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CN110148555B - 一种用于势垒前的氢氟酸雾清洗工艺 - Google Patents

一种用于势垒前的氢氟酸雾清洗工艺 Download PDF

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CN110148555B CN201910486732.9A CN201910486732A CN110148555B CN 110148555 B CN110148555 B CN 110148555B CN 201910486732 A CN201910486732 A CN 201910486732A CN 110148555 B CN110148555 B CN 110148555B
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wafer
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杨亚峰
赵顺
郭现听
王毅
张玉明
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Yangzhou Yangjie Electronic Co Ltd
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Yangzhou Yangjie Electronic Co Ltd
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    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
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Abstract

一种用于势垒前的氢氟酸雾清洗工艺。涉及半导体器件制造领域，尤其涉及一种用于势垒前的氢氟酸雾清洗工艺。提供了一种通过控制氢氟酸雾的量，保证腐蚀稳定，提高产品质量的用于势垒前的氢氟酸雾清洗工艺。本发明在工作中，通过对FSI清洗机改造后增加氢氟酸雾可以有效地去除表面的水渍残留和氧化层；同时氢氟酸雾的量需要控制，太少无法保证表面残留能去除干净，过多会导致晶圆外观缺陷；在保证腐蚀量的同时，还需要避免氢氟酸雾不能长时间的吹扫晶圆表面，故增加冷甩时间，降低通氢氟酸雾时的腔体温度，减少氢氟酸雾的扩散，稳定腐蚀量。本发明便于控制腐蚀量，保证了产品表面质量。

