专利名称：晶圆的清洗方法
技术领域：
本发明涉及一种晶圆的清洗方法。
背景技术：
在半导体器件的制造工艺中，清洗是其中最重要和最频繁的步骤之一。一般来说， 晶圆在存储、装载和卸载的过程中，以及半导体器件的整个制造工艺中，通常都会在晶圆上 留下污染物，如颗粒物，金属离子，有机物等。因此，需要采用清洗的步骤来避免晶圆上残留 微量离子和金属等。而对于不同的污染物需要采用不同的清洗方法。有机杂质污染可通过有机溶剂的 溶解作用，结合超声波清洗技术来去除；颗粒物污染可以运用物理的方法如机械擦洗或超 声波清洗技术来去除粒径> 0. 4μπι的颗粒，利用兆声波可去除> 0. 2μπι的颗粒。申请号 为03819420. 1的中国专利申请中就公开了一种采用含水基和低温清洗技术组合的半导体 晶圆表面的化学机械研磨后的清洗方法，包括采用含水基的清洗方法清洗表面，至少局部 干燥表面，以及随后采用(X)2低温清洗方法清洗表面。该方法能够从疏水性的、由单独采用 含水基清洗技术难以清洁的表面上，去除所述的污染物。目前业界最广泛采用的清除污染物的方法是使用SCl清洗液(ΝΗ4ΟΗ/Η2Ο2/Η2Ο = 1:1: 5)和SC2清洗液(HCL/H202/H20 = 1 1 6)，不仅能去除有机物和颗粒污染，也 能够更好的去除金属离子污染。另外，业界通常采用SPM清洗液(H2S04/H2& = 4 1)或 DHF清洗液(HF/H20 = 1 50)专门清洗晶圆上的颗粒物。虽然，目前的清洗方法能去除晶圆上的大量污染物，但是由于晶圆在经过多次清 洗之后，晶圆会带有疏水性，其上的氧化硅颗粒极不容易去除。去除此类微小颗粒物的方 法，必须增加晶圆的亲水性或清洗液的静电应力，使微小颗粒物与晶圆分离，形成停留在清 洗液中的颗粒。这个问题在尺寸小于45nm的工艺上，将更加突显。将晶圆表面尺寸小于 45nm的微小颗粒同时去除，以提高晶圆的质量，仍然是极需解决的问题。
发明内容
本发明解决的问题是提供一种晶圆的清洗方法，防止晶圆上残留微小颗粒，使晶 圆质量下降。为解决上述问题，本发明一种晶圆的清洗方法，包括将带有颗粒物的晶圆放入清 洗槽内；将晶圆与清洗槽内的电极平行放置，并连接至同一电源；利用外加电场的作用，将 晶圆上颗粒物与晶圆分离。可选的，所述晶圆置于清洗槽内的方式为垂直方式或水平方式。可选的，所述晶圆在清洗槽内作为阳极，阴极材料为钼或其它耐热金属。可选的，所述清洗槽内所加电流为直流电或交流电或脉冲电流，电压为小于等于 10V。可选的，所述清洗槽内的溶液是SCl、SC2、SPM或DHF。
可选的，所述清洗槽内的温度为15°C 100°C。可选的，所述晶圆放入清洗池内加电流进行反应去除颗粒物的时间为10秒 30 分。可选的，所述颗粒物包含硅或硅的氧化物。可选的，所述颗粒物的尺寸小于45nm。与现有技术相比，本发明具有以下优点将晶圆放入清洗溶液内，并向晶圆和电极 上加电流，使晶圆与电极之间产生电场，增强颗粒物与溶液内离子的结合能力，即在外加电 场的作用下，硅的氧化物颗粒附着于溶液的氢离子，硅颗粒附着于氢氧根离子，使颗粒物与 晶圆分离，形成停留在清洗液中的颗粒，达到清洗晶圆各个面的最佳效果，进而能使晶圆的 质量提高。
图1是本发明清洗晶圆的具体实施方式
流程图；图2至图3是本发明清洗晶圆的第一实施例示意图；图4至图5是本发明清洗晶圆的第二实施例示意图。
