本發(fā)明涉及半導(dǎo)體生產(chǎn)和加工領(lǐng)域，更具體的說(shuō)，涉及一種半導(dǎo)體工藝中去除殘余物質(zhì)的方法。

背景技術(shù)：

隨著半導(dǎo)體技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，半導(dǎo)體硅片的結(jié)構(gòu)已變得非常復(fù)雜，但多樣化的半導(dǎo)體加工手段同樣也層出不窮，為人們提供了進(jìn)一步提高半導(dǎo)體產(chǎn)品品質(zhì)的有效途徑。

在一些半導(dǎo)體刻蝕工藝中，含氟(F)的刻蝕劑與硅片中的含鈦(Ti)的半導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)相接觸并發(fā)生反應(yīng)，很容易產(chǎn)生一些副產(chǎn)物附著于硅片的表面，比如TiF4。

TiF4這種殘余物質(zhì)比較頑固，且肉眼幾乎難以察覺(jué)，如果對(duì)這些殘存的TiF4不加處理，會(huì)影響后續(xù)工藝，導(dǎo)致半導(dǎo)體器件失效。但是，TiF4又不能通過(guò)水洗的方法來(lái)加以去除，因?yàn)門iF4會(huì)與水發(fā)生反應(yīng)：TiF4+H20—Ti(OH)4+4HF，產(chǎn)生的HF具有極強(qiáng)的酸性和腐蝕性，同樣會(huì)對(duì)硅片的介質(zhì)層造成嚴(yán)重的損傷，故而硅片在刻蝕工藝之后通常不會(huì)用水去清洗硅片表面。

這樣一來(lái)，TiF4的存在給硅片的加工工藝帶來(lái)了不小的麻煩，亟待本領(lǐng)域技術(shù)人員探尋出可行的方案，來(lái)擺脫目前這種進(jìn)退維谷的局面。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述棘手的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體工藝中去除殘余物質(zhì)的方法，專門針對(duì)TiF4。采用該方法能夠有效的去除硅片表面的TiF4，且不會(huì)再有其他影響硅片品質(zhì)的雜質(zhì)產(chǎn)生，達(dá)到了良好的效果。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明申請(qǐng)?zhí)靥峁┝艘环N可行的技術(shù)方案，其具體內(nèi)容如下：

一種半導(dǎo)體工藝中去除殘余物質(zhì)的方法，該方法在工藝環(huán)境中實(shí)施，所述殘余物質(zhì)為留存在硅片上的TiF4，包括：清洗工藝，所述清洗工藝中由足量的乙醇作溶劑溶解所述TiF4，以對(duì)所述硅片加以清洗。

優(yōu)選地，在所述清洗工藝之前，對(duì)所述硅片進(jìn)行加熱工藝處理以使所述TiF4升華，所述加熱工藝中控制工藝環(huán)境的溫度高于所述TiF4的升華溫度。

進(jìn)一步地，在所述加熱工藝中，對(duì)所述工藝環(huán)境抽真空以降低所述工藝環(huán)境中的壓強(qiáng)，從而使所述TiF4的升華溫度降低。

優(yōu)選地，所述工藝環(huán)境中的壓強(qiáng)降低至阻燃?jí)簭?qiáng)區(qū)間，在所述阻燃?jí)簭?qiáng)區(qū)間中選取的任一壓強(qiáng)下，所述TiF4的升華溫度低于所述乙醇的燃點(diǎn)。

進(jìn)一步地，所述工藝環(huán)境中的壓強(qiáng)降低至安全壓強(qiáng)區(qū)間，在所述安全壓強(qiáng)區(qū)間中選取的任一壓強(qiáng)下，所述TiF4的升華溫度低于75℃。

進(jìn)一步地，在所述安全壓強(qiáng)下完成所述加熱工藝后，將所述工藝環(huán)境中的壓強(qiáng)恢復(fù)至常壓，之后再于該工藝環(huán)境下進(jìn)行所述清洗工藝。

優(yōu)選地，所述加熱工藝中控制所述工藝環(huán)境中的溫度在50-500℃。

優(yōu)選地，所述加熱工藝中，對(duì)所述工藝環(huán)境抽真空以使所述工藝環(huán)境中的所述TiF4的升華溫度低于所述乙醇的沸點(diǎn)和燃點(diǎn)。

