[发明专利]一种改善工艺副产物凝结缺陷的晶圆净化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于半导体晶圆的净化方法，更具体地，涉及一种改善半导体晶圆刻蚀或离子注入工艺的副产物产生凝结缺陷的晶圆净化方法。

背景技术

随着集成电路工艺的发展以及关键尺寸按比例缩小，各种工艺的工艺窗口越来越小，比如离子注入的深度，剂量甚至形貌等等。同时，需要注入的离子的性质也千差万别，有很多离子具有较强的扩散性。离子注入过程会对光阻产生较强的物理作用力，导致光阻中一些易挥发物质残留在晶圆表面，比如NH3等。离子注入后晶圆上诸如NH3等的副产物残留，在晶圆等待清洗时，由于等待时间过长，会与空气中的水汽等反应，形成凝结物缺陷，对后续工艺实施及良率造成不利影响。此外，在对例如55纳米逻辑产品进行通孔、连接孔或多晶硅侧壁刻蚀时，刻蚀产生的副产物发生残留，也会在清洗工艺由于等待时间过长，与空气中的水反应产生凝结物缺陷，此类缺陷将挡住后续金属的填充，特别是多晶硅侧壁刻蚀的副产物残留产生的凝结物缺陷，将阻挡正常的离子注入，造成产品异常的离子注入形貌，导致最终的器件甚至良率失效，造成损失。

上述缺陷很大几率在清洗步骤后是无法去除干净的，将对良率造成极大影响。针对此类刻蚀或离子注入后晶圆表面副产物残留产生的凝结物缺陷，目前主要是通过控制晶圆在刻蚀或离子注入后到清洗之间的等待时间，来避免凝结物缺陷的出现。但是，由于在线生产中存在各种突发状况，其等待时间难以控制；同时，在某些极端情况下，即使等待时间控制得很好，也会随机出现此类缺陷。另外一种常用的方式是通过增加后续清洗步骤的清洗时间，来去除刻蚀或离子注入后副产物与水反应产生的凝结物。此种方式同样会降低生产率，而且很难清洗干净，这将对良率产生很多影响。所以，以上方式均存在很大的弊端。

如何能够在晶圆清洗之前去除刻蚀或离子注入产生的副产物，或即使副产物没有得到完全去除，也能在等待清洗时避免与水反应形成凝结物缺陷，成为当前迫切需要解决的重要课题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种改善工艺副产物凝结缺陷的晶圆净化方法，在对所述晶圆进行刻蚀或离子注入工艺后、清洗步骤之前，对所述晶圆进行前置净化处理，通过先向放入净化腔并处于旋转状态的所述晶圆的上表面喷射高于室温且形成旋流状态的净化气体，并通过调整所述净化气体与所述晶圆之间的喷射距离、喷射角度、喷射位置及喷射流量，使所述晶圆粘附的工艺副产物发生松动，在所述净化气体的携带下从所述晶圆分离抽出，再通过向所述晶圆的上表面喷射低于室温的净化气体，以降低残留的所述工艺副产物的反应活性，从而消除了所述工艺副产物在所述晶圆清洗之前的等待过程中与水反应产生凝结物缺陷的可能。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种改善工艺副产物凝结缺陷的晶圆净化方法，其特征在于，所述晶圆净化方法在对所述晶圆进行刻蚀或离子注入工艺后的清洗步骤之前实施，包括以下步骤：

步骤一：提供经刻蚀或离子注入工艺后的所述晶圆，将所述晶圆放入净化腔，并使所述晶圆处于旋转状态；

步骤二：向所述晶圆的上表面喷射高于室温的氮气或惰性气体作为净化气体，利用所述净化气体散发的热能，使所述晶圆粘附的刻蚀或离子注入工艺副产物具有较高活性，并利用所述晶圆的旋转作用，使所述净化气体在所述晶圆表面形成旋流状态，可流经整个晶圆的表面，使全部的晶圆图形结构所粘附的工艺副产物都接触到净化气体；同时，调整所述净化气体与所述晶圆之间的喷射距离、喷射角度、喷射位置及喷射流量，对所述晶圆的上表面施以变化的冲击作用，以将所述晶圆粘附的所述工艺副产物从所述晶圆分离；

步骤三：将所述净化腔内悬浮的所述净化气体及其携带的自所述晶圆分离的所述工艺副产物抽出所述净化腔；

步骤四：继续向所述晶圆的上表面喷射低于室温的气态或液态氮气或惰性气体作为净化气体，利用所述净化气体的低温吸热能力，对残留的所述工艺副产物进行降温处理，使所述工艺副产物的反应活性尽可能降低至最低，以消除残留的所述工艺副产物在所述晶圆清洗之前与水反应产生凝结物缺陷的可能，并在所述晶圆清洗前保留此状态。