本发明涉及晶片的清洗技术,特别是一种硅晶圆片的清洗方法。
背景技术:
1、随着超大规模集成电路的发展、集成度的不断提高以及线宽的不断减小,对硅片表面的洁净度及表面状态的要求也越来越高。要得到高质量的半导体器件仅仅除去硅片表面的沾污已不再是最终的要求。在清洗过程中造成的表面化学态、氧化膜厚度、表面粗糙度等已成为同样重要的参数。目前,由于清洗不佳引起的器件失效已超过集成电路制造中总损失的一半,要得到高质量的半导体器件,硅片必须具有非常洁净的表面。超洁净表面是指不存在粒子、金属、有机物及水分等污染物和自然氧化膜,具有原子级的平整度,表面悬挂键以氢为终端实现硅表面稳定化。当然,完全洁净的硅片表面是不存在的,但是超大规模集成电路的发展,要求硅片表面要尽可能地达到完全洁净。因此,单晶硅晶圆片经抛光后的清洗技术一直是产业及学术界研究的热点。
2、单晶硅晶圆片经抛光后表面会吸附抛光过程中产生的颗粒、油污、杂质等,清洗过程归根到底就是利用各种化学试剂和有机溶剂伴以兆声、加热、抽真空等物理措施,在一定条件下发生化学反应或溶解作用,进行硅表面化学脱附和物理脱附,然后用大量高纯水、冷去离子水冲洗,从而获得洁净表面的过程。
3、目前行业中,由美国无线电公司(rca)的w.kern和d.puotinen于20世纪60年代提出,首次发表于1970年的 rca标准清洗法是一种典型的、至今仍为最普遍使用的湿式化学清洗法。该清洗法中主要采用sc-1(nh4oh/h2o2 /h2o)清洗液的氧化和腐蚀作用将附着在硅片表面的颗粒脱附,去除表面粒子;采用sc-2(hcl/h2o2/h2o)清洗液去除硅片表面的金属沾污。该方法主要局限性为:在高温下大量使用化学品和超纯水,如果sc-1清洗液作用一般会影响硅片表面有机杂质去除效果,而如果sc-1清洗液作用过强会造成硅片表面粗糙度过大,同样可能造成清洗后硅片表面易吸附颗粒,造成颗粒超标。近年来,科研人员研发了许多表面活性剂、有机酸碱、悬浮剂等为主要成分的新型清洗剂,但并未完全克服rca清洗法的局限性从而取代该方法。
技术实现思路
1、本发明是在原rca清洗工艺的基础上研发的一种新的晶片的清洗方法。本方法突破传统rca清洗的局限性,保证硅片的表面颗粒、金属离子、表面状态质量均达到技术要求。通过采取在原始的rca(sc-1)清洗的工艺基础上稀释化学品的浓度,并加入平行于硅片方向的磁场,在保持硅片清洗作用不变的条件下加强清洗液对硅片吸附颗粒的脱附作用,从而减少化学品的使用并加强去除有机沾污,特别是去除硅片表面小颗粒的作用。
2、本发明提供一种晶片的清洗方法,所述方法包括如下次序的步骤:
3、s1: 在第一、第二清洗槽内分别注入清洗液,并在槽体外侧施加电磁场,磁场方向平行于硅片表面;
4、s2:机械手将硅片放入第一清洗槽,开始清洗,清洗10~20分钟后开启磁场,持续时间3~5分钟;
5、s3:机械手将硅片从第一清洗槽内取出,放入第二清洗槽内,兆声清洗10~20分钟;
6、s4:在硅片进入第二清洗槽中开始清洗10~20分钟后开启磁场,持续时间3~5分钟;
7、s5:硅片进入干燥机进行干燥环节;
8、s6:最后进行硅片表面颗粒检测。
9、优选地,磁场强度可调,磁场强度与溶液浓度呈正相关关系,范围为0.15-0.25t。
10、优选地,第一清洗槽清洗液为稀释后的sc1清洗液,其化学比是氢氧化铵:过氧化氢:去离子水为1:3:50,温度为45~55℃,磁场强度与溶液温度呈正相关关系;
11、优选地,针对不同的清洗环节,清洗槽可更换。
12、优选地,针对不同的清洗环节,清洗液可更换。
13、优选地,针对不同的清洗环节,清洗时间、磁场强度设定值不同;
14、其中清洗时间、磁场强度在控制模组中设定。
15、本发明所产生的有益效果是:通过在清洗槽外施加可变强度的磁场,实现了有效地去除有机物、金属离子、小颗粒的沾污以及有蜡抛光后的蜡残留,又降低了化学品的使用量,达到了提高产品品质,降低成本的目的。经实验后的检测数据证明,采取本工艺生产的硅片,均满足甚至高于产品的各项技术参数指标,从而较好地克服了传统rca清洗的局限性。
16、
1.一种晶片的清洗方法,其特征在于,包括第一清洗槽、第二清洗槽、磁场发生装置、控制模块,其中所述方法包括如下步骤:
2.如权利要求1所述的清洗方法,其特征在于:所述磁场强度可调,范围为0.15-0.25t,磁场强度与溶液浓度、温度呈正相关关系。
3.如权利要求1所述的清洗方法,其特征在于:所述第一清洗槽清洗液为稀释后的sc1清洗液,其化学比是氢氧化铵:过氧化氢:去离子水为1:3:50,温度为45~55℃。
4.如权利要求1所述的清洗方法,其特征在于:所述清洗槽可更换。
5.如权利要求1所述的清洗方法,其特征在于:所述清洗液可更换。
6.如权利要求1所述的清洗方法,其特征在于:所述清洗时间、磁场强度在控制模组中设定。