具体实施例方式现有清洗方法虽然能去除晶圆上的大量污染物，但是对于尺寸小于45nm的微小 颗粒却无法同时去除。尤其是微小的氧化硅颗粒，由于颗粒与硅晶圆之间的强附着力与晶 圆的疏水性，极不易清除。本发明为了解决上述问题，提出了新的清洗晶圆的方法，具体流程如图1所示，执 行步骤S11，将带有颗粒物的晶圆放入清洗槽内。所述颗粒物包含硅或硅的氧化物，颗粒物的尺寸小于45nm。所述颗粒物可以位于 晶圆基底面或晶圆基底相对面或晶圆侧面。所述清洗槽内注入的溶液是SCI、SC2、SPM或DHF。执行步骤S12，将晶圆与清洗槽内的电极平行放置，并连接至同一电源。由于晶圆为半导体材质，因此可以作为连通电路的一个电极，具体可以作为阳极； 另一个电极的材料可以是钼或其它耐热金属。执行步骤S13，利用外加电场的作用，将晶圆上颗粒物与晶圆分离。通过电源向晶圆和电极加压，所加电压为小于等于IOV0本发明将晶圆放入SCl、SC2、SPM或DHF内，并向晶圆和电极上加电流，使晶圆与电 极之间产生电场，增强颗粒物与SC1、SC2、SPM或DHF内电离的离子的结合能力，即在外加电 场的作用下，硅的氧化物颗粒附着于溶液的氢离子，硅颗粒附着于氢氧根离子，使颗粒物与 晶圆表面分离，形成停留在清洗液中的颗粒，达到清洗晶圆的最佳效果，进而能使晶圆的质量提高。下面结合附图对本发明的具体实施方式
做详细的说明。实施例1图2至图3是本发明清洗晶圆表面的第一实施例示意图。在半导体器件的整个制 造工艺中，由于刻蚀工艺中刻蚀溶液与膜层反应或刻蚀气体与膜层反应、沉积工艺中气体之间反应或气体与膜层反应、电镀工艺中电镀液与膜层反应、光刻工艺中光刻胶去除不完 会等原因，通常会在晶圆上留下污染物，如颗粒物，金属离子，有机物等，尤其还会在晶圆表 面产生一些如图2所示的微小颗粒物207。由于这种尺寸小于45nm的微小颗粒物207采用 常规的清洗方式(如SCl或SC2清洗)无法去除。因此如图2所示，将表面带有微小颗粒 物207的晶圆200放入清洗槽208内，所述清洗槽208内放置有与清洗槽208底部垂直的 电极210，晶圆200与电极210平行放置且接入同一电源；其中，晶圆200接阳极，电极210 为阴极，电极210的材料为钼或其它耐热金属。所述清洗槽208内有SCI、SC2、SPM或DHF 溶液。所述清洗槽208可以直接采用电镀槽，在其中注入所需溶液即可。如图3所示，通过电源加电压，使连接晶圆200和电极210的电路内产生电流，并 且在晶圆200和电极210之间产生电场，以增强清洗液内氢离子或氢氧根离子吸附微小颗 粒物207的力量，即使所述电场在清洗液内产生的静电力大于微小颗粒物207吸附晶圆200 的分子力；将晶圆200上的微小颗粒物207全部吸附至清洗液中的氢离子或氢氧根离子上。本实施例中，通过电源向晶圆200和电极210加电压，产生的电流为直流电，交流 电，或脉冲电流，所加电压为小于等于IOV0所述清洗槽内的温度为15°C 100°C。本实施例中，向电源加压使微小颗粒物207全部吸附至清洗液所需的时间为10秒 至30分。作为本实施例的一个实施，如图2所示，将带有微小颗粒物207的晶圆200放入充 满SCl溶液的清洗槽208内，所述SCl溶液的温度为25V ；清洗槽208内放置有与清洗槽 208底部垂直的电极210，晶圆200放置于SCl溶液清洗槽208内的位置为与电极210平行， 即垂直于清洗槽208底部。将晶圆200和电极210接于电源上，其中，晶圆200接阳极，电 极210接阴极。如图3所示，通过电源向晶圆200和电极210加IOV的电压，使连接晶圆200和电 极210的电路内产生电流，使清洗槽208内的SCl溶液电离成氢离子和氢氧根离子，并且在 晶圆200和电极210之间产生电场，以增强电离后的氢离子或氢氧根离子吸附微小颗粒物 207的力量，以使晶圆200上的微小颗粒物207全部吸附至氢离子或氢氧根离子上，即完全 清除晶圆200上的污染物，使清洗达到最佳效果。其中，向电源加压使微小颗粒物207全部 吸附至氢离子或氢氧根离子上所需的时间具体为10分。实施例2图4至图5是本发明清洗晶圆表面的第二实施例示意图。