[发明专利]一种晶圆的清洗方法及实现其的装置

说明书

本申请提供一种晶圆的清洗方法和一种晶圆的清洗装置。该清洗方法包括：在晶圆以第一转速旋转的情况下，使用第一清洗液对晶圆进行第一清洗处理；以及在晶圆以第二转速旋转的情况下，使用通入有CO₂气体的第二清洗液对晶圆进行第二清洗处理，其中，第二转速小于第一转速。根据该方法，通过在清洗液中加入CO₂气体并增加超慢转速的清洗步骤，规避了由于清洗刷与清洗液之间的摩擦所导致的晶圆带电问题，改善了器件的可靠性和稳定性。

技术领域

本申请涉及集成电路领域，更具体地，涉及一种晶圆的清洗方法及实现其的装置。

背景技术

在集成电路工艺中，三维集成是一种在保持现有技术优点的同时提高器件整体性能的解决方案。例如，在当前集成电路中经常会出现将超高压(Ultra High Voltage，UHV)器件和低压(Low Voltage，LV)器件集成在一起的情况，以充分发挥LV器件速度快、UHV器件耐高压的优势，从而实现电路的高性能工作。通过将两个或多个功能相同或不同的晶圆进行三维集成可缩短晶圆之间的金属互联、减小功耗、改善发热和延迟问题，提高器件性能的同时还具有缩短工艺研发周期和减小集成体积等优点。

在三维集成工艺中，包括大量的刻蚀、抛光、切割等过程，在该过程中产生的颗粒物、化学残留物会遗留在晶圆表面，对晶圆造成污染甚至损伤。因此，在诸如晶圆的前制程工艺之后、晶圆的键合工艺之前都需要对晶圆进行清洗处理，以提高产品良率。

在现有技术中，晶圆的清洗通常采用湿法化学清洗方法，该方法包括：配合使用清洗液与清洗刷对晶圆进行清洗处理后并甩干。该过程需要晶圆在特定转速(不低于特定阈值)下进行，以保证清洗效果。然而，在较高转速的情况下，清洗刷与清洗液之间的摩擦不可避免地使晶圆带电，而该多余电荷会在后制程和器件使用期间产生累积效果，影响器件的可靠性和稳定性，例如，该多余电荷会导致拖尾效应，严重的拖尾效应会使栅极氧化物的寿命迅速退化，从而导致器件失效。

发明内容

本申请提供可至少部分地解决现有技术中存在的上述问题的晶圆的清洗方法和清洗装置。

在本申请的一个方面中，提供了晶圆的清洗方法。该方法可包括：在晶圆以第一转速旋转的情况下，使用第一清洗液对晶圆进行第一清洗处理；以及在晶圆以第二转速旋转的情况下，使用通入有CO₂气体的第二清洗液对晶圆进行第二清洗处理，其中，第二转速小于第一转速。其中，第一转速可为400-600rpm。第二转速可为40-60rpm。第一清洗液可包括氢氟酸、硝酸、硫酸、盐酸、双氧水、氨水或去离子水中的任意一种或多种混合后形成的溶液。第一清洗液中可通入有N₂气体，N₂气体的流量范围为40-80ssml。第一清洗液中可通入有CO₂气体，CO₂气体的流量范围为5-10ssml。其中，使用第一清洗液对晶圆进行第一清洗处理的步骤可包括将晶圆在第一转速下冲洗20-30s。第二清洗液可包括氢氟酸、硝酸、硫酸、盐酸、双氧水、氨水或去离子水中的任意一种或多种混合后形成的溶液。其中，通入第二清洗液的CO₂气体的流量范围可为10-15ssml。其中，使用通入有CO₂气体的第二清洗液对晶圆进行第二清洗处理的步骤包括将晶圆在第二转速下冲洗20-40s。在第二清洗处理之后，还可包括使晶圆以第三转速旋转，以对晶圆进行甩干操作。其中，第三转速可为1000-2000rpm。