[发明专利]用于半导体清洗设备中的晶圆清洗方法及半导体清洗设备

说明书

本发明实施例公开了一种用于半导体清洗设备中的晶圆清洗方法及半导体清洗设备，所述方法包括：根据预设的工艺配方，判断当前清洗步骤是否需要进行兆声波清洗，如果判断结果为是，则根据所述工艺配方，确定所述当前清洗步骤对应的兆声波清洗模式，所述兆声波清洗模式包括兆声波调制周期以及与所述兆声波调制周期对应的兆声波占空比，执行所述当前清洗步骤，在根据所述工艺配方向晶圆表面输送清洗液的同时，根据确定的所述兆声波清洗模式向所述晶圆传输兆声波。通过本方法，可以在实现对晶圆的清洗的同时，避免对晶圆造成损伤。

技术领域

本发明涉及半导体设备技术领域，尤其涉及一种用于半导体清洗设备中的晶圆清洗方法及半导体清洗设备。

背景技术

在半导体制程进入后道，金属层间通过介质层和阻挡层相互分隔，在需要金属连接的地方通过光刻、刻蚀形成连通通孔，称为via孔，via孔中填充金属以实现不同金属层间的连通。无论是金属层还是via孔的形成，均需要进行刻蚀步骤。在每层金属填充前均需要对刻蚀或热处理后的残渣进行清洁以及对沟槽侧壁、边角的损坏进行修复，随着半导体技术的发展，晶体管尺寸的不断缩小，后道互连清洗需要解决的关键问题是如何实现先进制程中涉及的高和极高深宽比的通孔(SuperVia)的清洗。

随着集成电路制程的不断发展，影响芯片良率的颗粒也越来越小，颗粒越小则越难清洗；同时，65nm及以下芯片的栅电极与电容结构越来越脆弱，所以在清洗中避免损伤芯片微结构的难度也在不断加大。以40nm后道Cu互连清洗为例，现有的清洗工艺步骤为EKC575+DIW+UDHF+DIW+N₂，分别用于去除刻蚀残留和副产物、氧化层、去除晶圆表面的EKC575、进行介质层微刻蚀、清洗UDHF残留以及N₂干燥。

通过上述化学药液采用溶解、反应的方式来去除晶圆表面的刻蚀残留。很显然对于具有高和极高深宽比的通孔结构的清洗，上述方式无法将去除后的残留物质从孔状结构中带出，且会造成晶圆表面的损伤。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种用于半导体清洗设备中的晶圆清洗方法及半导体清洗设备，以解决现有技术中在对晶圆进行清洗时，存在的无法有效去除晶圆的通孔结构中的颗粒污染物，以及在清洗过程中对晶圆表面造成损伤的问题。

为解决上述技术问题，本发明实施例是这样实现的：

第一方面，本发明实施例提供的一种用于半导体清洗设备中的晶圆清洗方法，包括：

预设清洗工艺与工作模式的对应关系，所述工作模式包括调制周期以及与所述调制周期对应的预设占空比；

根据预设的工艺配方，判断当前清洗步骤是否需要进行兆声波清洗；

如果判断结果为是，则根据所述工艺配方，确定所述当前清洗步骤对应的兆声波清洗模式，所述兆声波清洗模式包括兆声波调制周期以及与所述兆声波调制周期对应的兆声波占空比；

执行所述当前清洗步骤，在根据所述工艺配方向晶圆表面输送清洗液的同时，根据确定的所述兆声波清洗模式向所述晶圆传输兆声波。

兆声波调制周期的取值范围为100微秒至100毫秒，所述兆声波占空比的取值范围为30％至8％。

可选地，所述兆声波清洗模式包括：

模式一：所述兆声波调制周期分为多个时长相同的阶段，每个所述阶段对应相同的兆声波占空比；

模式二：所述兆声波调制周期分为多个阶段，所述阶段的时长依次递减，每个所述阶段对应相同的兆声波占空比；

模式三：所述兆声波调制周期分为多个阶段，所述阶段的时长依次递减，所述阶段对应兆声波占空比也依次递减。

可选地，所述兆声波清洗模式包括：