可選地，所述加熱工藝結(jié)束后，對(duì)原工藝環(huán)境進(jìn)行冷卻后再進(jìn)行清洗工藝；或者，所述加熱工藝結(jié)束后，更換工藝環(huán)境以進(jìn)行清洗工藝。

進(jìn)一步地，所述清洗工藝結(jié)束后，排出工藝環(huán)境中的乙醇并對(duì)所述工藝環(huán)境進(jìn)行干燥。

采用本發(fā)明申請(qǐng)?zhí)峁┑募夹g(shù)方案，能夠?qū)堄嗟腡iF4進(jìn)行有效的去除，并且不會(huì)對(duì)硅片帶來(lái)其他干擾物質(zhì)，從而保證了硅片在后續(xù)工藝中不受影響，大大提高了硅片的工藝品質(zhì)。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明第一具體實(shí)施方式的工藝環(huán)境示意圖；

圖2是本發(fā)明第一具體實(shí)施方式的工藝流程圖；

圖3a和3b是本發(fā)明第二具體實(shí)施方式的工藝環(huán)境示意圖；

圖4是本發(fā)明第二具體實(shí)施方式的工藝流程圖；

圖5是本發(fā)明第三具體實(shí)施方式的工藝環(huán)境示意圖；

圖6是本發(fā)明第三具體實(shí)施方式的工藝流程圖；

圖7是本發(fā)明第四具體實(shí)施方式的工藝環(huán)境示意圖；

圖8是本發(fā)明第四具體實(shí)施方式的工藝流程圖。

具體實(shí)施方式

下面將介紹本發(fā)明的具體實(shí)施方式，以供大眾理解：

首先，介紹本發(fā)明的第一具體實(shí)施方式。圖1-圖2涉及本發(fā)明的第一具體實(shí)施方式，其中圖1是對(duì)本實(shí)施方式中具體工藝環(huán)境的介紹，而圖2是對(duì)本實(shí)施方式的具體工藝流程的介紹。

該具體實(shí)施方式提供了一種半導(dǎo)體工藝中去除殘余物質(zhì)的方法，該方法在圖1所示的工藝環(huán)境中實(shí)施，而所要去除的殘余物質(zhì)為留存在硅片上的TiF4，包括：清洗工藝，在該清洗工藝中由足量的乙醇作溶劑溶解TiF4，以對(duì)硅片加以清洗；清洗工藝結(jié)束后，排出工藝環(huán)境中的乙醇并對(duì)工藝環(huán)境進(jìn)行干燥。

本實(shí)施方式中所提到的工藝環(huán)境，實(shí)際上是一個(gè)清洗腔101，該清洗腔101內(nèi)設(shè)置有硅片卡盤102，用于固持硅片103。在硅片103的上方、清洗腔101的頂壁，設(shè)置有一個(gè)噴頭104，用以向清洗腔101內(nèi)噴灑乙醇。清洗腔101的末端設(shè)置有排放口106，用于在清洗工藝結(jié)束后排出溶解有TiF4的乙醇溶液。另外，在清洗腔101的其中一個(gè)側(cè)壁上開(kāi)設(shè)有活動(dòng)門105，用于取放硅片103。

當(dāng)噴頭104噴射出的乙醇落在硅片103上且已足量時(shí)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的溶解，原本附著于硅片103表面的TiF4即會(huì)溶于乙醇溶劑中，而被去除，從而實(shí)現(xiàn)了發(fā)明目的。這主要是利用了TiF4性質(zhì)，因?yàn)門iF4能夠溶解于乙醇，而溶解過(guò)程是不會(huì)產(chǎn)生其他副產(chǎn)物的，因而不會(huì)對(duì)硅片103造成其他不利影響，因此這一方法能夠十分有效地去除了硅片103表面的TiF4。

