CN101789371B - 半导体元器件的清洗方法 - Google Patents

Abstract

本发明中公开了一种半导体元器件的清洗方法，该方法包括：使用硫酸和双氧水的混合液SPM对晶圆表面进行清洗；使用去离子水DI对晶圆表面进行清洗；使用双氧水和氨水的混合液SC1对晶圆表面进行清洗。通过使用上述的方法，可取得很好的清洗效果，并提高晶圆表面的清洁度。

Description

半导体元器件的清洗方法

技术领域

本发明涉及半导体元器件的制造技术，尤其是指一种半导体元器件的清洗方法。

背景技术

在半导体元件的65nm制造技术中的有源区的光刻(AA Photo，Active Area Photo)工艺中，通常使用一个光阻(PR，Photo Resist)层进行浅沟槽隔离(STI，Shallow Trench Isolation)的沟槽蚀刻，并使用SiN作为光刻遮罩(mask)。而在45nm制造技术的AA Photo工艺中，一般使用三层(Tri-layer)含Si的底部抗反射层(BARC)作为遮罩来进行STI蚀刻，从而保证氮化硅(SiN)层不会被损伤。图1为使用三层Si BARC进行STI蚀刻的示意图，如图1所示，在进行STI蚀刻时，将在SiN层上依次一层底层(Under layer)、三层Si BARC、一层PR层以及一层顶层(Cap layer)。然而，在进行半导体元件的制造时，有时可能会出现一些意外情况，例如，晶圆表面残留有较多的颗粒(high particle)，上述的颗粒一般为残留的Si所造成的，从而导致晶圆表面不干净；或者晶圆表面在制造过程中被擦伤；或者在进行层的叠加时出现了对齐的错误等等，此时，对于出现上述问题的晶圆需要进行重做(rework)工艺。

对于上述只使用一层PR层进行STI蚀刻的工艺，现有技术中在进行重做工艺时，一般是先进行灰化(ash)处理，然后再进行清洗(wet)处理，从而去除SiN层之上的PR层，实现重做。但是，在45nm制造技术中，由于使用了三层Si BARC层，且Si BARC层中含有17％的Si，因此如果仍然使用上述的重做工艺(即先进行灰化处理在进行清洗处理)，将无法完全去除Si BARC层中的Si，因而在晶圆的表面残留大量的Si颗粒，导致晶圆表面的清洁度较低，从而最终影响重做工艺的质量。此外，在现有技术中的清洗处理中，所使用的一般为清洗机台(wet bench)，该清洗机台中具有多个清洗槽，每个清洗槽中盛放相应的清洗液，晶圆按照一定的清洗顺序在各个清洗槽中进行清洗。由于上述处理过程中，清洗机台需要配置多个清洗槽，且每片晶圆都需要在多个清洗槽中进行清洗，因此使得操作过程比较复杂，清洗效率不高，清洗效果也不佳。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种半导体元器件的清洗方法，从而取得很好的清洗效果，提高了晶圆表面的清洁度。

为达到上述目的，本发明中的技术方案是这样实现的：

一种半导体元器件的清洗方法，该方法包括：

使用硫酸和双氧水的混合液SPM对具有三层含Si的底部抗反射层的晶圆表面进行清洗；

使用去离子水DI对具有三层含Si的底部抗反射层的晶圆表面进行清洗；

使用双氧水和氨水的混合液SC1对具有三层含Si的底部抗反射层的晶圆表面进行清洗；

在使用SPM对具有三层含Si的底部抗反射层的晶圆表面进行清洗时，清洗时的温度为160℃，进行清洗的时间为8分钟。

所述SPM的配比为(2～6)∶1。

所述SPM的配比为2∶1。

所述SC1中，双氧水、氨水和水比例为1∶(1～5)∶(25～50)。

所述SC1中，双氧水、氨水和水比例为1∶4∶27。

在使用SC1对晶圆表面进行清洗时，清洗时的温度为60℃～70℃，进行清洗的时间为5～10分钟。

所述清洗时的温度为70℃，进行清洗的时间为5分钟。

所述对晶圆表面进行清洗包括：通过喷雾清洗机台对晶圆表面进行清洗。

综上可知，本发明中提供了一种半导体元器件的清洗方法。在所述半导体元器件的清洗方法中，由于使用了SPM、DI和SC1对晶圆表面进行清洗，从而取得很好的清洗效果，提高了晶圆表面的清洁度。

附图说明

图1为使用三层Si BARC进行STI蚀刻的示意图。

图2为本发明中半导体元器件的清洗方法的流程示意图。

图3为本发明中所使用的喷雾清洗机台的示意图。

图4为本发明中半导体元器件的清洗方法的效果图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点表达得更加清楚明白，下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。

