半导体结构的清洗方法与流程

1.本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种半导体结构的清洗方法。


背景技术：

2.半导体芯片的制造过程中，半导体芯片上会附着细微异物、金属杂质、与有机杂质。这些杂质一旦附着到半导体晶片即成为动作不良的原因，因此半导体芯片的洁净度被以严格的规格管理，以不使这些杂质附着。而且，随着半导体器件的细微化、高性能化，对异物、金属杂质、与有机杂质的管理要求规格也变得严格。一般来说，以湿式清洗方法能够除去这些杂质。因此，半导体芯片的清洗技术在半导体工艺中成为非常重要的工序。
3.在形成半导体芯片过程包含多道含等离子体的刻蚀工艺以及离子注入工艺，含等离子体的刻蚀工艺以及离子注入工艺容易产生大量电荷在芯片表面，在后续的湿法清洗工艺过程中，容易快速放电，形成严重的电弧缺陷，对芯片表面的结构产生极大的破坏。
4.因此，如何去除芯片表面的电荷是亟需解决的问题。


技术实现要素：

5.本发明解决的技术问题是提供一种半导体结构的清洗方法，以去除芯片表面的电荷。
6.为解决上述技术问题，本发明技术方案提供一种半导体结构的清洗方法，包括：提供衬底，所述衬底包括功能面和与功能面相对的背面；在衬底功能面上形成流体钝化膜；形成流体钝化膜之后，采用湿法清洗工艺对所述衬底功能面表面进行第一去电荷处理；在进行第一去电荷处理之后，对所述衬底表面进行主清洗。
7.可选的，所述流体钝化膜的材料包括液体；所述液体包括纯水或异丙醇。
8.可选的，形成所述流体钝化膜的工艺包括喷淋工艺；所述喷淋工艺的工艺参数包括：转速为0转每分钟～1200转每分钟，流量范围为0毫升每分钟～2000毫升每分钟，时间为0～5分钟。
9.可选的，所述湿法清洗工艺包括第一阶段和第一阶段之后的第二阶段，在所述第一阶段中，所述湿法清洗工艺的溶液形成的液膜覆盖于流体钝化膜表面，在所述第二阶段中，所述湿法清洗工艺的溶液形成的液膜与流体钝化膜相溶，形成混合溶液膜，所述混合溶液膜位于衬底功能面表面。
10.可选的，所述流体钝化膜的厚度与所述液膜的厚度比例范围为0～5:1。
11.可选的，所述流体钝化膜的厚度范围为0～5毫米。
12.可选的，所述流体液膜的厚度范围为0～5毫米。
13.可选的，所述湿法清洗工艺的溶液包括溶有二氧化碳的去离子水溶液；所述湿法清洗工艺溶液的ph范围为4～7，电导率范围为0～50微西门子每厘米，流量范围为0毫升每分钟～2000毫升每分钟，时间为0～5分钟，转速为0转每分钟～1200转每分钟。
14.可选的，所述混合溶液膜的材料包括溶有二氧化碳的去离子水溶液；所述混合溶
液膜溶液的ph范围为4～7，电导率范围为0～40微西门子每厘米。
15.可选的，所述湿法清洗工艺的溶液包括溶有氨水的去离子水溶液；所述湿法清洗工艺溶液的ph范围为7～11，电导率范围为0～50微西门子每厘米，流量范围为0毫升每分钟～2000毫升每分钟，时间为0～5分钟，转速为0转每分钟～1200转每分钟。
16.可选的，所述混合溶液膜的材料包括溶有氨水的去离子水溶液；所述混合溶液膜溶液的ph范围为7～11，电导率范围为0～40微西门子每厘米。
17.可选的，对所述衬底表面进行主清洗的溶液包括酸性溶液或碱性溶液。可选的，所述衬底包括基底和位于基底上的鳍部结构，所述鳍部结构表面为衬底的功能面。
18.可选的，所述衬底包括：基底；位于基底上的器件层，所述器件层表面为衬底的功能面，所述器件层包括隔离结构和位于隔离结构内的器件结构，所述器件结构包括晶体管、二极管、三极管、电容、电感或导电结构。
19.可选的，所述衬底还包括：位于器件层上的介质层；位于介质层内的导电层，所述导电层与所述器件结构电连接，所述导电层表面为衬底的功能面。
20.可选的，在衬底功能面上形成流体钝化膜之前，还包括：对所述衬底背面进行第二去电荷处理。
21.可选的，对所述衬底表面进行第二去电荷处理的工艺包括湿法清洗工艺；所述湿法清洗工艺的溶液包括溶有二氧化碳的去离子水溶液或溶有氨水的去离子水溶液。
22.与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益效果：
