一种复合衬底清洗方法与流程

文档序号:37107995发布日期:2024-02-22 21:06阅读:153来源:国知局

本发明实施例涉及半导体制造,尤其涉及一种复合衬底清洗方法。


背景技术:

1、伴随半导体器件制造工艺的不断进步,半导体器件的体积变得越来越小,非常微小的杂质颗粒也可能影响半导体器件的制造和产品性能。因此,为减少半导体器件的制造缺陷,清洗工艺变得越来越重要,合理的清洗过程可以有效去除杂质颗粒,避免杂质颗粒对半导体器件制造的影响。

2、一方面,晶圆在切削和刻蚀等加工步骤后,晶圆的表面上的晶格处于破坏状态,呈现一层到几层的悬挂键(也称为不饱和键),该悬挂键的化学活性高,则该悬挂键极易与周围的分子或原子结合起来,形成吸附作用,且这种吸附(包括物理吸附和化学吸附)是不可避免的。另一方面,晶圆在切削和刻蚀等加工步骤后,在清洗过程中,晶圆的表面上的副产物部分会在清洗溶液中被氧化分解,晶圆的表面上的副产物部分会在纯水或清洗溶液中以带电胶体的形式存在,且该带电胶体物质极易吸附在晶圆的表面。

3、特定的,针对复合衬底的清洗工艺,由于复合衬底在切削和刻蚀等加工步骤后,复合衬底的各层材料间的界面动电势可能差异较大,或者,复合衬底的各层材料间的界面动电势正负相反。示例性地,复合衬底包括两层材料层,其中第一层材料层的界面动电势为正,第二层材料层的界面动电势为负,则界面动电势为正的带电胶体会吸附在第二层材料层上,界面动电势为正的带电胶体不会吸附在第一层材料层上。因此,只采用一种清洗溶液无法同时对该复合衬底的两层材料层进行清洗,带电胶体总会吸附在其中一层材料层上。若采用多种清洗溶液对该复合衬底的两层材料层进行清洗,则可能会引入其他的杂质颗粒,不利于该复合衬底的清洗效率。


技术实现思路

1、本发明实施例提供一种复合衬底清洗方法,在清洗前合理调节复合衬底的表面的界面动电势,避免清洗过程中带电胶体微粒的吸附,只采用一种清洗溶液即可实现复合衬底的清洗洁净效果,有效提高复合衬底的清洗效率。

2、本发明实施例提供了一种复合衬底清洗方法,包括:

3、提供复合衬底;其中,所述复合衬底包括基底和异质微结构;

4、采用满足预设电离率条件的气体,分别调节所述基底的表面的界面动电势和所述异质微结构的表面的界面动电势;

5、采用清洗溶液,对所述复合衬底进行清洗;其中,所述复合衬底的表面上包括副产物,至少部分所述副产物在所述清洗溶液中形成带电胶体微粒,且在所述清洗溶液中,所述基底的表面的界面动电势、所述异质微结构的表面的界面动电势与所述带电胶体微粒的界面动电势相同。

6、可选地,所述基底的表面具有第一悬挂键,所述异质微结构的表面具有第二悬挂键;

7、采用满足预设电离率条件的气体,分别调节所述基底的表面的界面动电势和所述异质微结构的表面的界面动电势,包括:

8、在第一反应阶段,在第一预设反应参数条件下,采用满足预设电离率条件的所述气体,分别与所述第一悬挂键和所述第二悬挂键进行化学反应,并对应生成第一共价键和第二共价键;其中,在所述清洗溶液中,所述第一共价键的界面动电势、所述第二共价键的界面动电势与所述带电胶体微粒的界面动电势相同。

9、可选地,在第一反应阶段,在第一预设反应参数条件下,采用满足预设电离率条件的所述气体,分别与所述第一悬挂键和所述第二悬挂键进行化学反应,并对应生成第一共价键和第二共价键之后,还包括:

10、在第二反应阶段,在第二预设反应参数条件下,采用满足预设电离率条件的所述气体,分别与所述第一悬挂键和所述第二悬挂键进行化学反应,并对应生成所述第一共价键和所述第二共价键;其中,所述第一预设反应参数条件和所述第二预设反应参数条件的反应参数中的至少一种不同。

11、可选地,所述第一预设反应参数条件和所述第二预设反应参数条件的反应参数包括上电极功率、下电极功率、气体流量、反应温度、反应压力和反应时间中的至少一种。

12、可选地,在第一反应阶段,在第一预设反应参数条件下,采用满足预设电离率条件的所述气体,分别与所述第一悬挂键和所述第二悬挂键进行化学反应,并对应生成第一共价键和第二共价键,包括:

13、在所述第一反应阶段,在1400-1600w的上电极功率范围,700-900w的下电极功率范围的条件下,采用满足预设电离率条件的所述气体,分别与所述第一悬挂键和所述第二悬挂键进行化学反应,并对应生成所述第一共价键和所述第二共价键;

14、在第二反应阶段,在第二预设反应参数条件下,采用满足预设电离率条件的所述气体,分别与所述第一悬挂键和所述第二悬挂键进行化学反应,并对应生成所述第一共价键和所述第二共价键,包括:

15、在所述第二反应阶段,在600-1000w的上电极功率范围,0-10w的下电极功率范围的条件下,采用满足预设电离率条件的所述气体,分别与所述第一悬挂键和所述第二悬挂键进行化学反应,并对应生成所述第一共价键和所述第二共价键。

16、可选地,在第一反应阶段,在第一预设反应参数条件下,采用满足预设电离率条件的所述气体,分别与所述第一悬挂键和所述第二悬挂键进行化学反应,并对应生成第一共价键和第二共价键,包括:

17、在所述第一反应阶段,在100-150sccm的气体流量范围的条件下,采用满足预设电离率条件的所述气体,分别与所述第一悬挂键和所述第二悬挂键进行化学反应,并对应生成所述第一共价键和所述第二共价键;

18、在第二反应阶段,在第二预设反应参数条件下,采用满足预设电离率条件的所述气体,分别与所述第一悬挂键和所述第二悬挂键进行化学反应,并对应生成所述第一共价键和所述第二共价键,包括:

19、在所述第二反应阶段,在80-100sccm的气体流量范围的条件下,采用满足预设电离率条件的所述气体,分别与所述第一悬挂键和所述第二悬挂键进行化学反应,并对应生成所述第一共价键和所述第二共价键。

20、可选地,在第一反应阶段,在第一预设反应参数条件下,采用满足预设电离率条件的所述气体,分别与所述第一悬挂键和所述第二悬挂键进行化学反应,并对应生成第一共价键和第二共价键,包括:

21、在所述第一反应阶段,在120-160℃的反应温度范围的条件下,采用满足预设电离率条件的所述气体,分别与所述第一悬挂键和所述第二悬挂键进行化学反应,并对应生成所述第一共价键和所述第二共价键;

22、在第二反应阶段,在第二预设反应参数条件下,采用满足预设电离率条件的所述气体,分别与所述第一悬挂键和所述第二悬挂键进行化学反应,并对应生成所述第一共价键和所述第二共价键,包括:

23、在所述第二反应阶段,在60-80℃的反应温度范围的条件下,采用满足预设电离率条件的所述气体,分别与所述第一悬挂键和所述第二悬挂键进行化学反应,并对应生成所述第一共价键和所述第二共价键。

24、可选地,在第一反应阶段,在第一预设反应参数条件下,采用满足预设电离率条件的所述气体,分别与所述第一悬挂键和所述第二悬挂键进行化学反应,并对应生成第一共价键和第二共价键,包括:

25、在所述第一反应阶段,在200-400s的反应时间范围的条件下,采用满足预设电离率条件的所述气体,分别与所述第一悬挂键和所述第二悬挂键进行化学反应,并对应生成所述第一共价键和所述第二共价键;

26、在第二反应阶段,在第二预设反应参数条件下,采用满足预设电离率条件的所述气体,分别与所述第一悬挂键和所述第二悬挂键进行化学反应,并对应生成所述第一共价键和所述第二共价键,包括:

27、在所述第二反应阶段,在500-700s的反应时间范围的条件下,采用满足预设电离率条件的所述气体,分别与所述第一悬挂键和所述第二悬挂键进行化学反应,并对应生成所述第一共价键和所述第二共价键。

28、可选地,在第一反应阶段,在第一预设反应参数条件下,采用满足预设电离率条件的所述气体,分别与所述第一悬挂键和所述第二悬挂键进行化学反应,并对应生成第一共价键和第二共价键,包括:

29、在所述第一反应阶段,在4-6torr的反应压力范围的条件下,采用满足预设电离率条件的所述气体,分别与所述第一悬挂键和所述第二悬挂键进行化学反应,并对应生成所述第一共价键和所述第二共价键;

30、在第二反应阶段,在第二预设反应参数条件下,采用满足预设电离率条件的所述气体,分别与所述第一悬挂键和所述第二悬挂键进行化学反应,并对应生成所述第一共价键和所述第二共价键,包括:

31、在所述第二反应阶段,在4-6torr的反应压力范围的条件下,采用满足预设电离率条件的所述气体,分别与所述第一悬挂键和所述第二悬挂键进行化学反应,并对应生成所述第一共价键和所述第二共价键。

32、可选地,在第一反应阶段,在第一预设反应参数条件下,采用满足预设电离率条件的所述气体,分别与所述第一悬挂键和所述第二悬挂键进行化学反应,并对应生成第一共价键和第二共价键之前,还包括:

33、将所述复合衬底置于满足预设电离率条件的所述气体的氛围中。

34、可选地,所述气体包括氮气、氨气、氟化氢、氯气和氯化硼中的至少一种。

35、可选地,所述基底的材料包括氧化铝,所述异质微结构的材料包括氧化硅。

36、本发明实施例提供了一种复合衬底清洗方法,首先提供复合衬底;其中,复合衬底包括基底和异质微结构,然后采用满足预设电离率条件的气体,分别调节基底的表面的界面动电势和异质微结构的表面的界面动电势,最后采用清洗溶液,对复合衬底进行清洗;其中,复合衬底的表面上包括副产物,至少部分副产物在清洗溶液中形成带电胶体微粒,且在清洗溶液中,基底的表面的界面动电势、异质微结构的表面的界面动电势与带电胶体微粒的界面动电势相同。利用上述方法,不改变复合衬底的内部材料和结构的基础上,在清洗前合理调节基底的表面的界面动电势和异质微结构的表面的界面动电势,避免清洗过程中因界面动电势“相同排斥,相反吸附”的原理,导致带电胶体微粒吸附于基底和/或异质微结构的表面,且基底的表面的界面动电势、异质微结构的表面的界面动电势与带电胶体微粒的界面动电势相同,则带电胶体微粒不易吸附,只采用一种清洗溶液即可实现复合衬底的清洗洁净效果,有效提高了复合衬底的清洗效率,有利于提高外延层的结晶质量,抑制籽晶的侧壁生长,减少外延缺陷,提高内量子效率,改善了半导体器件的生产良率。

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