接下來(lái)介紹本發(fā)明的第二具體實(shí)施方式。該具體實(shí)施方式揭示了一種半導(dǎo)體工藝中去除殘余物質(zhì)的方法，該方法在圖3中(a)、(b)兩圖所示的兩個(gè)工藝環(huán)境中進(jìn)行，而所要去除的殘余物質(zhì)為留存在硅片上的TiF4，包括的具體工藝如圖 4所示：加熱工藝，對(duì)硅片進(jìn)行加熱以使TiF4升華，此時(shí)工藝環(huán)境中的溫度應(yīng)高于TiF4的升華溫度；清洗工藝，在清洗工藝中由足量的乙醇作溶劑溶解剩余的TiF4，以對(duì)硅片加以清洗；清洗工藝結(jié)束后，排出工藝環(huán)境中的乙醇并對(duì)工藝環(huán)境進(jìn)行干燥。

之所以在清洗工藝之前引入加熱工藝，同樣是利用了TiF4易升華的性質(zhì)，來(lái)提高TiF4的去除效率。因?yàn)槿绻耆ㄟ^(guò)乙醇溶解TiF4的方法來(lái)對(duì)TiF4進(jìn)行去除，會(huì)消耗較長(zhǎng)的時(shí)間，不利于工藝效率的提高。而如果首先通過(guò)加熱工藝來(lái)升華掉大部分TiF4，而將剩余的TiF4通過(guò)乙醇進(jìn)行溶解，將大大提高去除效率，且能夠保證TiF4被完全地、徹底地去除。

本實(shí)施方式中加熱工藝在常壓(101KPa)下進(jìn)行，根據(jù)TiF4的性質(zhì)，其升華溫度在常壓下為284℃，因而為了保證TiF4能夠升華，加熱工藝中應(yīng)控制工藝環(huán)境的溫度高于TiF4的升華溫度，即高于284℃。本實(shí)施方式在加熱工藝中采用了500℃的高溫對(duì)硅片以及工藝環(huán)境進(jìn)行加熱，以快速升華TiF4。

加熱工藝中的溫度比較高，要達(dá)到284℃以上，而在常壓下乙醇的燃點(diǎn)在75℃，沸點(diǎn)在78.5℃。如果在這樣的溫度下直接向工藝環(huán)境內(nèi)填充乙醇，會(huì)非常危險(xiǎn)。因而在本實(shí)施方式中，考慮將加熱工藝和清洗工藝分別放在兩個(gè)工藝環(huán)境中獨(dú)立進(jìn)行，當(dāng)硅片在完成加熱工藝后，將硅片轉(zhuǎn)移至另一工藝環(huán)境后再進(jìn)行清洗工藝，這樣加熱工藝和清洗工藝將互不影響，能夠消除安全隱患。

本實(shí)施方式中的兩個(gè)工藝環(huán)境分別指圖3a所示的加熱腔301以及圖3b所示的清洗腔306。

加熱腔301作為加熱工藝的工藝環(huán)境，其內(nèi)設(shè)置有硅片夾302，用于固持硅片303。硅片夾302的底部設(shè)置有加熱裝置304，用于提升加熱腔301內(nèi)的溫度，對(duì)硅片303進(jìn)行加熱，以使硅片303表面的TiF4升華。加熱腔301的側(cè)壁設(shè)置有開(kāi)關(guān)門305，供硅片303進(jìn)出。

加熱工藝完成后，大部分TiF4將被去除，但硅片303表面仍有可能留存少量TiF4。為了更加全面、徹底地去除TiF4，硅片303還需繼續(xù)接受清洗工藝的處理。但考慮到溫度原因，有必要將硅片303首先由原來(lái)的工藝環(huán)境，也即加熱腔301轉(zhuǎn)移至新的工藝環(huán)境，也即清洗腔306中，之后再對(duì)硅片303進(jìn)行清洗。清洗腔306與第一實(shí)施方式中的清洗腔101的構(gòu)造及原理基本相同，同樣包括硅片卡盤 307、噴頭308、活動(dòng)門309以及排放口310，其具體結(jié)構(gòu)此處不再贅述，可參考清洗腔101的結(jié)構(gòu)加以理解。

圖5和圖6涉及本發(fā)明的第三具體實(shí)施方式。第三實(shí)施方式相對(duì)于第二實(shí)施方式的改進(jìn)在于，在對(duì)硅片503進(jìn)行處理時(shí)，其整個(gè)工藝過(guò)程，包括加熱工藝、清洗工藝等均在一個(gè)工藝環(huán)境中進(jìn)行，從而省去了更換工藝環(huán)境的麻煩。