图2为本发明中半导体元器件的清洗方法的流程示意图。如图2所示，本发明中所提供的半导体元器件的清洗方法包括如下所述的步骤：

步骤201，使用硫酸和双氧水的混合液对晶圆表面进行清洗。

在本步骤中，将使用硫酸(H₂SO₄)和双氧水(H₂O₂)的混合液(SPM)对晶圆表面进行清洗，用于去除光致抗蚀剂和有机致污物。所使用的SPM的配比一般为(2～6)∶1；较佳的，所使用的SPM的配比为2∶1(即该混合液中的硫酸与双氧水的比例为2∶1)，其中，上述所使用的硫酸与双氧水的浓度与现有技术中常用的浓度一致，例如，所使用的硫酸的浓度为98％。进行上述清洗时的温度一般为140℃～160℃，较佳的温度为150℃；进行清洗的时间一般为8～15分钟，较佳的时间为10分钟。

步骤202，使用去离子水对晶圆表面进行清洗。

在本步骤中，将使用去离子水(DI)对晶圆表面进行清洗，从而清除晶圆表面上残留的上述步骤201中所使用硫酸和双氧水的混合液，以便于继续进行如下所述的步骤203的清洗。

步骤203，使用双氧水和氨水的混合液对晶圆表面进行清洗。

在本步骤中，将使用双氧水(H₂O₂)和氢氧化铵(NH₄OH)的混合液(SC1，又称为1号标准清洗液)对晶圆表面进行清洗，用于去除晶圆表面的颗粒和有机物质。SC-1的化学配料为H₂O₂、NH₄OH和去离子水H₂O，三者的配比(即该混合液中H₂O₂、NH₄OH和去离子水的比例)一般为1∶(1～5)∶(25～50)；较佳的配比为1∶4∶27。进行上述清洗时的温度一般为60℃～70℃，较佳的温度为70℃；进行清洗的时间一般为5～10分钟，较佳的时间为5分钟。

此外，在进行上述步骤201～步骤203时，所使用的清洗设备为喷雾清洗机台(Spray Tool)，即在步骤201～203中，均通过所述喷雾清洗机台对晶圆表面进行清洗。图3为本发明中所使用的喷雾清洗机台的示意图。如图3所示，所述喷雾清洗机台包括一个喷洒槽301和一个位于喷洒槽301中的喷洒柱302。在进行清洗时，多片晶圆303按顺序层叠、水平地放置在所述喷洒槽301中，上述步骤201～203中的各种清洗液通过混合分管进行相应的混合和稀释后，分别从喷洒柱302上的多个喷嘴中均匀地喷洒到各片晶圆303的表面，清洗后的废液通过排水口304排出。通过使用上述的喷雾清洗机台，可按照上述步骤201～203的顺序逐步完成对晶圆表面的清洗。由于上述的三个清洗步骤都可在上述喷雾清洗机台中的同一个喷洒槽中按指定的顺序进行，晶圆不必在多个清洗槽中进行转换，既减少了操作的复杂度，也避免了原有清洗设备中各个清洗槽中的清洗液之间的交叉污染，从而可取得更好的清洗效果；同时，由于可在同一个喷洒槽中同时对多片晶圆进行清洗，从而大大提高了清洗的效率。

图4为本发明中半导体元器件的清洗方法的效果图。如图4所示，图4(a)中为使用现有技术的清洗方法后晶圆表面的示意图，图4(b)中为使用本发明所提供的清洗方法后晶圆表面的示意图。通过图4中的比较可知，在使用本发明中所提供的清洗方法对晶圆进行清洗后，晶圆表面的清洁度得到了较大的提高。

综上可知，通过使用上述的清洗方法，可实现对具有三层Si BARC层的晶圆表面的清洗，从而取得了很好的清洗效果，提高了晶圆表面的清洁度，为后续的重做工艺的质量提供了保证；同时，使用本发明所提供的清洗方法，还可大大提高清洗的效率。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种半导体元器件的清洗方法，其特征在于，该方法包括：

使用硫酸和双氧水的混合液SPM对具有三层含Si的底部抗反射层的晶圆表面进行清洗；

使用去离子水DI对具有三层含Si的底部抗反射层的晶圆表面进行清洗；

使用双氧水和氨水的混合液SC1对具有三层含Si的底部抗反射层的晶圆表面进行清洗；

在使用SPM对具有三层含Si的底部抗反射层的晶圆表面进行清洗时，清洗时的温度为160℃，进行清洗的时间为8分钟。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述SPM的配比为(2～6)∶1。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述SPM的配比为2∶1。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述SC1中，双氧水、氨水和水比例为1∶(1～5)∶(25～50)。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：

所述SC1中，双氧水、氨水和水比例为1∶4∶27。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

在使用SC1对晶圆表面进行清洗时，清洗时的温度为60℃～70℃，进行清洗的时间为5～10分钟。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：

所述清洗时的温度为70℃，进行清洗的时间为5分钟。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对晶圆表面进行清洗包括：

通过喷雾清洗机台对晶圆表面进行清洗。

Images