改善小尺寸高深寬比結(jié)構(gòu)的濕法工藝潤(rùn)濕性的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于半導(dǎo)體集成電路制造設(shè)備領(lǐng)域，涉及一種改善小尺寸高深寬比結(jié)構(gòu)的濕法工藝潤(rùn)濕性的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在自然界中，物質(zhì)以多種相態(tài)存在，其中包括固態(tài)和液態(tài)，當(dāng)液態(tài)物質(zhì)與固態(tài)物質(zhì)接觸時(shí)，液態(tài)物質(zhì)與固態(tài)物質(zhì)之間產(chǎn)生表面張力作用，不同相態(tài)物質(zhì)接觸時(shí)，由于表面張力的互相作用使得不同相態(tài)物質(zhì)之間的接觸方式不同，例如固液相物質(zhì)接觸，即有潤(rùn)濕或者不潤(rùn)濕狀態(tài)。
[0003]由于半導(dǎo)體制造過(guò)程中，有很多小尺寸結(jié)構(gòu)和/或高深寬比結(jié)構(gòu)，小尺寸結(jié)構(gòu)比如55nm制程的后道互聯(lián)的通孔，其尺寸小于lOOnm，而高深寬比結(jié)構(gòu)是指深寬比(深度:高度)大于5的結(jié)構(gòu)。在半導(dǎo)體制造工藝中，濕法工藝包括濕法刻蝕以及濕法清洗，濕法刻蝕是指將一定數(shù)量的薄膜去除，而濕法清洗是將硅片表面雜質(zhì)去除。
[0004]在濕法工藝中，液體對(duì)固體的潤(rùn)濕性顯得非常重要，因?yàn)橹挥幸后w對(duì)固體完全潤(rùn)濕，才能將結(jié)構(gòu)中的雜質(zhì)清洗掉，或者將需要去除的薄膜潤(rùn)濕后刻蝕掉。然而隨著結(jié)構(gòu)尺寸減小，和/或深寬比增大，液體對(duì)固體結(jié)構(gòu)越來(lái)越難以潤(rùn)濕，濕法藥液無(wú)法進(jìn)入到小尺寸高深寬比結(jié)構(gòu)的底部對(duì)其進(jìn)行徹底清洗或刻蝕。
[0005]以深通孔(TSV)結(jié)構(gòu)為例，深通孔(TSV)結(jié)構(gòu)具有高深寬比，深通孔(TSV)結(jié)構(gòu)被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)3D芯片堆疊的關(guān)鍵技術(shù)之一。
[0006]TSV深通孔結(jié)構(gòu)形成的過(guò)程是:首先在硅片表面上刻蝕出深通孔，接著淀積隔離介質(zhì)膜，然后在通孔中填入需要的金屬，最后形成了 TSV深通孔結(jié)構(gòu)。其中，在第一步通過(guò)刻蝕工藝形成深通孔后，深通孔內(nèi)的光刻膠和刻蝕殘留聚合物需要去除，這就需要使用到濕法清洗工藝。然而當(dāng)深通孔的深寬比(深度:高度)大于5時(shí)，藥液進(jìn)入到通孔底部就會(huì)變得非常困難，因而無(wú)法達(dá)到將深通孔底部的刻蝕殘留聚合物去除的目的。
[0007]請(qǐng)參閱圖1，圖1為現(xiàn)有技術(shù)中TSV深通孔結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；在硅襯底10上形成TSV深通孔結(jié)構(gòu)20后，再淀積了一層薄的二氧化硅層，采用濕法藥液來(lái)去除通孔中的二氧化硅層。由圖1可以看出，在深度為37um，長(zhǎng)度和寬度為5um的通孔中，此時(shí)TSV深通孔結(jié)構(gòu)的深寬比約7:1，濕法藥液僅能進(jìn)入到通孔約9um左右，而9um以下的區(qū)域的二氧化硅層30則無(wú)法去除。
[0008]請(qǐng)參閱圖2，圖2為現(xiàn)有的濕法工藝的流程示意圖，包括以下步驟:步驟S01、提供一半導(dǎo)體硅片，將硅片固定在硅片托架上，由托架帶動(dòng)其旋轉(zhuǎn)；步驟S02、向硅片表面噴灑刻蝕或清洗藥液?’步驟S03、向硅片表面噴灑去離子水；步驟S04、對(duì)硅片進(jìn)行干燥，并將硅片存放至硅片盒中。
