shè)定的清洗時(shí)間。
[0007]所述氨水可與雜質(zhì)反應(yīng)并通過(guò)電學(xué)排斥作用使得附著在晶圓上的雜質(zhì)脫離開(kāi)來(lái)，所述雙氧水主要用于氧化附著于晶圓上的顆粒，然而，這種工藝流程有著很大的缺陷，對(duì)于具有多晶硅的晶圓而言，請(qǐng)參考圖2，在曲線a中，O~tl這一時(shí)間段中，即剛剛注入氨水(NH4OH),雙氧水和純凈水的混合液時(shí)，由于雙氧水濃度很低，不能有效地氧化并保護(hù)多晶硅，而氨水即使在很低的濃度下也能夠很快的腐蝕多晶硅，因此多晶硅被氨水以很快的速度腐蝕。且由于上述步驟S102需要較長(zhǎng)的時(shí)間才能完成，因此多晶硅必然被損耗掉很大一部分，例如對(duì)于形成柵極結(jié)構(gòu)的多晶硅而言，其側(cè)壁將受到很大的影響，從而導(dǎo)致CD (關(guān)鍵尺寸)變小，引起電阻變大等缺陷；另外，多晶硅被腐蝕后會(huì)產(chǎn)生一定的粗糙度，這將使得ULSI (精密元器件制造)工藝中所需要的極薄氧化層生長(zhǎng)困難，不利于器件的制作。
[0008]為了避免清洗時(shí)所導(dǎo)致的上述異常，一種方法是預(yù)先設(shè)定較大尺寸的多晶硅，從而抵消清洗時(shí)的消耗。然而，這種方法并未從根源上解決此問(wèn)題，效果也不是很理想，而且這也浪費(fèi)原材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的在于提供一種濕法清洗方法，以避免傳統(tǒng)的濕法刻蝕工藝對(duì)多晶硅的損耗。
[0010]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種濕法清洗方法，包括:
[0011]向承載有待清洗晶圓的清洗槽中注入第一體積比的雙氧水和純凈水，所述待清洗晶圓上形成有多晶娃;
[0012]經(jīng)第一時(shí)間段后，向所述清洗槽中同時(shí)注入第二體積比的氨水、雙氧水和純凈水，形成設(shè)定濃度的清洗液，以清洗所述待清洗晶圓。
[0013]可選的，對(duì)于所述的濕法清洗方法，所述第一時(shí)間段為60s~600s。
[0014]可選的，對(duì)于所述的濕法清洗方法，所述純凈水的溫度為23°C~70°C。
[0015]可選的，對(duì)于所述的濕法清洗方法，所述第一體積比為1:5~1:50。[0016]可選的，對(duì)于所述的濕法清洗方法，所述第二體積比為1:1:5~1:2:50。
[0017]可選的，對(duì)于所述的濕法清洗方法，所述清洗液中氨的質(zhì)量百分濃度為O~5%。
[0018]可選的，對(duì)于所述的濕法清洗方法，所述清洗液中H2O2的質(zhì)量百分濃度為O~5%。
[0019]可選的，對(duì)于所述的濕法清洗方法，形成清洗液后，所述第二時(shí)間段為大于等于IOOs0
[0020]可選的，對(duì)于所述的濕法清洗方法，所述清洗槽中盛有純凈水，所述待清洗晶圓浸泡在所述純凈水中。
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)相比，在本發(fā)明提供的濕法清洗方法中，先注入了雙氧水，使得多晶硅表面被氧化出一層鈍化層，之后再注入氨水，從而阻礙了氨水對(duì)多晶硅的消耗，也避免了粗糙表面的形成，改善了濕法清洗工藝中的缺陷，能夠有效的提高器件的質(zhì)量。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1為現(xiàn)有技術(shù)的濕法清洗方法的流程圖；
[0023]圖2為現(xiàn)有技術(shù)的濕法清洗方法的反應(yīng)速率圖；
[0024]圖3為本發(fā)明實(shí)施例的濕法清洗方法的流程圖； [0025]圖4為本發(fā)明實(shí)施例的濕法清洗方法的原理圖；
