一种电化学氧化法去除硅晶圆表面污染物的工艺制造技术

本发明专利技术采用一种电化学氧化法去除硅晶圆表面污染物的工艺，基于非离子型表面活性剂APE和金属离子鳌合剂EDTA混合清洗剂去除颗粒污染和金属原子，利用电化学催化氧化的方法去除硅晶圆材料表面附着的有机污染物，电化学催化氧化不仅能够去除材料表面原生有机污染物，更是可以对第一步引入的次生有机物进行清除，不会造成二次污染。不会造成二次污染。不会造成二次污染。

【技术实现步骤摘要】
一种电化学氧化法去除硅晶圆表面污染物的工艺


[0001]本专利技术涉及一种电化学氧化法去除硅晶圆表面污染物的工艺。

技术介绍

[0002]微电子集成电路技术的发展依赖于硅晶圆片的硅晶圆半导体材料表面质量。近几十年的经济与科技飞速发展，以硅作为基础材料的微电子行业得到崛起和迅猛发展。微电子产业的对于国家科技发展和战略布局的重要性不言而喻，它不仅是国民经济支柱产业，还对国家科学发展、国防科技发展以及社会经济发展起着十分重要的作用。硅晶圆半导体材料不仅是微电子集成电路行业发展中的基础材料，而且硅晶圆半导体材料的制造工艺、清洗工艺还对集成电路和光电转换材料的发展方向及发展步伐起着决定性的作用。
[0003]RCA硅晶圆半导体材料表面清洗技术是目前为止，应用最为普遍和广泛使用的湿法和化学清洗技术。正是由于这一清洗技术的最典型性和广泛性，使得广大的研究人员对这一硅晶圆半导体材料表面清洗技术提出改进和完善。RCA清洗剂的一号清洗剂SC
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1对于去除硅晶圆半导体材料表面的微粒和有机物效果较好。虽去除效果较其它清洗剂好，但是硅晶圆半导体材料表面粗糙度会升高，并且会使得硅晶圆半导体材料表面的金属离子再沉积结垢，污染硅晶圆半导体材料表面。SC
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1清洗剂在清洗过程中引起硅晶圆半导体材料表面粗糙的首要原因，是H
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分解产生的氧气气泡不均匀的粘附在硅晶圆半导体材料表面，阻碍了清洗反应的进一步进行；金属离子在硅晶圆半导体材料表面的沉积结垢也是造成硅晶圆半导体材料表面粗糙度增大的重要影响因素。所以出现了SC
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2清洗剂作为SC
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1清洗剂的后续清洗，它的主要目的是去除SC
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1清洗剂清洗后产生金属污染物物，组成复合清洗工艺。RCA清洗法可以适用于清除硅晶圆半导体材料表面大多数污染物，且都具有明显高效的清洗效果，故RCA清洗法能够被广泛使用。
[0004]但是RCA繁复的清洗工艺和多样的清洗药剂对于环境的污染和破坏也是不可忽视的问题。由上所述，发展或探索出清洗药剂绿色，清洗工艺简单，减少环境污染的硅晶圆半导体材料表面清洗技术是迫不及待的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种电化学氧化法去除硅晶圆表面污染物的工艺，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种电化学氧化法去除硅晶圆表面污染物的工艺，其特征是：步骤如下，S1，将浓度为1%脂肪醇聚氧乙烯醚APE作为非离子型表面活性剂和浓度为0.1%金属离子鳌合剂为EDTA的清洗剂清洗颗粒污染物，将晶圆放入清洗剂中浸泡5min，温度70℃，超声振动频率80kHz, 清洗液的流速为200m/h进行清洗，清洗时间10 min，在温度与清洗温度相同的去离子水槽中，超声振动10 min；105 ℃恒温干燥2h；S2，使用自制的电解装置，在电解液槽、电解槽的阴极和阳极中加入一定量的磷酸
钾电解质溶液；S3, 在阴极槽溶液pH值调在13以上，加入KOH；S4，在阳极槽加入浓度为10 mol/L的双氧水；S5，电源直流电压巧5V，电解5 min；S6，电解液槽与电解槽的液体循环5 min，使强氧化电解液更加混合均匀；S7，收集强氧化电解液，待清洗且己经去除颗粒污染物和金属污染物的晶圆清洗，再放入纯水超声清洗，烘干。
