專利名稱：晶圓清洗方法
技術領域：
本發(fā)明涉及半導體制造領域，特別涉及晶圓清洗方法。
背景技術：
目前，在將晶圓裸片投入制造工藝以生產(chǎn)半導體器件之前，通常會對晶圓裸片先 進行清洗，以去除晶圓裸片表面的污染物，例如氧化層、有機污染物、金屬污染物等。上述去除晶圓裸片表面的污染物通常采用濕法清洗工藝。例如在 "SiliconProcessing for the VLSI Era”，ISBN No. 0-9616721-6-1 中就公開了一種濕法 清洗工藝的可選清洗劑組合，包括硫酸(H2SO4) +雙氧水(H202)、稀釋的氫氟酸(HF)、氨水 (NH40H) +雙氧水以及鹽酸+雙氧水。然而，在應用以上清洗劑組合對晶圓裸片清洗后發(fā)現(xiàn)， 晶圓裸片表面存在較嚴重的缺陷。例如，參照圖1所示，在清洗后的晶圓裸片1表面發(fā)現(xiàn)存 在線型缺陷2、3、4。并且，參照圖2和圖3所示，若不對此缺陷進行處理而繼續(xù)在晶圓裸片 1表面形成氧化層5及氮化層6的話，所述缺陷2、3、4也會嚴重影響所形成的氧化層5及氮 化層6的品質(zhì)，進而影響后續(xù)制造工藝。通過對上述清洗過程的分析發(fā)現(xiàn)，導致晶圓裸片表面出現(xiàn)缺陷的原因在于氫氟酸 的腐蝕性太強。有鑒于此，現(xiàn)有技術又提出了一些不包含氫氟酸的改進清洗劑組合，例如其 中一種清洗劑組合包括硫酸+雙氧水以及鹽酸+雙氧水。然而，該種改進清洗劑組合雖然在清洗后不會使得晶圓裸片表面出現(xiàn)較多新的缺 陷，但其對晶圓裸片的清洗效果并不能滿足清洗的工藝要求，例如晶圓裸片表面原本存在 的氧化層去除的不夠干凈。因此，如何在產(chǎn)生較少缺陷的前提下，達到較好的清洗效果，成 為了目前較關注的一個課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的是現(xiàn)有技術晶圓清洗方法的清洗效果并不能滿足清洗的工藝要求 的問題。為解決上述問題，本發(fā)明提供一種晶圓清洗方法，包括對晶圓裸片進行第一清洗，所述第一清洗采用的清洗劑包括氨水+雙氧水稀釋后 的溶液以及鹽酸+雙氧水稀釋后的溶液的組合；在第一清洗之后，在晶圓裸片表面形成氧化層，所述氧化層的厚度小于或等于50 埃；繼續(xù)對具有氧化層的晶圓片進行第二清洗，所述第二清洗采用的清洗劑包括含氫 氟酸的清洗劑。與現(xiàn)有技術相比，上述晶圓清洗方法具有以下優(yōu)點通過采用不含氫氟酸的清洗 劑的第一清洗，先對晶圓裸片表面進行初步清洗，隨后在晶圓裸片表面形成氧化層作為犧 牲層，即該氧化層的作用在于消耗第二清洗中的清洗劑中的氫氟酸，從而可以減少或者避 免氫氟酸使得晶圓裸片表面產(chǎn)生的缺陷。并且，由于第二清洗采用了含氫氟酸的清洗劑，也能夠有效去除晶圓裸片表面原本存在的氧化層。


圖1是現(xiàn)有技術晶圓裸片清洗后表面缺陷示意圖；圖2 圖3是現(xiàn)有技術晶圓裸片清洗后表面缺陷對后續(xù)形成的氧化層及氮化層的 影響示意圖；圖4是本發(fā)明晶圓清洗方法的一種實施方式流程圖；圖5 圖8是圖4所示晶圓清洗方法的一種實施例示意圖；圖9是第二清洗的進一步細化實施例流程圖。
具體實施例方式參照圖4所示，本發(fā)明晶圓清洗方法的一種實施方式包括步驟Si，對晶圓裸片進行第一清洗，所述第一清洗采用的清洗劑包括氨水+雙氧 水稀釋后的溶液以及鹽酸+雙氧水稀釋后的溶液的組合；步驟s2，在第一清洗之后，在晶圓裸片表面形成氧化層，所述氧化層的厚度小于或 等于50埃；步驟S3，繼續(xù)對具有氧化層的晶圓片進行第二清洗，所述第二清洗采用的清洗劑 包括含氫氟酸的清洗劑。上述晶圓清洗方法的實施方式中，首先對晶圓裸片進行的第一清洗可以采用現(xiàn)有 技術改進后的清洗方法，即采用不含氫氟酸的清洗劑組合，即包括氨水+雙氧水稀釋后的 溶液以及鹽酸+雙氧水稀釋后的溶液的組合。