專利名稱：半導體晶圓的清洗方法
半導體晶圓的清洗方法技術領域：
本發(fā)明涉及半導體清洗技術領域，特別是涉及一種半導體晶圓的清洗方法。背景技術：
在集成電路工藝中，清洗晶圓的目的是為了去除附著于晶圓表面的化合物 (Polymer)、金屬雜質(zhì)或微粒。通常使用EKC溶液去除晶圓表面的化合物，然后再利用異丙 醇(IPA)去除殘留在晶圓表面的EKC溶液。在這一過程中，EKC溶液與IPA的含水量都十 分重要，這是因為，在0. 13μπι工藝以上的半導體工藝制程中，Al/Cu金屬線是主要的互連 引線，而太多的水會對金屬線造成一些損害。EKC溶液的主要成分為(1)羥胺(HDA) ； O) 2_ (2_氨基乙氧基)乙醇(DGA) ； (3) 鄰苯二酚(Catechol) ； (4)水。用來清洗EKC溶液的IPA的分子式為(CH3)2CHOH,可以與水任意比互溶。在特定 條件下，IPA會發(fā)生以下的氧化反應以及取代反應2 (CH3) 2CH0H+02 — 2 (CH3) 2C = 0+2H20(CH3) 2CH0H+HX — (CH3) 2CHX+H20在以上兩種反應中，都有水的生成，而之前已提到，如果溶液中水的含量太高，對 金屬線是不利的，易于發(fā)生原電池反應而造成金屬線的缺陷。例如，在Al制程中，由于Al 會與Cu形成一種Al2Cu合金相，當浸入水中時，就會產(chǎn)生如下原電池反應陰極=Al2Cuθ 相H2O +\ O2 +2e- — 20H~陽極Cu沉積，AlAl —Al3++3e-該原電池反應造成了 Al的離子化，也就是說，裸露在外的Al線就會發(fā)生空洞缺 陷。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術中存在的上述問題，提供一種半導體晶圓的清洗 方法，防止晶圓上裸露的金屬線發(fā)生原電池反應，從而提高晶圓的生產(chǎn)效率和成品率。根據(jù)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明提出一種半導體晶圓的清洗方法，該方法至少包 含如下步驟提供一晶圓，所述晶圓上具有刻蝕殘余物；采用EKC溶液清洗所述晶圓，去除所述晶圓上的刻蝕殘余物；采用一清洗劑清洗所述晶圓，去除所述晶圓上殘留的EKC溶液，所述清洗劑為酮 基化合物且不含有羥基；
去除晶圓表面殘留的清洗劑。其中，所述清洗劑選自于丙酮和丁酮中的一種或兩種。所述采用EKC溶液清洗晶圓的步驟中，實施清洗的時間是20至30分鐘。所述采用清洗劑清洗晶圓的步驟中，實施清洗的時間是5至10分鐘。所述去除晶圓表面殘留的清洗劑的步驟進一步包括將所述晶圓移至快排沖洗槽 中，采用去離子水對所述晶圓進行沖洗。所述采用去離子水對晶圓進行沖洗的時間是5至10分鐘。本發(fā)明中采用清洗劑代替IPA來清洗晶圓上的EKC殘留液的優(yōu)點在于，因為該清 洗劑中沒有羥基的存在，因此在清洗過程中不會發(fā)生醇類的氧化或者取代反應，所以溶液 中的水含量不會因為清洗劑自身的反應而發(fā)生改變，在晶圓清洗工藝中能夠完全控制水的 含量，從而對金屬線進行了有效的保護。
圖1為本發(fā)明半導體晶圓的清洗方法的工藝流程圖。
具體實施方式為了讓本發(fā)明的目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，并配合 所附圖示，做詳細說明如下。如圖1所示，為本發(fā)明半導體晶圓的清洗方法的工藝流程圖，本發(fā)明包含如下步 驟步驟S10，提供一晶圓，所述晶圓上具有刻蝕殘余物；步驟S20，采用EKC溶液清洗所述 晶圓，去除所述晶圓上的刻蝕殘余物；步驟S30，采用一清洗劑清洗所述晶圓，去除所述晶 圓上殘留的EKC溶液，所述清洗劑為酮基化合物且不含有羥基；步驟S40，去除晶圓表面殘 留的清洗劑。具體而言于步驟SlO中提供一晶圓，所述晶圓上具有刻蝕殘余物；這些刻蝕后的殘余物有 可能是刻蝕工藝中為了形成良好的刻蝕形貌而在刻蝕過程中形成的用來保護側壁的聚合 物，這些聚合物需要在刻蝕完畢后通過濕法清洗去除掉；此外，刻蝕后的殘余物也有可能包 含干法剝離光刻膠后殘留在晶圓上的未清除干凈的光刻膠，這些殘留的光刻膠同樣需要濕 法工藝來清洗。于步驟S20中采用EKC溶液清洗所述晶圓，去除所述晶圓上的刻蝕殘余物；其中， 所謂EKC溶液是一種常見的用于清洗晶圓表面殘留物的溶液，主要成分包括羥胺、2-(2-氨 基乙氧基)乙醇、鄰苯二酚和水。羥胺(HDA)用于分解聚合物，且對金屬有腐蝕作用； 2-(2-氨基乙氧基)乙醇同樣用于分解聚合物，且對金屬有腐蝕作用；鄰苯二酚能與金屬結 合并停留在金屬的表面，從而保護金屬不被羥胺、二甘醇胺(DGA)等侵蝕；此外，EKC溶液中 還需要水作為活化劑。作為較佳的具體實施方式