Description

一种用于势垒前的氢氟酸雾清洗工艺
技术领域
本发明涉及半导体器件制造领域，尤其涉及一种用于势垒前的氢氟酸雾清洗工艺。
背景技术
芯片势垒清洗工艺过程后管芯里面的si与金属结合，但是在清洗后si表面会出现的水渍残留，在势垒腐蚀后发现管芯出现异常圆点尺寸大小<15um不等，出现此异常的管芯出现IR异常导致芯片报废，且无法返工；水渍残留原因：势垒清洗时，悬挂的硅原子会和水发生化合反应生成非定型的可溶解性的硅胶，残留的水滴蒸发后会在硅表面留下硅胶和SIO2。
现有技术中HF结尾工艺，水在其表面的接触角在60～80之间，接触角越大，表面张力越强，需要足够的离心力去除，惯性质量小(水滴的大小)，所需要的离心力就越大，转速越高，水珠的甩干效果越佳，但FSI机台本身的限制，最高转速为500RPM/MIN，靠离心力不足以将表面水珠完全甩出芯片。
本申请人于2017.11.14申请的申请号为2017111202010，名称为“一种芯片势垒前的清洗装置及清洗工艺”，其基于FSI清洗机(即MERCURY MP Surface Condition DivisionSystem)的基础上，通过增加管道二，通过氮气将氢氟酸进行雾化形成氢氟酸雾溶于晶圆上残留的水渍中，然后和表面的SIO2发生反应，产生SIF4气体带走表面水渍。
然而，由于FSI机台本身的硬性条件限制，在液体输入和HF雾输入过程中差异非常大，使得腐蚀量和均匀性不可控。
发明内容
本发明针对以上问题，提供了一种通过控制氢氟酸雾的量，保证腐蚀稳定，提高产品质量的用于势垒前的氢氟酸雾清洗工艺。
本发明的技术方案为：包括以下步骤：
1)将晶圆放入FSI清洗机的腔体内；
2)清洗，腔体上的管道一依次通入浓H2SO4和H2O2对晶圆表面进行清洗；
3)甩干，腔体上的管道二连通盛放有氢氟酸的雾化器，雾化器连通氮气，将氢氟酸进行加压雾化形成氢氟酸雾，对晶圆表面进行甩干；
其中，腔体内的温度为28-30℃，氮气的流量为3-4slpm，时间为450-500s；
4)完成、取出。
还包括缓冲罐，所述缓冲罐设在管道二上、位于雾化器和腔体之间。
步骤3)和步骤4)之间还包括冷甩，所述管道二上连通设有气管，所述气管位于缓冲罐和腔体之间，所述管道二上设有开关一，所述开关一位于缓冲罐和气管之间，所述气管上设有开关二。
本发明在工作中，通过对FSI清洗机改造后增加氢氟酸雾可以有效地去除表面的水渍残留和氧化层；同时氢氟酸雾的量需要控制，太少无法保证表面残留能去除干净，过多会导致晶圆外观缺陷；
在保证腐蚀量的同时，还需要避免氢氟酸雾不能长时间的吹扫晶圆表面，故增加冷甩时间，降低通氢氟酸雾时的腔体温度，减少氢氟酸雾的扩散，稳定腐蚀量。
本发明便于控制腐蚀量，保证了产品表面质量。
附图说明
图1是本发明的结构示意图，
图2是本发明的测试图表一，
图3是本发明的测试图表二，
图中1是晶圆，2是腔体，3是管道一，4是管道二，5是雾化器，6是缓冲罐，7是气管，8是开关一，9是开关二。
具体实施方式
本发明如图1所示，包括以下步骤：
1)将晶圆1放入FSI清洗机的腔体2内；
2)清洗，腔体上的管道一3依次通入浓H2SO4和H2O2对晶圆表面进行清洗，去除表面残留的有机物和颗粒；管道一上的箭头代表通入浓H2SO4和H2O2；
3)甩干，腔体上的管道二4连通盛放有氢氟酸的雾化器5，雾化器连通氮气，将氢氟酸进行加压雾化形成氢氟酸雾，对晶圆表面进行甩干；
其中，腔体内的温度为28-30℃，氮气的流量为3-4slpm，时间为450-500s；
在室温下，固定氮气流量，随时间增加腐蚀量呈上升趋势(如图2所示)；但在加热情况下，腔体温度在28～30度附近，腐蚀量不会随时间和氮气流量的增加而增大(如图3所示)；4)完成、取出。
本发明在工作中，通过对FSI清洗机改造后增加氢氟酸雾可以有效地去除表面的水渍残留和氧化层；同时氢氟酸雾的量需要控制，太少无法保证表面残留能去除干净，过多会导致晶圆外观缺陷；
在保证腐蚀量的同时，还需要避免氢氟酸雾不能长时间的吹扫晶圆表面，故增加冷甩时间，降低通氢氟酸雾时的腔体温度，减少氢氟酸雾的扩散，稳定腐蚀量。
还包括缓冲罐6，所述缓冲罐设在管道二上、位于雾化器和腔体之间。
设置缓冲罐，起到氢氟酸雾缓冲的作用。
步骤3)和步骤4)之间还包括冷甩，所述管道二上连通设有气管7，所述气管位于缓冲罐和腔体之间，所述管道二上设有开关一8，所述开关一位于缓冲罐和气管之间，所述气管上设有开关二9。
通过设置气管，便于通过管道二对腔体内进行吹扫，降低腔体内的温度，减少氢氟酸雾的扩散，保证腐蚀量。设置开关一和开关二，便于实现对管道二和气管的通断控制；图中气管上的箭头代表进气，进气时间为200-300s。
对于本案所公开的内容，还有以下几点需要说明：
(1)、本案所公开的实施例附图只涉及到与本案所公开实施例所涉及到的结构，其他结构可参考通常设计；
(2)、在不冲突的情况下，本案所公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合以得到新的实施例；
以上，仅为本案所公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，本案所公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (1)

1.一种用于势垒前的氢氟酸雾清洗工艺，其特征在于，包括以下步骤：
1）将晶圆放入FSI清洗机的腔体内；
2）清洗，腔体上的管道一依次通入浓H2SO4和H2O2对晶圆表面进行清洗；
3）甩干，腔体上的管道二连通盛放有氢氟酸的雾化器，雾化器连通氮气，将氢氟酸进行加压雾化形成氢氟酸雾，对晶圆表面进行甩干；
其中，腔体内的温度为28-30℃，氮气的流量为3-4slpm，时间为450-500s；
4）完成、取出；
还包括缓冲罐，所述缓冲罐设在管道二上、位于雾化器和腔体之间；
步骤3）和步骤4）之间还包括冷甩，所述管道二上连通设有气管，所述气管位于缓冲罐和腔体之间，所述管道二上设有开关一，所述开关一位于缓冲罐和气管之间，所述气管上设有开关二。
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