改善小尺寸高深寬比結構的濕法工藝潤濕性的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于半導體集成電路制造設備領域，涉及一種改善小尺寸高深寬比結構的濕法工藝潤濕性的方法。
【背景技術】
[0002]在自然界中，物質以多種相態(tài)存在，其中包括固態(tài)和液態(tài)，當液態(tài)物質與固態(tài)物質接觸時，液態(tài)物質與固態(tài)物質之間產(chǎn)生表面張力作用，不同相態(tài)物質接觸時，由于表面張力的互相作用使得不同相態(tài)物質之間的接觸方式不同，例如固液相物質接觸，即有潤濕或者不潤濕狀態(tài)。
[0003]由于半導體制造過程中，有很多小尺寸結構和/或高深寬比結構，小尺寸結構比如55nm制程的后道互聯(lián)的通孔，其尺寸小于lOOnm，而高深寬比結構是指深寬比(深度:高度)大于5的結構。在半導體制造工藝中，濕法工藝包括濕法刻蝕以及濕法清洗，濕法刻蝕是指將一定數(shù)量的薄膜去除，而濕法清洗是將硅片表面雜質去除。
[0004]在濕法工藝中，液體對固體的潤濕性顯得非常重要，因為只有液體對固體完全潤濕，才能將結構中的雜質清洗掉，或者將需要去除的薄膜潤濕后刻蝕掉。然而隨著結構尺寸減小，和/或深寬比增大，液體對固體結構越來越難以潤濕，濕法藥液無法進入到小尺寸高深寬比結構的底部對其進行徹底清洗或刻蝕。
[0005]以深通孔(TSV)結構為例，深通孔(TSV)結構具有高深寬比，深通孔(TSV)結構被認為是實現(xiàn)3D芯片堆疊的關鍵技術之一。
[0006]TSV深通孔結構形成的過程是:首先在硅片表面上刻蝕出深通孔，接著淀積隔離介質膜，然后在通孔中填入需要的金屬，最后形成了 TSV深通孔結構。其中，在第一步通過刻蝕工藝形成深通孔后，深通孔內的光刻膠和刻蝕殘留聚合物需要去除，這就需要使用到濕法清洗工藝。然而當深通孔的深寬比(深度:高度)大于5時，藥液進入到通孔底部就會變得非常困難，因而無法達到將深通孔底部的刻蝕殘留聚合物去除的目的。
[0007]請參閱圖1，圖1為現(xiàn)有技術中TSV深通孔結構的結構示意圖；在硅襯底10上形成TSV深通孔結構20后，再淀積了一層薄的二氧化硅層，采用濕法藥液來去除通孔中的二氧化硅層。由圖1可以看出，在深度為37um，長度和寬度為5um的通孔中，此時TSV深通孔結構的深寬比約7:1，濕法藥液僅能進入到通孔約9um左右，而9um以下的區(qū)域的二氧化硅層30則無法去除。
[0008]請參閱圖2，圖2為現(xiàn)有的濕法工藝的流程示意圖，包括以下步驟:步驟S01、提供一半導體硅片，將硅片固定在硅片托架上，由托架帶動其旋轉；步驟S02、向硅片表面噴灑刻蝕或清洗藥液?’步驟S03、向硅片表面噴灑去離子水；步驟S04、對硅片進行干燥，并將硅片存放至硅片盒中。
[0009]此外，隨著半導體技術的不斷發(fā)展，芯片上關鍵尺寸的不斷減小，尤其是后道互連的通孔結構，尺寸小，深度大，如果互聯(lián)中刻蝕形成的通孔刻蝕后沒有清洗干凈，后續(xù)埋層淀積以及銅淀積都將受到影響，從而影響到整個芯片的工作效果或壽命。
[0010]因此，本領域技術人員亟需提供一種改善小尺寸高深寬比結構的濕法工藝潤濕性的方法，增加濕法藥液對小尺寸高深寬比結構的潤濕性，從而實現(xiàn)濕法藥液可以進入到小尺寸高深寬比結構的底部對其進行徹底的清洗。

【發(fā)明內容】

[0011]本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種改善小尺寸高深寬比結構的濕法工藝潤濕性的方法，增加濕法藥液對小尺寸高深寬比結構的潤濕性，從而實現(xiàn)濕法藥液可以進入到小尺寸高深寬比結構的底部對其進行徹底的清洗。
[0012]為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種改善小尺寸高深寬比結構的濕法工藝潤濕性的方法，包括以下步驟:
[0013]步驟S01、提供一半導體硅片，將硅片固定在硅片托架上，由所述托架帶動其旋轉；
[0014]步驟S02、向硅片表面噴灑低表面張力藥液，并持續(xù)第一噴灑時間；