，采用EKC溶液清洗晶圓的步驟進行20 30分鐘。當晶圓上的刻蝕殘余物去除后，進行步驟S30，即采用一清洗劑清洗所述晶圓，去 除所述晶圓上殘留的EKC溶液，所述清洗劑為酮基化合物且不含有羥基。本具體實施方式
中，利用丙酮(CH3)2C = O清洗晶圓上的EKC殘留液，丙酮中具有羰基，能夠溶解EKC溶液中 的羥胺、2-(2-氨基乙氧基)乙醇、鄰苯二酚等物質(zhì)，因此可以將晶圓表面的EKC殘留液去除，并且由于丙酮中沒有羥基，只有羰基存在，因此不會發(fā)生醇類的氧化或者取代反應，因 此不會由于丙酮參與反應而使得溶液當中水的含量發(fā)生改變。因此，在本步驟中，水的含量 是容易控制的，不易因為水含量的變化而導致晶圓的金屬線發(fā)生空洞缺陷。作為較佳的具 體實施方式，此步驟進行時間為5 10分鐘。進一步地說，此步驟應當采用含有酮基但是不含有羥基的清洗劑清洗所述晶圓， 雖然酮基和羥基都能夠溶解EKC溶液中的羥胺、2-(2-氨基乙氧基)乙醇、鄰苯二酚等物質(zhì)， 但是羥基易吸收空氣中的氧氣產(chǎn)生水，因此應當采用含有酮基但是不含有羥基的物質(zhì)，例 如丙酮或者丁酮等，作為清洗劑的主要成分。當然，丁二酮或者環(huán)己二酮等其他酮類有機物也可以作為清洗劑的有效成分，但 是丙酮和丁酮是較為常見的物質(zhì)，易于獲得。此后，于步驟S40中去除晶圓表面殘留的清洗劑。具體而言，將晶圓移至快排沖洗 槽(QDR)中，對所述晶圓進行一沖洗步驟，該步驟中可采用純凈水或去離子水對所述晶圓 進行沖洗，進行時間為5 10分鐘。由此可見，采用本發(fā)明的半導體晶圓清洗方法對晶圓上的EKC殘留液進行清洗， 易于控制清洗液中的水含量，克服了現(xiàn)有技術中采用異丙醇清洗技術的不足之處，從而降 低了金屬線發(fā)生缺陷的可能性。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人 員，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為 本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
權利要求
1.一種半導體晶圓的清洗方法，其特征在于，該方法至少包含如下步驟提供一晶圓，所述晶圓上具有刻蝕殘余物；采用EKC溶液清洗所述晶圓，去除所述晶圓上的刻蝕殘余物；采用一清洗劑清洗所述晶圓，去除所述晶圓上殘留的EKC溶液，所述清洗劑為酮基化 合物且不含有羥基；去除晶圓表面殘留的清洗劑。
2.根據(jù)權利要求1所述的半導體晶圓的清洗方法，其特征在于，所述清洗劑選自于丙 酮和丁酮中的一種或兩種。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的半導體晶圓的清洗方法，其特征在于，所述采用EKC溶液 清洗晶圓的步驟中，實施清洗的時間是20至30分鐘。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的半導體晶圓的清洗方法，其特征在于，所述采用清洗劑清 洗晶圓的步驟中，實施清洗的時間是5至10分鐘。
5.根據(jù)權利要求1或2所述的半導體晶圓的清洗方法，其特征在于，所述去除晶圓表面 殘留的清洗劑的步驟進一步包括將所述晶圓移至快排沖洗槽中，采用去離子水對所述晶 圓進行沖洗。
6.根據(jù)權利要求5所述的半導體晶圓的清洗方法，其特征在于，所述采用去離子水對 晶圓進行沖洗的時間是5至10分鐘。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種半導體晶圓的清洗方法，至少包含如下步驟提供一晶圓，所述晶圓上具有刻蝕殘余物；采用EKC溶液清洗所述晶圓，去除所述晶圓上的刻蝕殘余物；采用一清洗劑清洗所述晶圓，去除所述晶圓上殘留的EKC溶液，所述清洗劑為酮基化合物且不含有羥基；去除晶圓表面殘留的清洗劑。本發(fā)明的優(yōu)點在于易于控制清洗液中的水含量，從而降低了半導體晶圓的金屬線發(fā)生缺陷的可能性。
文檔編號B08B3/08GK102039282SQ20091019763
公開日2011年5月4日 申請日期2009年10月23日 優(yōu)先權日2009年10月23日
發(fā)明者周祖源, 湯舍予, 謝寶強 申請人:無錫華潤上華半導體有限公司, 無錫華潤上華科技有限公司