[发明专利]晶圆清洗方法及半导体器件的制造方法

说明书

本发明提供了一种晶圆清洗方法及半导体器件的制造方法，所述晶圆清洗方法包括：采用清洗液清洗晶圆表面，清洗后的所述晶圆表面覆盖有所述清洗液的液膜，且清洗后的所述晶圆表面带负电荷；以及，采用干燥气体吹扫所述晶圆表面，以从所述晶圆表面的中心至边缘去除所述液膜，所述干燥气体中包含有正离子和负离子，以中和所述晶圆表面的负电荷。本发明的技术方案能够很好地抑制晶圆表面的静电，有效减少静电引发的器件失效，进而提高了集成电路加工的整体良率。

技术领域

本发明涉及集成电路制造领域，特别涉及一种晶圆清洗方法及半导体器件的制造方法。

背景技术

一直以来，集成电路的发展遵循摩尔定律(Moore's Law)，按照摩尔定律，晶体管的特征尺寸从早期的微米级不断进化到现在的纳米级。随着晶体管尺寸越来越小，工艺制程也变得越来越复杂；同时，小尺寸半导体器件对杂质的掺入更加敏感，特别是金属及有机物杂质会严重影响器件的表现特征及应用的可靠性。随着制造工序的增加，加上对芯片表面洁净度苛刻的要求，这使得清洗工艺在集成电路生产工艺过程中也扮演着越来越重要的角色。

芯片制造过程中的环境因素及各工序自身都会带入杂质，不管是颗粒杂质、金属杂质或有机物杂质都有会造成芯片不同程度的缺陷甚至报废，造成巨大的经济损失。因此，在生产过程中，除了要减少环境污染源外，各工艺段间都需要进行清洗处理。尤其对于先进制程，清洗工序通常占到全部工序的20%以上。至今为止，湿法清洗仍然是主流选择。湿法清洗工艺过程主要以清洗晶圆表面的残留光刻胶、等离子体刻蚀后聚合残留物、颗粒杂质、金属离子杂质、有机物杂质等为主要目的。

湿法清洗效率的好坏决定产品良率、可靠度以及生产效率的高低，通过控制湿法清洗工艺降低产品缺陷，对提高产品良率有着巨大的贡献。其中，所有湿法清洗的最后一个步骤是干燥，干燥的目的是把前道工序晶圆表面的清洗液(通常是去离子水，DeionizedWater，DIW) 除尽，防止表面留有清洗液印迹而造成二次污染，洁净干燥的晶圆表面也为后续工艺做好准备。对于干燥步骤，通常采用氮气吹扫加高速旋转，其优点是时间短，但普遍存在干燥后晶圆表面带负电荷的问题。相对于其它类型的缺陷（如颗粒杂质和有机物杂质），静电造成的影响会导致器件特性衰减及可靠性失效；甚至当电荷积累超过击穿电压时，放电会导致器件损坏失效。

因此，需要优化晶圆清洗方法，以有效减少静电引发的器件失效，进而提高集成电路加工的整体良率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种晶圆清洗方法及半导体器件的制造方法，能够很好地抑制晶圆表面的静电，有效减少静电引发的器件失效，进而提高了集成电路加工的整体良率。

为实现上述目的，本发明提供了一种晶圆清洗方法，包括：

采用清洗液清洗晶圆表面，清洗后的所述晶圆表面覆盖有所述清洗液的液膜，且清洗后的所述晶圆表面带负电荷；以及，

采用干燥气体吹扫所述晶圆表面，以从所述晶圆表面的中心至边缘去除所述液膜，所述干燥气体中包含有正离子和负离子，以中和所述晶圆表面的负电荷。

可选地，所述清洗液的pH大于2.45且小于或等于10。

可选地，所述晶圆表面形成有二氧化硅膜；在采用所述清洗液清洗所述晶圆表面的过程中，所述二氧化硅膜表面具有如下动态平衡反应式：

所述负电荷的电荷密度为：

其中，是法拉第常数，是固-液界面上分子的总位密度，和分别是反应式(1)和反应式(2)的反应平衡常数，固-液界面上的氢离子浓度。

可选地，固-液界面上的浓度的计算公式为：