第三具體實(shí)施方式中的工藝環(huán)境為一個(gè)工藝腔501，加熱工藝和清洗工藝均在工藝腔501內(nèi)實(shí)施。該工藝腔501內(nèi)設(shè)置有硅片夾502以固持硅片503，硅片夾503的下方設(shè)置有加熱裝置504，用以在加熱工藝中提高工藝腔501內(nèi)的溫度，以使硅片503表面的TiF4升華。工藝腔501的側(cè)壁開(kāi)設(shè)有活動(dòng)門505，供硅片503進(jìn)出。硅片夾502的上方設(shè)置有噴頭506，用以噴射乙醇以清洗硅片503。為了控制工藝腔501內(nèi)的壓強(qiáng)，在工藝腔501的另一側(cè)壁上設(shè)置有排氣孔508，排氣孔508與一真空泵509相連，在真空泵509的抽氣作用下，工藝腔501內(nèi)的氣壓得以調(diào)節(jié)至真空。同時(shí)，在工藝腔501的底部，還設(shè)置有排放口507，用于在清洗工藝結(jié)束后排出清洗所使用的乙醇。

該具體實(shí)施方式中能夠在同一個(gè)工藝腔501內(nèi)同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)硅片503的加熱工藝和清洗工藝，得益于該工藝腔501內(nèi)的壓強(qiáng)可以被抽至真空。因?yàn)閴簭?qiáng)的下降能夠降低TiF4升華的溫度，腔室內(nèi)的壓強(qiáng)降得足夠低時(shí)，通常是一個(gè)壓強(qiáng)區(qū)間，在該壓強(qiáng)區(qū)間內(nèi)任意取值，均能夠使TiF4的升華溫度低于乙醇的沸點(diǎn)和燃點(diǎn)，從而使硅片503在接受了加熱工藝處理后，能夠直接向工藝腔501內(nèi)通入乙醇對(duì)硅片503繼續(xù)進(jìn)行清洗工藝處理，而在相應(yīng)的氣壓和溫度下還能夠保證乙醇不會(huì)沸騰汽化或自燃，從而將兩項(xiàng)工藝統(tǒng)一于一個(gè)工藝環(huán)境下加以實(shí)施，減省了更換工藝環(huán)境的麻煩，在保證安全的情況下提高了工藝效率。由于選取該壓強(qiáng)區(qū)間的主要目的是防止乙醇的自燃，因此將之命名為阻燃?jí)簭?qiáng)區(qū)間。

在本實(shí)施方式中，在加熱工藝中具體的工藝條件為，壓強(qiáng)控制在13Pa，此時(shí)TiF4的升華溫度為58℃，因此通過(guò)加熱裝置504將工藝腔501內(nèi)的溫度提升至62℃左右，以將TiF4升華。之后無(wú)需對(duì)工藝腔501進(jìn)行降溫，可直接向工藝腔501內(nèi)通入乙醇進(jìn)行清洗工藝，因?yàn)樵?3Pa的壓強(qiáng)下，乙醇的沸點(diǎn)及燃點(diǎn)均高于62℃，因而不會(huì)發(fā)生汽化或自燃，清洗工藝足夠安全。

本實(shí)施方式中的具體工藝如圖6所示，包括：

加熱工藝，對(duì)工藝環(huán)境進(jìn)行抽真空并對(duì)硅片進(jìn)行加熱以使TiF4升華；

清洗工藝，在清洗工藝中由足量的乙醇作溶劑溶解剩余的TiF4，以對(duì)硅片進(jìn)行清洗；

清洗工藝結(jié)束后，排出工藝環(huán)境中的乙醇并對(duì)工藝環(huán)境進(jìn)行干燥。

最后，將參考圖7和圖8介紹本發(fā)明的第四具體實(shí)施方式。第四具體實(shí)施方式同樣可以實(shí)現(xiàn)對(duì)硅片的加熱工藝和清洗工藝均在同一個(gè)工藝環(huán)境中加以實(shí)施。

