利用弯液面的蚀刻后晶片表面清洁制造技术

本发明专利技术揭示了一种半导体晶片表面清洗方法。提供用于去除晶片表面上的污染物的第一清洗溶液到晶片表面。去除晶片表面上的所述第一清洗溶液和一些污染物。接下来，提供氧化剂溶液到晶片表面。氧化剂溶液在残留污染物材料上形成氧化层。氧化剂溶液再从晶片表面去除掉，接着，提供第二清洗溶液到晶片表面。第二清洗溶液从晶片表面去除。所述第二清洗溶液配置为能充分去除氧化层与残留污染物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】利用弯液面的蚀刻后晶片表面清洁
技术介绍
半导体芯片加工是一个包括一 系列协同的精确操作的复杂过程。众所周知，在所述这些操作的不同步骤中，半导体基层(例 如半导体晶片)的表面形成包含微粒、有机材料、金属杂质(例如 铜、铝、钛、鴒等)和本征氧化物(例如二氧化硅)的残留层污染。作为制造过程的结果所导致的晶片污染的 一个例子可以 从图1A中看出，该图显示了运用在半导体晶片100上的等离子蚀刻 过程。半导体晶片100位于等离子蚀刻腔内。半导体晶片100的表面 覆盖光致抗蚀剂材料104,以阻止晶片表面的区域一皮蚀刻。蚀刻是 一种公知的方法，用于从晶片表面去除材料以产生与集成电路(IC ) 设计一致的微细图案。等离子体110被引导到半导体晶片IOO的表面 以在晶片上启动蚀刻。晶片表面未被光致抗蚀剂材料104保护的区 域被等离子体110蚀刻以在半导体基层的氧化层中形成沟槽结构。 未被光致抗蚀剂材料104保护的区域显示作为等离子蚀刻的结果， 蚀刻材料102的羽状物形成。所述羽状物倾注蚀刻材料到晶片表面 和被蚀刻的沟槽的侧部。该材料然后能与晶片上的其4也污染物相互 作用来形成污染膜(即蚀刻后残余)。在等离子蚀刻后，光致抗蚀剂材一'+104通过称为灰化的步 骤被去除，从而剥去晶片表层的光致抗蚀剂材料。图1B显示了晶片 表面上的污染物，作为等离子蚀刻后和完成灰化操作的结果。如图 1B所示，晶片具有各种污染材料120,包括蚀刻后残余，剩余的光 致抗蚀剂材料，溅射金属以及金属氧化物。这些污染物的去除是生产IC中的重大步骤，这是因为晶 片表面的污染物引起IC缺陷从而导致IC可靠性的降低甚至失效。因此，从晶片表面去除污染物对于每个晶片所存在的装置产生最高效 益是非常必要的。专有的化学配方可用来去除蚀刻后残余。然而，足额购 买这些配方用于大规模晶片生产是昂贵的。另外，这些专有化学物 通常要经过几分钟才能有效去除晶片表面上的污染物。这一延误会 导致较低的晶片产出，从而增加在上下文提到的大规模晶片生产中 使用这些配方的费用。过去也4吏用过非专有的清洗化学制品来清洗 晶片。然而，保留在晶片表面上的污染物的数量仍然高得无法接受， 除非对清洁晶片表面提供长加工时间。这同样与达到高产能晶片生 产的目的是相反的。因此如前所述，需要提供一种去除蚀刻后残余 化学物质的方法，能及时有效清洗晶片的表面。
技术实现思路
宽泛地说，本专利技术提供了 一种用以从晶片表面去除污染 物的改进的清洗方法来满足上述需要。应当意识到，本专利技术可通过 多种手革爻实现，包括系统、装置和方法。下面将描述本专利技术的几个 创新的实施方式。在一 个方案中设计了 一种清洗半导体晶片的方法。先提 供包括多个源入口和多个源出口的接近头。接着将接近头设在靠近 晶片表面处。将接近头设在靠近晶片表面处之后，通过多个源入口 将氧化剂溶液^是供到晶片表面。氧化剂溶液在晶片表面上的一种或 多种污染物材冲十上形成氧化层。通过所述多个源出口将所述氧化剂 溶液从晶片表面去除。然后，通过所述多个源入口4是供清洗;容液到 晶片表面。该清洗溶液配置为能将晶片表面上的所述氧化层随同一 种或多种污染物材料充分去除。通过所述多个源出口将清洗溶液乂人7晶片表面去除。在另一个方案中的清洗半导体晶片的方法，先提供用于 去除晶片表面上的 一 种或多种污染物材料的第 一 清洗溶液到晶片 表面。从晶片表面去除所述第 一清洗溶液随同 一种或多种污染物材 料的至少一部分。接下来，提供氧化剂溶液到晶片表面。氧化剂溶 液在残留污染物材料上形成氧化层。氧化剂溶液再,人晶片表面去除 掉。接着，提供第二清洗溶液到晶片表面。所述第二清洗溶液配置 为能充分去除氧化层与残留污染物材料。将第二清洗溶液从晶片表 面去除。在另 一个方案中设计了另 一种清洗半导体晶片的方法。