通過該清洗劑組合可以去除晶圓裸片表面除 氧化層外的其他污染物。然后在晶圓裸片表面形成氧化層，該氧化層的作用是作為犧牲層 以消耗后續(xù)的第二清洗的清洗劑中的氫氟酸。由此，后續(xù)第二清洗的清洗劑中的氫氟酸在 經(jīng)過了與該氧化層以及晶圓裸片原本存在的氧化層反應而消耗后，幾乎就不會再對于晶圓 裸片本身產(chǎn)生腐蝕，從而也可以避免由于腐蝕而產(chǎn)生的反應物殘留于晶圓裸片表面而產(chǎn)生 缺陷。同時，晶圓裸片原本存在的氧化層也被氫氟酸去除，因而取得了較好的清洗效果。以下結合附圖對上述晶圓清洗方法進一步舉例說明。參照圖5所示，在清洗之前，晶圓裸片100表面可能存在有機污染物101、金屬污染 物102以及氧化層103等影響后續(xù)器件工藝質(zhì)量的污染物，因此需要將這些污染物去除以 保證后續(xù)器件工藝的質(zhì)量。首先，采用不含氫氟酸的清洗劑組合對所述晶圓裸片100表面 進行第一清洗。所述清洗劑組合可以包括氨水+雙氧水稀釋后的溶液以及鹽酸+雙氧水稀 釋后的溶液。此處僅為舉例，并非用以限定，氨水+雙氧水稀釋后的溶液中NH3 H2O2 H2O 的質(zhì)量比可以為1 1 2 50 200，而鹽酸+雙氧水稀釋后的溶液中HCl H2O2 H2O 的質(zhì)量比可以為1 1 50 200。經(jīng)過所述第一清洗，晶圓裸片100表面的大部分有機 污染物101及金屬污染物102就會被去除，而剩余的氧化層103則可通過后續(xù)的第二清洗 進行去除。參照圖6所示，在第一清洗之后，在所述晶圓裸片100表面形成氧化層104。形成氧 化層104的方法可以采用熱氧化。例如，將所述晶圓裸片100置于爐管中的氧化氛圍中，并 升溫進行氧化反應，在所述晶圓裸片100表面形成氧化層104。所述反應溫度可以為700 850°C。所述氧化層104的厚度既要考慮不能過薄，以避免或減少后續(xù)第二清洗對晶圓裸片 100本身產(chǎn)生的腐蝕和表層缺陷殘存，也要考慮不能過厚，減少不必要的浪費。此處僅為舉 例，并非用以限定，所述氧化層104的厚度可以小于或等于50埃(A),例如所述氧化層104 的厚度為50埃。參照圖7所示，在形成氧化層104后，進行第二清洗。所述第二清洗采用含氫氟酸 的清洗劑組合。參照圖9所示，所述第二清洗可以包括四步清洗步驟步驟s31，以稀釋的硫酸清洗具有氧化層的晶圓片；步驟s32，以稀釋的氫氟酸清洗所述晶圓片；步驟s33，以氨水+雙氧水稀釋后的溶液清洗所述晶圓片；步驟s34，以鹽酸+雙氧水稀釋后的溶液清洗所述晶圓片。具體地說，首先，以120 150°C的稀釋后的熱硫酸清洗具有氧化層的晶圓片100。 此處僅為舉例，并非用以限定，稀釋的硫酸中H2SO4 H2O的質(zhì)量比可以為4 6 1。清洗 的時間可以為5 10分鐘。接著，以25 30°C的稀釋后的氫氟酸繼續(xù)清洗所述晶圓片100。此處僅為舉例， 并非用以限定，稀釋的氫氟酸中HF H2O的質(zhì)量比可以為1 200 400。清洗的時間可 根據(jù)氧化層厚度計算，且由于有所述氧化層104作為犧牲層，因而此處以稀釋后的氫氟酸 清洗的時間可以稍長，例如，參考氧化層104的厚度可以50%的過蝕刻率來確定清洗時間。然后，以25 30°C的氨水+雙氧水稀釋后的溶液繼續(xù)清洗所述晶圓片100。此處 僅為舉例，并非用以限定，氨水+雙氧水稀釋后的溶液中NH3 H2O2 H2O的質(zhì)量比可以為 1 1 2 50 200。清洗的時間可以為5 10分鐘。最后，以25 30°C的鹽酸+雙氧水稀釋后的溶液繼續(xù)清洗所述晶圓片100。此處 僅為舉例，并非用以限定，鹽酸+雙氧水稀釋后的溶液中HCl H2O2 H2O的質(zhì)量比可以為 1:1: 50 200。清洗的時間可以為5 10分鐘。至此，參照圖8所示，獲得清洗后的晶圓100。綜上所述，通過采用不含氫氟酸的清洗劑的第一清洗，先對晶圓裸片表面進行初 步清洗，隨后在晶圓裸片表面形成氧化層作為犧牲層，即該氧化層的作用在于消耗第二清 洗中的清洗劑中的氫氟酸，從而可以減少或者避免氫氟酸使得晶圓裸片表面產(chǎn)生的缺陷。 并且，由于第二清洗采用了含氫氟酸的清洗劑，也能夠有效去除晶圓裸片表面原本存在的
