專利名稱：濕法化學(xué)清洗方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種濕法化學(xué)清洗方法。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體晶片的制造過(guò)程中，要盡量避免晶片表面缺陷的產(chǎn)生，傳統(tǒng)的化學(xué)處理過(guò)程在晶片表面產(chǎn)生的水跡就是表面缺陷的一種。通常，一個(gè)表面覆蓋一層氧化物的半導(dǎo)體晶片經(jīng)過(guò)濕法化學(xué)處理后，如采用稀釋的氫氟酸溶液浸漬后，該半導(dǎo)體晶片表面會(huì)存在裸露的硅區(qū)域，之后還要采用去離子水沖洗該半導(dǎo)體晶片，以去除上一步化學(xué)處理后晶片表面殘留的化學(xué)藥液。然而，晶片表面裸露的硅在與去離子水接觸時(shí)能夠溶解，并在溶液中形成反應(yīng)產(chǎn)物Si (OH)4，當(dāng)清洗后的半導(dǎo)體晶片經(jīng)過(guò)后續(xù)的干燥過(guò)程時(shí)，溶液中的硅又會(huì)在半導(dǎo)體晶片表面析出，從而在晶片表面形成水跡?，F(xiàn)有的降低半導(dǎo)體晶片上水跡形成的方法為，采用含有至少一種陽(yáng)離子表面活性劑(羥基胺物質(zhì))的溶液與半導(dǎo)體晶片接觸，該溶液可以在刻蝕工序中作為刻蝕液的一部分施加于晶片上，也可以在用去離子水清洗晶片之前作為一個(gè)獨(dú)立的步驟施加于晶片上， 也可以與去離子水同時(shí)施加于晶片上。這些陽(yáng)離子表面活性劑吸附在晶片表面，增加了晶片表面的疏水性，因此能夠降低晶片表面裸露的硅在去離子水中的溶解量，進(jìn)而能夠降低后續(xù)干燥過(guò)程中在半導(dǎo)體晶片表面形成水跡的可能性，之后這些附著在晶片表面的陽(yáng)離子表面活性劑可通過(guò)一種有機(jī)溶劑(醇類物質(zhì))去除。上述方法雖然在一定程度上降低了在半導(dǎo)體晶片表面形成水跡的可能性，但是在實(shí)施上述工藝過(guò)程中，需加入一種或多種陽(yáng)離子表面活性劑，之后還需另加有機(jī)溶劑將晶片表面殘留的表面活性劑去除，提高了工藝成本，增加了工藝時(shí)間。另外，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，某些情況下采用上述方法后仍會(huì)在半導(dǎo)體晶片表面形成水跡。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例提供一種濕法化學(xué)清洗方法，減少了現(xiàn)有技術(shù)中為降低半導(dǎo)體晶片表面水跡而產(chǎn)生的工藝成本，縮短了工藝時(shí)間，較現(xiàn)有技術(shù)降低了半導(dǎo)體表面水跡形成的可能性。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提供了如下技術(shù)方案一種濕法化學(xué)清洗方法，包括提供一半導(dǎo)體晶片，所述晶片表面包括裸露的硅區(qū)域；使所述晶片接觸具有氧化作用的溶液，在所述晶片表面形成氧化層；采用去離子水沖洗具有氧化層的晶片。優(yōu)選的，所述晶片表面的氧化層阻止了所述晶片表面裸露的硅區(qū)域與去離子水的直接接觸。優(yōu)選的，使所述晶片接觸具有氧化作用的溶液具體為，將所述晶片浸潤(rùn)在所述具有氧化作用的溶液中。優(yōu)選的，所述氧化層的厚度均勻。優(yōu)選的，所述氧化層的厚度為7A-13 A。優(yōu)選的，所述具有氧化作用的溶液中包括H2A和H20。優(yōu)選的，所述具有氧化作用的溶液中H2O2和H2O按體積比1 5-50混合。優(yōu)選的，所述具有氧化作用的溶液中包括ΝΗ40Η、Η2Α和H2O。優(yōu)選的，所述具有氧化作用的溶液中NH40H、H2OjPH2O按體積比1 1_2 5-80 混合ο優(yōu)選的，該方法還包括對(duì)采用去離子水沖洗后的晶片進(jìn)行干燥處理。與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明實(shí)施例提供的濕法化學(xué)清洗方法，通過(guò)使半導(dǎo)體晶片接觸具有氧化作用的溶液，以使所述晶片表面氧化形成一層薄的氧化層，之后再采用去離子水沖洗晶片，由于晶片表面的氧化層的存在，阻擋了所述晶片表面裸露的硅與去離子水的直接接觸，進(jìn)而使得采用去離子水沖洗所述晶片時(shí)，不會(huì)有裸露的硅溶于水，因此在后續(xù)的干燥過(guò)程中就不會(huì)有硅析出，本發(fā)明從根本上消除了形成水跡的原因，也就降低了半導(dǎo)體晶片表面形成水跡的可能。本發(fā)明實(shí)施例的方法可采用現(xiàn)有生產(chǎn)工藝中的具有氧化作用的溶液，因此不會(huì)大量增加工藝成本，而且本發(fā)明實(shí)施例的方法沒(méi)有后續(xù)去除其他化學(xué)藥液的步驟，因此不需進(jìn)行第二次的去離子水的沖洗過(guò)程，較現(xiàn)有技術(shù)縮短了工藝時(shí)間，降低了半導(dǎo)體表面水跡形成的可能性。