4是供包括多个源入口和多个源出口的4妾近头。将4妻近头i殳在靠近晶 片表面处。接着，通过所述多个源入口提供用以去除晶片表面上的 一种或多种污染物材料的第一清洗溶液到晶片表面。通过所述多个 源出口将所述第一清洗溶液随同所述一种或多种污染物材料的至少一部分去除。然后，通过所述多个源入口将氧化剂溶液提供到晶 片表面。氧化剂溶液在残留污染物材料上形成氧化层。氧化剂溶液 通过多个源入口 #皮去除冲卓。通过所述多个源入口 4寻第二清洗;容'液才是 供到晶片。该第二清洗溶液配置为能将晶片表面上的所述氧化层随 同残留的污染物材料充分去除。通过所述多个源出口将第二清洗溶 液/人晶片表面去除。附图说明下面将通过实施例并结合附图来帮助理解本专利技术。附图中采用同样的标号表示同样的结构。图IA显示了半导体晶片上的半导体等离子蚀刻加工过程。图IB描绘了典型的等离子蚀刻程序完成后残留在半导体晶片上的污染物。图2A描绘了根据本专利技术的 一 个实施例的将清洗溶液加到晶片的4妄近头。图2B显示了根据本专利技术的一个实施例的将氧化剂溶液加 到晶片的接近头。图2C显示了才艮据本专利技术的一个实施例的将第二清洗溶液加到晶片的接近头。图3 A描绘了根据本专利技术的 一 个实施例的具有两工位晶片表面清洗操作的晶片清洗站。图3B描绘了根据本专利技术的 一个实施例的具有三工位晶片清洗操作的晶片清洗站。图4描绘了根据本专利技术的 一 个实施例的带有相关群配件 的多室、自动化晶片清洗站。图5A是采用根据本专利技术的 一个实施例的氧化剂和清洗 溶液的晶片清洗过程的流程图。图5B采用才艮据本专利技术的一个实施例的第 一清洗溶液、氧 化剂和第二清洗溶液的晶片清洗过程的流程图。具体实施例方式以下将要描述本专利技术的用于清洗半导体基层表面的装 置、系统和方法。显然对于本领域的人员来说，没有部分或者全部9这些特定的详述也可以实施本专利技术。在其他例子中，7>知的力口工过 程没有详细描述，这是为了突出本专利技术的实质特征。任何石圭基材料可以用来制造半导体基层。在一个示例中， 基层是半导体晶片，也就是半导体材料的薄片，例如硅晶体，通过 扩散和沉积各种材料在所述半导体晶片上来构建微电路。在本文 中，术语半导体基层和半导体晶片可以互换使用。这里的实施例所 揭示的本质上是半导体基层清洗方法，该方法与接近头或其他设备 的专用配置一起^f吏用来经济有步文率地^人基层的表面去除污染物。—^l而言，在晶片被蚀刻后或者其他制造过程污染后， 向晶片提供一种氧化剂溶液。选择的氧化剂溶液使得形成于晶片表 面上的氧化层捕获位于晶片表面上和布图结构中的污染物。 一旦氧 化层形成，可通过纟是供清洗溶液来去除该氧化层。由此该氧化层结 构给清洗溶液提供了 一种协同清洗机构来从晶片表面去除污染物。 然后可以选4奪合适的氧化剂和清洗溶液以4吏得氧化剂和清洗溶液 的化合物协同工作来从晶片表面去除污染物。只要知道晶片表面的 污染物材料，就能容易地确定特定氧化剂和清洗溶液的选^%。实际经验已经显示，会出现初始氧化层结构:故污染物材 料抑制的情况。 一旦遭遇该情况，就有必要使用高达5%重量百分比 浓度的氧化剂并经历长达几分钟的处理时间。由于氧化剂溶液相对 昂贵，使用私有清洗配方或单独使用清洗溶剂的初始问题的存在使 得该问题无法接受。现在要讨论这两种操作清洗加工的改进。通过在提供氧化剂溶液之前使用初始清洗步骤，可获得 在两个运4于清洗处理上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种清洗半导体晶片的方法，包括：　提供包括多个源入口和多个源出口的接近头；　将接近头设在靠近晶片表面处；　通过所述多个源入口将氧化剂溶液提供到晶片表面，所述氧化剂溶液在晶片表面上的一种或多种污染物材料上形成氧化层；　 通过所述多个源出口将氧化剂溶液从晶片表面去除；　实施去离子水冲洗作业；　通过所述多个源入口将清洗溶液提供到晶片表面；以及　通过所述多个源出口将清洗溶液从晶片表面去除，该清洗溶液限定为能将晶片表面上的所述氧化层随同一种或多种 污染物材料充分去除。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：马克威尔科克森，尹秀敏，约翰M德拉里奥斯，朱吉，
申请(专利权)人：朗姆研究公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]