氧化層。雖然本發(fā)明已以較佳實施例披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領域技術 人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動與修改，因此本發(fā)明的保護范圍應 當以權利要求所限定的范圍為準。
權利要求
1.一種晶圓清洗方法，其特征在于，包括對晶圓裸片進行第一清洗，所述第一清洗采用的清洗劑包括氨水+雙氧水稀釋后的溶 液以及鹽酸+雙氧水稀釋后的溶液的組合；在第一清洗之后，在晶圓裸片表面形成氧化層，所述氧化層的厚度小于或等于50埃；繼續(xù)對具有氧化層的晶圓片進行第二清洗，所述第二清洗采用的清洗劑包括含氫氟酸 的清洗劑。
2.如權利要求1所述的晶圓清洗方法，其特征在于，氨水+雙氧水稀釋后的溶液中 NH3 H2O2 H2O 的質(zhì)量比為 1 1 2 50 200。
3.如權利要求1所述的晶圓清洗方法，其特征在于，鹽酸+雙氧水稀釋后的溶液中 HCl H2O2 H2O 的質(zhì)量比為 1 1 50 200。
4.如權利要求1所述的晶圓清洗方法，其特征在于，形成氧化層采用爐管熱氧化的方 法，反應溫度為700 850°C。
5.如權利要求1所述的晶圓清洗方法，其特征在于，所述氧化層的厚度為50埃。
6.如權利要求1所述的晶圓清洗方法，其特征在于，所述第二清洗包括以稀釋的硫酸清洗具有氧化層的晶圓片；以稀釋的氫氟酸清洗所述晶圓片；以氨水+雙氧水稀釋后的溶液清洗所述晶圓片；以鹽酸+雙氧水稀釋后的溶液清洗所述晶圓片。
7.如權利要求6所述的晶圓清洗方法，其特征在于，稀釋的硫酸中H2SO4 H2O的質(zhì)量 比為4 6 1，溫度為120 150°C。
8.如權利要求7所述的晶圓清洗方法，其特征在于，所述稀釋的硫酸清洗的時間為5 10分鐘。
9.如權利要求6所述的晶圓清洗方法，其特征在于，稀釋的氫氟酸中HF H2O的質(zhì)量 比為1 200 400，溫度為25 30°C。
10.如權利要求6所述的晶圓清洗方法，其特征在于，氨水+雙氧水稀釋后的溶液中 NH3 H2O2 H2O的質(zhì)量比為1 1 2 50 200，溫度為25 30°C。
11.如權利要求10所述的晶圓清洗方法，其特征在于，所述氨水+雙氧水稀釋后的溶液 清洗的時間為5 10分鐘。
12.如權利要求6所述的晶圓清洗方法，其特征在于，鹽酸+雙氧水稀釋后的溶液中 HCl H2O2 H2O的質(zhì)量比為1 1 50 200，溫度為25 30°C。
13.如權利要求12所述的晶圓清洗方法，其特征在于，所述鹽酸+雙氧水稀釋后的溶液 清洗的時間為5 10分鐘。
全文摘要
一種晶圓清洗方法，包括對晶圓裸片進行第一清洗，所述第一清洗采用的清洗劑包括氨水+雙氧水稀釋后的溶液以及鹽酸+雙氧水稀釋后的溶液的組合；在第一清洗之后，在晶圓裸片表面形成氧化層，所述氧化層的厚度小于或等于50埃；繼續(xù)對具有氧化層的晶圓片進行第二清洗，所述第二清洗采用的清洗劑包括含氫氟酸的清洗劑。所述晶圓清洗方法可以減少或者避免在晶圓裸片表面產(chǎn)生缺陷。并且，能夠取得較好的清洗效果。
文檔編號H01L21/316GK102074453SQ20091019922
公開日2011年5月25日 申請日期2009年11月20日 優(yōu)先權日2009年11月20日
發(fā)明者劉煥新, 盧炯平 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司