通過(guò)附圖所示，本發(fā)明的上述及其它目的、特征和優(yōu)勢(shì)將更加清晰。在全部附圖中相同的附圖標(biāo)記指示相同的部分。并未刻意按實(shí)際尺寸等比例縮放繪制附圖，重點(diǎn)在于示出本發(fā)明的主旨。圖1為本發(fā)明實(shí)施例一公開(kāi)的濕法化學(xué)清洗方法的流程圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例二公開(kāi)的濕法化學(xué)清洗方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
做詳細(xì)的說(shuō)明。在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來(lái)實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開(kāi)的具體實(shí)施例的限制。其次，本發(fā)明結(jié)合示意圖進(jìn)行詳細(xì)描述，在詳述本發(fā)明實(shí)施例時(shí)，為便于說(shuō)明，表示器件結(jié)構(gòu)的剖面圖會(huì)不依一般比例作局部放大，而且所述示意圖只是示例，其在此不應(yīng)限制本發(fā)明保護(hù)的范圍。此外，在實(shí)際制作中應(yīng)包含長(zhǎng)度、寬度及深度的三維空間尺寸。正如背景技術(shù)部分所述，采用現(xiàn)有的方法降低半導(dǎo)體晶片上水跡，提高了工藝成本，而且在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，仍會(huì)在半導(dǎo)體晶片表面形成水跡，發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)生這種問(wèn)題的原因在于，現(xiàn)有的方法中在采用有機(jī)溶劑去除晶片表面殘留的表面活性劑之后，仍需采用去離子水沖洗晶片以減少有機(jī)溶劑的殘留，因此在第二次采用去離子水沖洗晶片后，在半導(dǎo)體晶片表面仍存在形成水跡的可能。實(shí)施例一基于上述原因，本實(shí)施例提供的濕法化學(xué)清洗方法流程圖如圖1所示，該方法包括以下步驟步驟SlOl 提供一半導(dǎo)體晶片，所述晶片表面包括裸露的硅區(qū)域；本實(shí)施例所述半導(dǎo)體晶片可以包括半導(dǎo)體元素，例如單晶、多晶或非晶結(jié)構(gòu)的硅或硅鍺(SiGe)，也可以包括混合的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，例如碳化硅；也可以是絕緣體上外延硅 (silicon on insulator，SOI)。此外，半導(dǎo)體晶片還可以包括其它的材料，例如外延層或掩埋層的多層結(jié)構(gòu)。并且，上述半導(dǎo)體晶片還包括在其上制造的多個(gè)集成電路，這些集成電路可以處在工序中的任何一個(gè)階段，因此，上述半導(dǎo)體晶片包括各種各樣的區(qū)域。雖然在此描述了可以形成半導(dǎo)體晶片的材料的幾個(gè)示例，但是可以作為半導(dǎo)體晶片的任何材料均落入本發(fā)明的精神和范圍。并且，當(dāng)半導(dǎo)體晶片表面包括氧化物區(qū)域時(shí)，若需去除所述晶片表面的氧化物才能暴露出氧化物下面的硅區(qū)域，此時(shí)，可采用采用濕法化學(xué)方法處理所述半導(dǎo)體晶片，如采用稀釋的氫氟酸溶液接觸所述晶片，所述接觸的方式可以為，采用所述稀釋的氫氟酸溶液浸潤(rùn)所述晶片，也可以為采用所述稀釋的氫氟酸溶液沖洗所述晶片，或者采用噴霧的方式， 本實(shí)施例優(yōu)選浸潤(rùn)的方式，去除氧化物的效果更好，但是無(wú)論選用哪種接觸方式，均為濕法清洗的方式。