[0007]优选的，步骤S2中的电解装置包括电源、电解池和电解液槽；电源采用直流稳压电源，电压OV一25 V，电解池为双槽电解池，中间隔离膜是使用离子交换膜，电源的阳极电极采用掺硼金刚石膜电极。
[0008]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：电化学氧化催化清洗方法，基于非离子型表面活性剂APE和金属离子鳌合剂EDTA混合清洗剂去除颗粒污染和金属原子;利用电化学催化氧化的方法去除硅晶圆材料表面附着的有机污染物，电化学催化氧化不仅能够去除材料表面原生有机污染物，更是可以对第一步引入的次生有机物进行清除，不会造成二次污染。
[0009]在电化学氧化催化电解池中阳极电极采用掺硼金刚石膜电极主要是因为阳极电解槽产物具有强氧化性，该电极材料不仅能够顺利实现将水氧化成双氧水或者臭氧的同时，还可以有效防止电极被氧化腐蚀。利用这种强氧化溶液来进行有机物污染的去除，不仅是一种应用价值高的表面清洗技术，而且优于传统RCA清洗效果，是高效、环保的硅晶圆半导体材料表面清洗技术。
附图说明
[0010]图1为本专利技术电解装置的结构示意图；图2为电化学氧化催化清洗后AFM图像。
[0011]图中：1电解液槽，2泵，3电解池,4电源,5隔离膜。
实施方式
[0012]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0013]本专利技术提供一种技术方案：一种电化学氧化法去除硅晶圆表面污染物的工艺，步骤如下，S1，将浓度为1%脂肪醇聚氧乙烯醚APE作为非离子型表面活性剂和浓度为0.1%金属离子鳌合剂为EDTA的清洗剂清洗颗粒污染物，将晶圆放入清洗剂中浸泡5min，温度70℃，超声振动频率80kHz, 清洗液的流速为200m/h进行清洗，清洗时间10 min，在温度与清洗温度相同的去离子水槽中，超声振动10 min；105 ℃恒温干燥2h；S2，使用自制的电解装置，在电解液槽、电解槽的阴极和阳极中加入一定量的磷酸钾电解质溶液；
S3, 在阴极槽溶液pH值调在13以上，加入KOH；S4，在阳极槽加入浓度为10 mol/L的双氧水；S5，电源直流电压巧5V，电解5 min；S6，电解液槽与电解槽的液体循环5 min，使强氧化电解液更加混合均匀；S7，收集强氧化电解液，待清洗且己经去除颗粒污染物和金属污染物的晶圆清洗，再放入纯水超声清洗，烘干。
[0014]图1所示，步骤S2中的电解装置包括电源4、电解池3和电解液槽1；两端电解接通的电源采用直流稳压电源，电压OV一25 V，电解池3为双槽电解池，中间隔离膜5是使用离子交换膜，起到正、负离子运输交换的作用，阳极的金刚石电极采用掺硼金刚石膜电极，主要原因为电极附近产生的强氧化物，对电极具有很强的腐蚀作用，这些强氧化剂有可能对普通不锈钢电极产生化学腐蚀作用。
[0015]为了避免强氧化物对电极的腐蚀作用发生，故采用掺硼金刚石半导体膜作为阳极电极。该材料作为阳极电极，可有效防止电极氧化腐蚀的方式，且具有较宽的电化学窗口和很好的化学稳定性能，它在强氧化电化学反应中将得到很好的运用，主要是利用其具有的特殊键结构和导电性。
[0016]阴极电极对于材料要求较低，因此使用普通钢片电极。阳极槽与电解液槽之间通过泵2和管道进行连接和循环，使强氧化电解液更加均匀。电解液槽的材质采用洁净的聚四氟乙稀塑料材质，目的也是为了防止强氧本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电化学氧化法去除硅晶圆表面污染物的工艺，其特征是：步骤如下，S1，将浓度为1%脂肪醇聚氧乙烯醚APE作为非离子型表面活性剂和浓度为0.1%
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0.5%金属离子鳌合剂为EDTA的清洗剂清洗颗粒污染物，将晶圆放入清洗剂中浸泡5min，温度70℃，超声振动频率80kHz, 清洗液的流速为200m/h进行清洗，清洗时间10 min，在温度与清洗温度相同的去离子水槽中，超声振动10 min；105 ℃恒温干燥2h；S2，使用自制的电解装置，在电解液槽、电解槽的阴极和阳极中加入一定量的磷酸钾电解质溶液；S3, 在阴极槽溶液pH值...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞辉，昝芳情，韩五静，
申请(专利权)人：安徽富乐德长江半导体材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：