23.本发明的技术方案的清洗方法，在对衬底表面进行第一去电荷处理之前，先在衬底上形成流体钝化膜。一方面，所述流体钝化膜能够在对所述衬底表面进行第一去电荷处理的过程中，在初始状态时，所述液体钝化膜能够与衬底和第一去电荷处理的溶液形成的液膜形成电容结构，从而所述第一去电荷处理的工艺不易与衬底表面的电荷直接接触发生反应，进而产生放电的情况；另一方面，随着时间的推移，所述流体钝化膜能够与第一去电荷处理的溶液形成的液膜相融合，从而所述流体钝化膜能够稀释所述湿法去除工艺的溶液浓度，使得形成的混合溶液电导率降低，从而能够有效的防止衬底表面电荷快速释放，使得电荷的释放更为缓慢、安全，不易产生电弧缺陷。
附图说明
24.图1至图6是本发明实施例中半导体结构的清洗方法的过程示意图。
具体实施方式
25.如背景技术所述，如何去除芯片表面的电荷是亟需解决的问题。
26.具体地，在形成半导体芯片过程包含多道含等离子体的刻蚀工艺以及离子注入工艺，所述含等离子体的刻蚀工艺以及离子注入工艺容易产生大量电荷在芯片表面，在后续的湿法清洗工艺过程中，通常湿法清洗工艺的药液导电能力良好，因此所述湿法清洗工艺的药液容易与芯片表面的电荷发生反应，从而容易快速放电，形成严重的电弧缺陷，对芯片表面的结构产生极大的破坏，进而影响芯片良率。
27.现阶段，通常采用导电能力较弱的溶有二氧化碳的去离子水(dico2)缓慢释放芯片背面与正面的表面电荷，充分释放表面电荷之后，再对芯片表面进行湿法清洗，从而减小
放电程度，起到减少电弧缺陷的作用。
28.然而，通常整个厂务的dico2的浓度是一定的，即其导电能力不可随意调节；同时，芯片制造过程中的各层表面的带电荷量有多有少，对一些前层带电荷量高的制程，采用导电能力较弱的溶有二氧化碳的去离子水(dico2)缓慢释放芯片背面与正面的表面电荷的方法效果甚微，仍然会产生大量电弧缺陷，影响芯片的良率。
29.为了解决上述问题，本发明技术方案提供一种半导体结构的清洗方法，通过在对衬底表面进行第一去电荷处理之前，先在衬底上形成流体钝化膜。一方面，所述流体钝化膜能够在对所述衬底表面进行第一去电荷处理的过程中，在初始状态时，所述液体钝化膜能够与衬底和第一去电荷处理的液膜形成电容结构，从而所述第一去电荷处理的工艺不易与衬底表面的电荷直接接触发生反应，进而产生放电的情况；另一方面，随着时间的推移，所述流体钝化膜能够与第一去电荷处理的溶液形成的液膜相融合，从而所述流体钝化膜能够稀释所述湿法去除工艺的溶液浓度，使得形成的混合溶液电导率降低，从而能够有效的防止衬底表面电荷快速释放，使得电荷的释放更为缓慢、安全，不易产生电弧缺陷。
30.为使本发明的上述目的、特征和有益效果能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
31.图1至图6是本发明实施例中半导体结构的清洗方法的过程示意图。
32.请参考图1，提供衬底，所述衬底包括功能面101和与功能面101相对的背面102。
33.在本实施例中，所述衬底包括：基底100；位于基底上的器件层103，所述器件层103表面为衬底的功能面101，所述器件层103包括隔离结构(未图示)和位于隔离结构内的器件结构(未图示)，所述器件结构包括晶体管、二极管、三极管、电容、电感或导电结构。
34.在本实施例中，所述基底100的材料为硅。
35.在其他实施例中，所述基底的材料包括碳化硅、硅锗、
ⅲ‑ⅴ
族元素构成的多元半导体材料、绝缘体上硅(soi)或者绝缘体上锗(goi)。其中，
ⅲ‑ⅴ
族元素构成的多元半导体材料包括inp、gaas、gap、inas、insb、ingaas或者ingaasp。
36.在其他实施例中，所述衬底还包括：位于器件层上的介质层；位于介质层内的导电层，所述导电层与所述器件结构电连接，所述导电层表面为衬底的功能面。
37.在其他实施例中，所述衬底包括基底和位于基底上的鳍部结构，所述鳍部结构表面为衬底的功能面。
38.请参考图2，对所述衬底背面102进行第二去电荷处理。
39.在本实施例中，对所述衬底表面进行第二去电荷处理的工艺包括湿法清洗工艺；所述湿法清洗工艺的溶液包括溶有二氧化碳的去离子水溶液或溶有氨水的去离子水溶液。
40.所述溶有二氧化碳的去离子水(dico2)溶液或溶有氨水的去离子水溶液的导电能力较弱，从而能够缓慢释放衬底背面102的表面电荷，充分释放表面电荷之后，后续再对所述衬底背面102进行主清洗时，能够有效的防止衬底表面电荷快速释放，使得电荷的释放更为缓慢、安全，不易产生电弧缺陷。