[0026]圖5為本發(fā)明實(shí)施例的濕法清洗方法的反應(yīng)速率圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的濕法清洗方法作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。根據(jù)下面說(shuō)明和權(quán)利要求書(shū)，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。需說(shuō)明的是，附圖均采用非常簡(jiǎn)化的形式，僅用以方便、明晰地輔助說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的目的。
[0028]請(qǐng)參考圖3，本發(fā)明提供一種濕法清洗方法，包括如下步驟:
[0029]步驟S201，向承載有待清洗晶圓的清洗槽中注入第一體積比的雙氧水和純凈水；
[0030]步驟S202，經(jīng)第一時(shí)間段后，向所述清洗槽中同時(shí)注入第二體積比的氨水、雙氧水和純凈水,形成設(shè)定濃度的清洗液；
[0031]步驟S203，將待清洗晶圓在清洗液中浸泡第二時(shí)間段，以清洗所述待清洗晶圓。
[0032]請(qǐng)結(jié)合圖4,所述待清洗晶圓上形成有多晶娃,例如,所述待清洗晶圓包括襯底I以及形成于襯底I上的柵極結(jié)構(gòu)，所述襯底I為硅襯底，其上表面具有一薄層氧化層，所述柵極結(jié)構(gòu)包括多晶硅2，所述多晶硅2作為MOS晶體管的柵極，當(dāng)然，本發(fā)明也適用于其它包含有多晶硅的晶圓的濕法清洗過(guò)程中，在此不一一描述。由于雙氧水具有很強(qiáng)的氧化性，因此，雙氧水將能夠有效的氧化附著于晶圓上的雜質(zhì)微粒，并使之溶解；同時(shí)，所述多晶硅2將被迅速氧化使得其表面形成一鈍化層3，從而能夠有效的減少氨水對(duì)多晶硅2的腐蝕，而由于所述襯底I的上表面具有氧化層，因此，也不容易被雙氧水破壞。
[0033]其中，所述第一時(shí)間段可以為60s~600s，這是考慮到在較短時(shí)間內(nèi)，例如30s，雙氧水的濃度還很低，不能夠有效的保護(hù)所述多晶硅2，本實(shí)施例中經(jīng)過(guò)IOOs后，使得雙氧水對(duì)多晶硅2的氧化起到效果,再注入雙氧水、氨水和純凈水。優(yōu)選的,所述純凈水的體積通?？梢允撬鲭p氧水的5倍以上，例如所述雙氧水和所述純凈水的體積比可以是1:5~1:50。[0034]通常向所述清洗槽中混合注入的雙氧水、氨水和純凈水后，需要經(jīng)過(guò)約60s~600s的時(shí)間，以形成設(shè)定濃度的清洗液，所述氨水的主要作用在于改變?nèi)芤旱碾娦?，從而通過(guò)電學(xué)排斥作用，使得雜質(zhì)微粒與晶圓脫離開(kāi)來(lái)，并能夠有效的防止微粒的重新沉淀。
[0035]優(yōu)選的，所述氨水和所述雙氧水的體積相差不大，例如二者的體積比可以為1:4~1:1，那么基于所述雙氧水和純凈水的體積關(guān)系，所述第二體積比可以是1:1:5~1:4:50,在本實(shí)施例中，采用配比為氨水、雙氧水和純凈水的體積比為1:2:50的溶液來(lái)進(jìn)行清洗，具體的，所述溶液中氨的質(zhì)量百分濃度為O~0.7%，所述溶液中H2O2的質(zhì)量百分濃度為O~1.8%，在其他配比中，所述氨和H2O2的質(zhì)量百分濃度皆以不超過(guò)5%為宜。由于占絕對(duì)比例的純凈水的溫度決定著混合后的清洗液的溫度，因此所述純凈水的溫度可以是23°C~70°C，避免水溫過(guò)低而使得整體反應(yīng)受限，導(dǎo)致微粒和殘留物不能被有效的清除，同時(shí)也防止水溫過(guò)高導(dǎo)致反應(yīng)不平穩(wěn)而對(duì)器件造成影響。
[0036]為了能夠較好的完成清洗，在形成所述清洗液后，清洗所述待清洗晶圓大于等于100s，從而可以使得例如有機(jī)殘留等被完全的消耗。
