[发明专利]半导体晶片清洗方法

说明书

技术领域

本发明属于半导体制造技术领域，尤其涉及一种利用湿法清洗工艺对半导体晶片表面的颗粒进行清洗的方法。

背景技术

集成电路（IC）制作过程包括前段工艺和后段工艺，无论在前段工艺还是后段工艺中都不可避免的存在各种环境对硅片造成污染的情况。由于集成电路内各元件及连线相当微细，因此制造过程中，如果遭到污染，很容易造成晶片内电路功能的损坏，导致集成电路的失效。根据污染物发生的情况，大致可将污染物分为颗粒、有机物、金属污染物及氧化物。

1)颗粒，颗粒主要是一些聚合物、光致抗蚀剂和蚀刻杂质等。通常颗粒会粘附在硅片表面，容易影响下一工序几何特征的形成及电特性。对颗粒的去除方法主要以物理或化学的方法对颗粒进行底切，逐渐减小颗粒与硅表面的接触面积，最终将其去除。

2)有机物杂质，有机物杂质在IC制造过程中以多种形式存在，如人的皮肤油脂、净化室空气、机械油、硅树脂真空脂、光致抗蚀剂、清洗溶剂等。每种污染物对IC制程都有不同程度的影响，有机物杂质通常会在晶片表面形成有机物薄膜，阻止清洗液到达晶片表面，因此有机物的去除常常在清洗工序的第一步进行。

3)金属污染物，IC电路制造过程中采用金属互连材料将各个独立的器件连接起来，首先采用光刻、蚀刻的方法在绝缘层上制作接触窗口，再利用蒸发、溅射或化学气相沉积（CVD）形成金属互连膜，如Al-Si，Cu等，通过蚀刻产生互连线，然后对沉积介质层进行化学机械抛光（CMP）。在形成金属互连的同时，也会产生各种金属污染。这种沾污会破坏薄氧化层的完整性，增加漏电流密度，影响金属氧化物半导体（MOS）器件的稳定性，重金属离子会增加暗电流，造成结构缺陷或雾状缺陷。

4)自然氧化物及化学氧化物，硅原子非常容易在含氧气及水的环境下氧化形成氧化层，称为自然氧化层。硅晶圆经过SC-1和SC-2溶液清洗后，由于双氧水的强氧化性，在晶圆表面上会生成一层化学氧化层。为了确保栅极氧化层的品质，此表面氧化层必须在晶圆清洗过后加以去除。另外，在集成电路（IC）工艺中沉积的氮化硅、二氧化硅等氧化物也要在相应的清洗过程中有选择的去除。

综上所述，在整个芯片制作过程中，几乎每道工序都涉及到清洗工艺，而且集成电路的集成度越高，制造工序越多，所需的清洗工序也越多，因此清洗工艺在芯片制作过程中扮演着重要的角色。清洗工艺就是在不破坏晶圆表面特性及电特性的前提下，有效地清除残留在晶圆上的颗粒、微尘、金属离子及有机物杂质。

如今晶片在投料后进生产线时会进行打标（wafer mark）处理，打标后会产生一些尺寸较大的颗粒（particle），这些颗粒通常会达到几微米，对产品良率影响比较大，因此需要对晶片进行清洗。目前去除晶片表面颗粒的清洗方法通常是采用擦片（scrubber）方式进行清洗，它主要是利用物理原理及物理作用来清洗晶片，而不使用化学品来处理清洗。如图1所示，采用擦片方式清洗晶片时，将晶片夹持在擦片机的旋转台10上，旋转台10夹持晶片高速旋转，利用特殊有弹性、低污染的特氟龙（Teflon）刷子11将高速旋转的晶片来回刷洗，同时喷水管12向晶片表面喷射去离子水（DIW），用去离子水清洗晶片表面并将颗粒冲洗干净，一定时间后，甩干即可达到去除颗粒的效果。擦片清洗的特点是单纯用去离子水冲洗，不会有任何化学反应的影响。

但是进行擦片清洗时，由于晶片随旋转台高速旋转，去离子水在接触到晶片表面时会产生静电，如果压力控制不好容易造成晶片中心区域损伤。

发明内容

本发明的目的在于提供一种晶片清洗方法，以解决现有清洗方法因旋转离心力和静电导致晶片中心区域容易损伤的问题，从而提高半导体器件的良率。

为了实现上述目的，本发明采取如下的技术解决方案：

半导体晶片清洗方法，用于清洗附着于半导体晶片表面的颗粒，包括以下步骤：

步骤一、将晶片竖直放入第一清洗槽中，喷水管从晶片上方对晶片进行喷淋冲洗，直至水浸没晶片时将水全部排空；

步骤二、将晶片竖直放入第二清洗槽中浸泡，向第二清洗槽内补水直至水向外溢出；

步骤三、将晶片竖直放入第三清洗槽中，采用异丙醇蒸汽干燥工艺对晶片进行干燥。

优选的，步骤一和步骤二中用的水为去离子水。

优选的，步骤一中水的温度为60～90摄氏度。

优选的，步骤一中水的温度为60摄氏度。

优选的，步骤二中水的温度为20～40摄氏度。

优选的，步骤一中将水排空后，继续循环进行喷水管从晶片上方对晶片进行喷淋冲洗，直至水浸没晶片时将水全部排空的过程。