41.在其他实施例中，能够不对所述衬底背面进行第二去电荷处理。
42.请参考图3，在衬底功能面101上形成流体钝化膜104。
43.所述流体钝化膜104的材料包括液体；所述液体包括纯水或异丙醇。
44.在本实施例中，所述流体钝化膜104的材料包括纯水。所述纯水不具有导电性，从
而所述流体钝化膜104在衬底功能面101上起到绝缘作用。从而后续在对衬底表面进行第一去电荷处理的过程中，在初始状态时，所述液体钝化膜104能够与衬底和第一去电荷处理的液膜形成电容结构，从而所述第一去电荷处理的工艺不易与衬底表面的电荷直接接触发生反应，进而产生放电的情况。
45.形成所述流体钝化膜104的工艺包括喷淋工艺；所述喷淋工艺的工艺参数包括：转速为0转每分钟～1200转每分钟，流量范围为0毫升每分钟～2000毫升每分钟，时间为0～5分钟。
46.在本实施例中，所述流体钝化膜104的厚度范围为0～5毫米。
47.形成流体钝化膜104之后，采用湿法清洗工艺对所述衬底功能面101表面进行第一去电荷处理。对所述衬底功能面101表面进行第一去电荷处理的过程请参考图4和图5。
48.所述湿法清洗工艺包括第一阶段和第一阶段之后的第二阶段。
49.请参考图4，在所述第一阶段中，所述湿法清洗工艺的溶液形成的液膜105覆盖于流体钝化膜104表面。
50.在本实施例中，所述湿法清洗工艺的溶液包括溶有二氧化碳的去离子水溶液；所述湿法清洗工艺溶液的ph范围为4～7，电导率范围为0～50微西门子每厘米，流量范围为0毫升每分钟～2000毫升每分钟，时间为0～5分钟，转速为0转每分钟～1200转每分钟。
51.所述溶有二氧化碳的去离子水溶液具有导电性，从而所述液体钝化膜104能够与衬底和所述湿法清洗工艺的溶液形成的液膜105形成电容结构，从而所述第一去电荷处理的工艺不易与衬底表面的电荷直接接触发生反应，进而产生放电的情况。
52.在本实施例中，所述流体钝化膜104的厚度与所述液膜105的厚度比例范围为0～5:1。所述液膜105的厚度范围为0～5毫米。
53.上述湿法清洗工艺的工艺参数能够使得形成的所述流体钝化膜104的厚度与所述液膜105的厚度比例范围为0～5:1，以此保证后续液膜105经过纯水稀释后形成的混合溶液膜的电导率降低，从而能够有效的防止衬底表面电荷快速释放，使得电荷的释放更为缓慢、安全，不易产生电弧缺陷。
54.在其他实施例中，所述湿法清洗工艺的溶液包括溶有氨水的去离子水溶液；所述湿法清洗工艺溶液的ph范围为7～11，电导率范围为0～50微西门子每厘米，流量范围为0毫升每分钟～2000毫升每分钟，时间为0～5分钟，转速为0转每分钟～1200转每分钟。
55.请参考图5，在所述第二阶段中，所述湿法清洗工艺的溶液形成的液膜105与流体钝化膜104相溶，形成混合溶液膜106，所述混合溶液膜106位于衬底功能面101表面。
56.在本实施例中，所述混合溶液膜106的材料包括溶有二氧化碳的去离子水溶液；所述混合溶液膜溶液的ph范围为4～7，电导率范围为0～40微西门子每厘米。
57.随着时间的推移，所述流体钝化膜104能够与湿法清洗工艺的溶液形成的液膜105相融合，从而所述流体钝化膜104能够稀释所述湿法清洗工艺的溶液形成的液膜105浓度，使得所述混合溶液膜106溶液的电导率小于湿法清洗工艺的溶液形成的液膜105的电导率，所述混合溶液膜106溶液的电导率较低，从而所述混合溶液膜106溶液具有更小的导电性，从而能够有效的防止衬底表面电荷快速释放，使得电荷的释放更为缓慢、安全，不易产生电弧缺陷。
58.在其他实施例中，所述混合溶液膜的材料包括溶有氨水的去离子水溶液；所述混
合溶液膜溶液的ph范围为7～11，电导率范围为0～40微西门子每厘米。
59.请参考图6，在进行第一去电荷处理之后，对所述衬底表面进行主清洗。
60.由于先采用导电能力较弱的溶有二氧化碳的去离子水(dico2)缓慢释放衬底背面与功能面的表面电荷，从而能够充分释放表面电荷，再对衬底背面与功能面进行主清洗时，所述主清洗的溶液与衬底表面的放电程度减小，起到减少电弧缺陷的作用。
61.对所述衬底表面进行主清洗的溶液包括酸性溶液或碱性溶液。所述酸性溶液和碱性溶液为本技术领域常见清洗溶液，在具体的工艺过程中按需选择，在此不再赘述。
62.虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。