[0037]請(qǐng)參考圖5，其中曲線a與圖2相同，表示現(xiàn)有工藝中隨著氨水、雙氧水和純凈水的清洗液的注入時(shí)間，多晶硅被清洗液腐蝕的厚度，曲線b表示為本發(fā)明實(shí)施例中隨著注入雙氧水和純凈水及雙氧水、氨水和純凈水的時(shí)間的延長(zhǎng)，多晶硅被清洗液腐蝕厚度的變化趨勢(shì)，為了便于比較，兩種情況下采取相同的時(shí)間間隔，由圖中可知，在tl時(shí)間內(nèi)，清洗液對(duì)多晶硅的腐蝕約有8埃。其原因是剛開(kāi)始注入雙氧水、純凈水和氨水的混合液時(shí)，由于注入的混合液被槽里本身所存在的水稀釋了，使得剛開(kāi)始時(shí)雙氧水的濃度很低，而不能很好的氧化保護(hù)多晶硅 ，導(dǎo)致氨水快速地腐蝕多晶硅。而本實(shí)施例中在tl時(shí)間內(nèi)則對(duì)多晶硅的腐蝕大大降低，只有接近2埃，在tl~t2和t2后的時(shí)間中，溶液對(duì)多晶硅的腐蝕就基本相同。對(duì)于曲線b而言，在注入氨水(同時(shí)也注入雙氧水和純凈水)之前，已經(jīng)注入了雙氧水(同時(shí)也注入了純凈水)，使得雙氧水氧化了多晶硅形成鈍化層，這樣在隨后注入氨水，雙氧水和純凈水形成設(shè)定濃度的清洗液進(jìn)行清洗時(shí)，所形成的鈍化層將有效的阻礙氨水對(duì)多晶硅的腐蝕。
[0038]以本實(shí)施例的tl為100s，t2為200s為例，可以使得對(duì)多晶硅的腐蝕速率維持在每分鐘I埃以下，那么以整個(gè)清洗過(guò)程需要300s為例，相比現(xiàn)有技術(shù)將使得多晶硅損耗(被腐蝕掉的多晶硅)減少60%以上，從而避免了由于清洗溶液對(duì)多晶硅腐蝕過(guò)重而導(dǎo)致的工藝復(fù)雜化。
[0039]與現(xiàn)有技術(shù)相比，在本發(fā)明提供的濕法清洗方法中，先注入雙氧水，使得多晶硅表面被氧化出一層鈍化層，之后再注入氨水，從而阻礙了氨水對(duì)多晶硅的消耗，也避免了粗糙表面的形成，改善了濕法清洗工藝中的缺陷，能夠有效的提高器件的質(zhì)量。
[0040]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包括這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種濕法清洗方法，其特征在于，包括: 向承載有待清洗晶圓的清洗槽中注入第一體積比的雙氧水和純凈水，所述待清洗晶圓上形成有多晶娃; 經(jīng)第一時(shí)間段后，向所述清洗槽中同時(shí)注入第二體積比的氨水、雙氧水和純凈水，形成設(shè)定濃度的清洗液； 將待清洗晶圓在清洗液中浸泡第二時(shí)間段，以清洗所述待清洗晶圓。
2.如權(quán)利要求1所述的濕法清洗方法，其特征在于，所述第一時(shí)間段為60s~600s。
3.如權(quán)利要求2所述的濕法清洗方法，其特征在于，所述純凈水的溫度為23°C~70V。
4.如權(quán)利要求1所述的濕法清洗方法，其特征在于，所述第一體積比為1:5~1:50。
5.如權(quán)利要求1所述的濕法清洗方法，其特征在于，所述第二體積比為1:1:5~1:2:50。
6.如權(quán)利要求5所述的濕法清洗方法，其特征在于，所述清洗液中氨的質(zhì)量百分濃度為O~5%。
7.如權(quán)利要求5所述的濕法清洗方法，其特征在于，所述清洗液中H2O2的質(zhì)量百分濃度為O~5%。
8.如權(quán)利要求5所 述的濕法清洗方法，其特征在于，所述第二時(shí)間段為大于等于100s。
9.如權(quán)利要求1所述的濕法清洗方法，其特征在于，所述清洗槽中盛有純凈水，所述待清洗晶圓浸泡在所述純凈水中。
【文檔編號(hào)】H01L21/02GK104022014SQ201310066258
【公開(kāi)日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2013年3月1日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月1日
【發(fā)明者】謝志勇 申請(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司