步驟S102 使所述晶片接觸具有氧化作用的溶液，在所述晶片表面形成氧化層， 即在所述晶片表面裸露的硅區(qū)域上覆蓋了一層氧化層；如上所述，所述晶片接觸具有氧化作用的溶液的方式采用濕法清洗的方式，可以將所述晶片浸入所述具有氧化作用的溶液中，也可以采用所述具有氧化作用的溶液沖洗所述晶片，也可以采用噴霧的方式，可使用的清洗設(shè)備也有多種，如噴霧清洗設(shè)備、刷洗器、溢流清洗器、噴射清洗器等，具體選用哪種由清洗方式和半導(dǎo)體晶片的尺寸以及晶片的表面特征等情況決定，本實(shí)施例中優(yōu)選浸潤(rùn)的方式。需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例中采用的是濕法清洗的方式在晶片表面生成氧化層，使得所述晶片表面生成的氧化層的厚度較自然氧化生成的氧化層的厚度更加均勻，原因在于，自然氧化層的形成過(guò)程受外界環(huán)境的影響，如外界氧氣濃度、環(huán)境溫度等，由于外界氧氣濃度等因素的不均勻，必然導(dǎo)致形成的自然氧化層的厚度是不均勻的，而本實(shí)施例中的晶片是浸潤(rùn)在溶液中，直接與溶液相接觸，因此形成的氧化層更加均勻。同時(shí)，由于本實(shí)施例中的氧化層的作用僅是為了阻止晶片表面裸露的硅與去離子水的直接接觸，因此氧化層的厚度不需過(guò)大，只需薄薄的一層即可，因此，所述晶片與所述具有氧化作用的溶液的接觸時(shí)間不必過(guò)長(zhǎng)，幾秒鐘即可，具體時(shí)間由生產(chǎn)的實(shí)際情況而定。 本實(shí)施例中所述氧化層的厚度為7Α-13Λ,如果接觸方式和時(shí)間控制更加精細(xì)，所述氧化層的厚度可達(dá)到9A-10 A。步驟S103 采用去離子水沖洗具有氧化層的晶片，以去除上一步對(duì)晶片表面進(jìn)行化學(xué)處理后殘留在晶片表面的化學(xué)藥液。本實(shí)施例公開(kāi)的濕法化學(xué)清洗方法，在采用去離子水沖洗晶片之前，已經(jīng)在晶片裸露的硅區(qū)域表面形成了一層薄的氧化層，這層薄氧化層阻止了所述晶片表面裸露的硅區(qū)域與去離子水的直接接觸，避免了后續(xù)采用去離子水沖洗晶片表面時(shí)，不會(huì)有裸露的硅溶于水，因此在后續(xù)的干燥過(guò)程中就不會(huì)有硅析出，本發(fā)明從根本上消除了形成水跡的原因， 也就降低了半導(dǎo)體晶片表面形成水跡的可能。上述薄氧化層僅限于采用本發(fā)明實(shí)施例的方法形成的，厚度為7A-13 A的氧化層。而且，所述具有氧化作用的溶液可以采用現(xiàn)有生產(chǎn)工藝中常用的溶液，因此較現(xiàn)有技術(shù)的方法，不會(huì)大量增加工藝成本，而且本發(fā)明實(shí)施例的方法沒(méi)有后續(xù)去除其他化學(xué)藥液的步驟，因此不需進(jìn)行第二次的去離子水的沖洗過(guò)程，較現(xiàn)有技術(shù)縮短了工藝時(shí)間，降低了半導(dǎo)體表面水跡形成的可能性。實(shí)施例二本實(shí)施例提供的濕法化學(xué)清洗方法流程圖如圖2所示，較實(shí)施例一增加了步驟S204 對(duì)采用去離子水沖洗后的晶片進(jìn)行干燥處理，可采用旋轉(zhuǎn)式甩干的方式進(jìn)行干燥處理，也可以采用異丙醇蒸氣進(jìn)行干燥，或其他方式進(jìn)行干燥處理，本實(shí)施例中優(yōu)選采用甩干的方式，但具體采用哪種方式進(jìn)行干燥，應(yīng)由晶片的尺寸和表面特征以及后續(xù)工序等情況綜合確定。本實(shí)施例中的具有氧化作用的溶液中包括H2A和H2O,并且H2A和H2O按體積比 1 5-50混合，優(yōu)選為H2O2和H2O按體積比1 10-40混合，更優(yōu)選為H2O2和H2O按體積比 1 20-30混合，溶液濃度的選擇可配合所述晶片與所述具有氧化作用的溶液的接觸時(shí)間和接觸方式，只要能夠在具有裸露的硅區(qū)域的半導(dǎo)體晶片表面形成如上一實(shí)施例所述的薄氧化層即可。需要說(shuō)明的是，是否采用本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)的濕法化學(xué)清洗方法對(duì)半導(dǎo)體晶片進(jìn)行清洗，需考慮后續(xù)工藝的情況，當(dāng)本發(fā)明形成的薄氧化層對(duì)后續(xù)工藝無(wú)影響時(shí)，如后續(xù)工藝為刻蝕、離子注入等工藝，對(duì)晶片表面是否存在薄氧化層的要求不是很高時(shí)，采用本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)的方法可以避免晶片表面水跡的產(chǎn)生；若后續(xù)工藝為生長(zhǎng)外延層等對(duì)層間的粘附性要求較高的工藝時(shí)，由于還需去除本發(fā)明形成的薄氧化層，則可采用現(xiàn)有技術(shù)的方法去除薄氧化層，或直接采用現(xiàn)有技術(shù)的方法進(jìn)行化學(xué)清洗。