為了實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的，并將加熱工藝和清洗工藝統(tǒng)一于同一個(gè)工藝環(huán)境，在本具體實(shí)施方式中，首先對(duì)工藝環(huán)境進(jìn)行了抽真空處理，使工藝環(huán)境內(nèi)的壓強(qiáng)降低至某一壓強(qiáng)區(qū)間之內(nèi)，在該壓強(qiáng)區(qū)間內(nèi)的任意壓強(qiáng)值下，TiF4的升華溫度均低于75℃，也即乙醇在常壓下的燃點(diǎn)，可將該壓強(qiáng)區(qū)間命名為安全壓強(qiáng)區(qū)間；在安全壓強(qiáng)區(qū)間下選取一壓強(qiáng)值，并在該壓強(qiáng)下對(duì)硅片進(jìn)行加熱以使TiF4升華；加熱工藝結(jié)束后，向工藝環(huán)境內(nèi)通入氮?dú)鈱⒐に嚟h(huán)境恢復(fù)至常壓，之后再通入乙醇對(duì)硅片進(jìn)行清洗，由于工藝環(huán)境已恢復(fù)至常壓，其燃點(diǎn)也恢復(fù)至75℃，而之前的加熱工藝由于是在安全壓強(qiáng)區(qū)間下進(jìn)行的，加熱溫度不及75℃，因此此時(shí)通入乙醇進(jìn)行清洗工藝不會(huì)使乙醇發(fā)生自燃，從而保證了安全，且加熱工藝和清洗工藝得以統(tǒng)一于同一工藝環(huán)境。

本實(shí)施方式中的工藝環(huán)境為一工藝腔701，其結(jié)構(gòu)與工藝腔501基本相同，所不同的是，由于要通入氮?dú)馐构に嚽?01內(nèi)恢復(fù)至常壓，所以在工藝腔701的頂部額外設(shè)置有一個(gè)進(jìn)氣孔710，用于在加熱工藝結(jié)束后向工藝腔701內(nèi)通入氮?dú)饣謴?fù)常壓。該工藝腔701同樣還包括了硅片夾702、加熱裝置704、活動(dòng)門705、噴頭706、排放口707、排氣孔708以及真空泵709，它們的連接關(guān)系及作用可參考工藝腔501中的表述，此處不再贅述。

圖8給出了本實(shí)施方式的具體工藝，包括：

加熱工藝，對(duì)工藝環(huán)境進(jìn)行抽真空并對(duì)硅片進(jìn)行加熱以使TiF4升華；

向工藝環(huán)境中通入N2以將工藝環(huán)境中的壓強(qiáng)恢復(fù)至常壓；

清洗工藝，在清洗工藝中由足量的乙醇作溶劑溶解剩余的TiF4，以對(duì)硅片進(jìn)行清洗；

清洗工藝結(jié)束，排出工藝環(huán)境中的乙醇并對(duì)工藝環(huán)境進(jìn)行干燥。

本具體實(shí)施方式中加熱工藝的工藝參數(shù)為：壓強(qiáng)控制在10Pa，以60℃的溫度對(duì)硅片703進(jìn)行加熱以使TiF4升華，加熱工藝完成后向工藝腔701內(nèi)通入氮?dú)鈱⒐に嚽?01內(nèi)的壓強(qiáng)恢復(fù)至常壓。

當(dāng)然地，將工藝環(huán)境中的氣壓恢復(fù)至常壓還可以采用其他方式，同時(shí)，通入的氣體也不只可以用氮?dú)?，其他一些惰性氣體，如氖氣、氬氣等也可選用。

通過(guò)上述具體實(shí)施方式，可以得出本發(fā)明在對(duì)壓強(qiáng)和溫度選擇范圍，其中加熱工藝中的壓強(qiáng)可以控制在10Pa-101KPa，溫度則可相應(yīng)地控制在50-500℃。

毋庸贅言地，本申請(qǐng)所公開(kāi)的特定的具體實(shí)施方式僅僅描述了本發(fā)明中的技術(shù)方案及其一般原理，其作用是傾向于釋明性的，而非自囿性的。因此，即使本領(lǐng)域技術(shù)人員在該發(fā)明的基礎(chǔ)上作出了無(wú)實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著進(jìn)步的更動(dòng)和潤(rùn)飾，使之方案貌似地區(qū)別于本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)，其仍然不能被劃歸在本發(fā)明申請(qǐng)的保護(hù)范圍之外。