如图4所示，将表面带 有包含硅或硅的氧化物的微小颗粒物207的晶圆200放入清洗槽208内，所述清洗槽208 底部放置有电极210，晶圆200与电极210平行放置，晶圆200置于清洗槽208内的载置台 上；然后，将晶圆200与电极210通过电源连接成电路；其中，晶圆200接阳极，电极210为 阴极，电极210的材料为钼或其它耐热金属。所述清洗槽208内有SC1、SC2、SPM或DHF溶 液，且溶液的温度设定为15°C 100°C。所述清洗槽208可以直接采用电镀槽。如图5所示，通过电源加电压，所述电压小于等于IOV ；使连接晶圆200和电极210 的电路内产生电流，所述电流可以是直流电，交流电，或脉冲电流，并且在晶圆200和电极 210之间产生电场，以增强氢离子或氢氧根离子吸附微小颗粒物207的力量，将晶圆200上的微小颗粒物207全部吸附至氢离子或氢氧根离子上。本实施例中，通过电源向晶圆200和电极210加电压，使微小颗粒物207全部吸附 至氢离子或氢氧根离子上所需的时间为10秒至30分。作为本实施例的一个实施，如图4所示，将表面带有微小颗粒物207的晶圆200放 入充满SCl溶液的清洗槽208内，清洗槽208底部放置有电极210，晶圆200放置于SCl溶 液清洗槽208内的载置台上，且与电极210平行。将晶圆200和电极210接于电源上，其中， 晶圆200接阳极，电极210接阴极。如图5所示，通过电源向晶圆200和电极210加5V的电压20分钟，使连接晶圆 200和电极210的电路内产生电流，使清洗槽208内的SCl溶液电离成氢离子和氢氧根离 子，并且在晶圆200和电极210之间产生电场，以增强电离后的清洗液内离子吸附微小颗粒 物207的力量，以使晶圆200的微小颗粒物207全部吸附至清洗液内的离子上，即完全清除 晶圆200的污染物，使清洗达到最佳效果。虽然本发明已以较佳实施例披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术 人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应 当以权利要求所限定的范围为准。
权利要求
1.一种晶圆的清洗方法，其特征在于，包括 将带有颗粒物的晶圆放入清洗槽内；将晶圆与清洗槽内的电极平行放置，并连接至同一电源； 利用外加电场的作用，将晶圆上颗粒物与晶圆分离。
2.根据权利要求1所述晶圆的清洗方法，其特征在于，所述晶圆置于清洗槽内的方式 为垂直方式或水平方式。
3.根据权利要求1或2所述晶圆的清洗方法，其特征在于，所述晶圆在清洗槽内作为阳 极，阴极材料为钼或其它耐热金属。
4.根据权利要求3所述晶圆的清洗方法，其特征在于，所述清洗槽内所加电流为直流 电或交流电或脉冲电流，电压为小于等于IOV0
5.根据权利要求1所述晶圆的清洗方法，其特征在于，所述清洗槽内的溶液是SC1、 SC2、SPM 或 DHF。
6.根据权利要求5所述晶圆的清洗方法，其特征在于，所述清洗槽内的温度为15°C 100°C。
7.根据权利要求6所述晶圆的清洗方法，其特征在于，所述晶圆放入清洗池内加电流 进行反应去除颗粒物的时间为10秒 30分。
8.根据权利要求1所述晶圆的清洗方法，其特征在于，所述颗粒物包含硅或硅的氧化物。
9.根据权利要求8所述晶圆的清洗方法，其特征在于，所述颗粒物的尺寸小于45nm。
全文摘要
一种晶圆的清洗方法，包括将带有颗粒物的晶圆放入清洗槽内；将晶圆与清洗槽内的电极平行放置，并连接至同一电源；利用外加电场的作用，将晶圆上颗粒物与晶圆分离。本发明能使颗粒物与晶圆分离，形成停留在清洗液中的颗粒，达到清洗晶圆各个面的最佳效果，进而能使晶圆的质量提高。
文档编号B08B3/08GK102039288SQ20091019708
公开日2011年5月4日 申请日期2009年10月13日 优先权日2009年10月13日
发明者王津洲 申请人:中芯国际集成电路制造(上海)有限公司