實(shí)施例三本實(shí)施例提供的濕法化學(xué)清洗方法與上一實(shí)施例不同的是具有氧化作用的溶液的選擇，本實(shí)施例中的具有氧化作用的溶液中包括ΝΗ40Η、Η2Α和H2O,其中，NH4OH^H2O2和H2O 按體積比1 1-2 5-80混合，優(yōu)選為NH40H、H2O2和H2O按體積比1 1_2 5_7混合， 即選用RCA清洗中的1號(hào)標(biāo)準(zhǔn)清洗液(SC-I)，由于選擇的是現(xiàn)有生產(chǎn)工藝中常用的溶液，因此較現(xiàn)有技術(shù)減輕了工藝成本。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制。雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例披露如上，然而并非用以限定本發(fā)明。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作出許多可能的變動(dòng)和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。因此， 凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種濕法化學(xué)清洗方法，其特征在于，包括提供一半導(dǎo)體晶片，所述晶片表面包括裸露的硅區(qū)域；使所述晶片接觸具有氧化作用的溶液，在所述晶片表面形成氧化層；采用去離子水沖洗具有氧化層的晶片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述晶片表面的氧化層阻止了所述晶片表面裸露的硅區(qū)域與去離子水的直接接觸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，使所述晶片接觸具有氧化作用的溶液具體為，將所述晶片浸潤(rùn)在所述具有氧化作用的溶液中。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述氧化層的厚度均勻。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述氧化層的厚度為7A-13A。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述具有氧化作用的溶液中包括H2A和H2O。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述具有氧化作用的溶液中H2A和H2O按體積比1 5-50混合。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述具有氧化作用的溶液中包括ΝΗ40Η、 H2O2 和 H2O。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述具有氧化作用的溶液中ΝΗ40Η、Η》2和 H2O按體積比1 1-2 5-80混合。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，該方法還包括 對(duì)采用去離子水沖洗后的晶片進(jìn)行干燥處理。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)了一種濕法化學(xué)清洗方法，包括提供一半導(dǎo)體晶片，所述晶片表面包括裸露的硅區(qū)域；使所述晶片接觸具有氧化作用的溶液，在所述晶片表面形成氧化層；采用去離子水沖洗具有氧化層的晶片。本發(fā)明實(shí)施在半導(dǎo)體晶片表面氧化形成一層薄的氧化層，阻擋了所述晶片表面裸露的硅與去離子水的直接接觸，進(jìn)而使得采用去離子水沖洗所述晶片時(shí)，不會(huì)有裸露的硅溶于水，在后續(xù)的干燥過(guò)程中就不會(huì)有硅析出，降低了半導(dǎo)體晶片表面形成水跡的可能，并且該方法可采用現(xiàn)有生產(chǎn)工藝中的具有氧化作用的溶液，降低了工藝成本。
文檔編號(hào)H01L21/02GK102468130SQ20101053833
公開(kāi)日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2010年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月9日
發(fā)明者葉鵬, 王宇澄 申請(qǐng)人:無(wú)錫華潤(rùn)上華半導(dǎo)體有限公司, 無(wú)錫華潤(rùn)上華科技有限公司