[0015]步驟S03、使藥液浸漬硅片，并持續(xù)第一浸漬時間；
[0016]步驟S04、向硅片表面噴灑去離子水，并持續(xù)第二噴灑時間；
[0017]步驟S05、向硅片表面噴灑刻蝕或清洗藥液，并持續(xù)第三噴灑時間；
[0018]步驟S06、向硅片表面噴灑去離子水，并持續(xù)第四噴灑時間；
[0019]步驟S07、對硅片進行干燥，并將硅片存放至硅片盒中。
[0020]優(yōu)選的，步驟S02中，所述低表面張力藥液為甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、正丁醇、異丁醇、丙酮、甲基丙酮、丁酮中的一種。
[0021]優(yōu)選的，步驟S02中，硅片的轉速保持300?600轉/分鐘，第一噴灑時間為5?20秒。
[0022]優(yōu)選的，步驟S03中，硅片的轉速保持5?20轉/分鐘，第一浸漬時間為20?60秒。
[0023]優(yōu)選的，步驟S04中，硅片的轉速保持300?800轉/分鐘，第二噴灑時間為20?
40秒ο
[0024]優(yōu)選的，步驟S05中，所述刻蝕藥液為DHF、HF、HN03中的一種或幾種，所述清洗藥液為APM、DHF、SPM中的一種或幾種。
[0025]優(yōu)選的，步驟S05中，硅片的轉速保持100?500轉/分鐘。
[0026]優(yōu)選的，步驟S06中，硅片的轉速保持500?1000轉/分鐘，第四噴灑時間為30?90秒，所述去離子水溫度為20?70°C。
[0027]優(yōu)選的，步驟S07中，硅片干燥時的轉速保持1000?2500轉/分鐘，干燥時間不小于30秒。
[0028]優(yōu)選的，通入氮氣對硅片進行干燥工藝。
[0029]與現(xiàn)有的方案相比，本發(fā)明提供的改善小尺寸高深寬比結構的濕法工藝潤濕性的方法，解決了現(xiàn)有工藝過程中濕法藥液無法進入到小尺寸高深寬比結構的底部對其進行徹底清洗的問題，在現(xiàn)有工藝基礎上對小尺寸高深寬比結構進行預處理，對其表面噴灑并浸漬低表面張力藥液，增加濕法藥液對小尺寸高深寬比結構的潤濕性，從而使?jié)穹ㄋ幰嚎梢赃M入到小尺寸高深寬比結構的底部對其進行徹底的清洗，本發(fā)明提高了濕法工藝的效果，以確保后續(xù)工藝的有效性，從而提高了器件的電學性能以及生產(chǎn)良率。
【附圖說明】
[0030]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0031]圖1為現(xiàn)有技術中TSV深通孔結構的結構示意圖；
[0032]圖2為現(xiàn)有技術中濕法工藝的流程示意圖；
[0033]圖3為本發(fā)明改善小尺寸高深寬比結構的濕法工藝潤濕性的方法的流程示意圖。
[0034]圖中標號說明如下:
[0035]10、硅襯底；20、TSV深通孔結構；30、二氧化硅層。
【具體實施方式】
[0036]為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖對本發(fā)明的實施方式作進一步地詳細描述。本領域技術人員可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的【具體實施方式】加以實施或應用，本說明書中的各項細節(jié)也可以基于不同觀點與應用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進行各種修飾或改變。
[0037]上述及其它技術特征和有益效果，將結合實施例及附圖3對本發(fā)明的改善小尺寸高深寬比結構的濕法工藝潤濕性的方法進行詳細說明，圖3為本發(fā)明改善小尺寸高深寬比結構的濕法工藝潤濕性的方法的流程示意圖。
[0038]如圖3所示，本發(fā)明提供了一種改善小尺寸高深寬比結構的濕法工藝潤濕性的方法，包括以下步驟:
[0039]步驟S01、提供一半導體硅片，將硅片固定在硅片托架上，由所述托架帶動其旋轉；其中，硅片包括硅襯底以及硅襯底中的小尺寸高深寬比結構，本實施例中硅片包括硅襯底以及硅襯底中的TSV深通孔結構。
[0040]具體的，首先將硅片由機械手從硅片盒中取出