[0009]此外，隨著半導(dǎo)體技術(shù)的不斷發(fā)展，芯片上關(guān)鍵尺寸的不斷減小，尤其是后道互連的通孔結(jié)構(gòu)，尺寸小，深度大，如果互聯(lián)中刻蝕形成的通孔刻蝕后沒(méi)有清洗干凈，后續(xù)埋層淀積以及銅淀積都將受到影響，從而影響到整個(gè)芯片的工作效果或壽命。
[0010]因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需提供一種改善小尺寸高深寬比結(jié)構(gòu)的濕法工藝潤(rùn)濕性的方法，增加濕法藥液對(duì)小尺寸高深寬比結(jié)構(gòu)的潤(rùn)濕性，從而實(shí)現(xiàn)濕法藥液可以進(jìn)入到小尺寸高深寬比結(jié)構(gòu)的底部對(duì)其進(jìn)行徹底的清洗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種改善小尺寸高深寬比結(jié)構(gòu)的濕法工藝潤(rùn)濕性的方法，增加濕法藥液對(duì)小尺寸高深寬比結(jié)構(gòu)的潤(rùn)濕性，從而實(shí)現(xiàn)濕法藥液可以進(jìn)入到小尺寸高深寬比結(jié)構(gòu)的底部對(duì)其進(jìn)行徹底的清洗。
[0012]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種改善小尺寸高深寬比結(jié)構(gòu)的濕法工藝潤(rùn)濕性的方法，包括以下步驟:
[0013]步驟S01、提供一半導(dǎo)體硅片，將硅片固定在硅片托架上，由所述托架帶動(dòng)其旋轉(zhuǎn)；
[0014]步驟S02、向硅片表面噴灑低表面張力藥液，并持續(xù)第一噴灑時(shí)間；
[0015]步驟S03、使藥液浸漬硅片，并持續(xù)第一浸漬時(shí)間；
[0016]步驟S04、向硅片表面噴灑去離子水，并持續(xù)第二噴灑時(shí)間；
[0017]步驟S05、向硅片表面噴灑刻蝕或清洗藥液，并持續(xù)第三噴灑時(shí)間；
[0018]步驟S06、向硅片表面噴灑去離子水，并持續(xù)第四噴灑時(shí)間；
[0019]步驟S07、對(duì)硅片進(jìn)行干燥，并將硅片存放至硅片盒中。
[0020]優(yōu)選的，步驟S02中，所述低表面張力藥液為甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、正丁醇、異丁醇、丙酮、甲基丙酮、丁酮中的一種。
[0021]優(yōu)選的，步驟S02中，硅片的轉(zhuǎn)速保持300?600轉(zhuǎn)/分鐘，第一噴灑時(shí)間為5?20秒。
[0022]優(yōu)選的，步驟S03中，硅片的轉(zhuǎn)速保持5?20轉(zhuǎn)/分鐘，第一浸漬時(shí)間為20?60秒。
[0023]優(yōu)選的，步驟S04中，硅片的轉(zhuǎn)速保持300?800轉(zhuǎn)/分鐘，第二噴灑時(shí)間為20?
40秒ο
[0024]優(yōu)選的，步驟S05中，所述刻蝕藥液為DHF、HF、HN03中的一種或幾種，所述清洗藥液為APM、DHF、SPM中的一種或幾種。
[0025]優(yōu)選的，步驟S05中，硅片的轉(zhuǎn)速保持100?500轉(zhuǎn)/分鐘。
[0026]優(yōu)選的，步驟S06中，硅片的轉(zhuǎn)速保持500?1000轉(zhuǎn)/分鐘，第四噴灑時(shí)間為30?90秒，所述去離子水溫度為20?70°C。
[0027]優(yōu)選的，步驟S07中，硅片干燥時(shí)的轉(zhuǎn)速保持1000?2500轉(zhuǎn)/分鐘，干燥時(shí)間不小于30秒。
[0028]優(yōu)選的，通入氮?dú)鈱?duì)硅片進(jìn)行干燥工藝。
[0029]與現(xiàn)有的方案相比，本發(fā)明提供的改善小尺寸高深寬比結(jié)構(gòu)的濕法工藝潤(rùn)濕性的方法，解決了現(xiàn)有工藝過(guò)程中濕法藥液無(wú)法進(jìn)入到小尺寸高深寬比結(jié)構(gòu)的底部對(duì)其進(jìn)行徹底清洗的問(wèn)題，在現(xiàn)有工藝基礎(chǔ)上對(duì)小尺寸高深寬比結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)處理，對(duì)其表面噴灑并浸漬低表面張力藥液，增加濕法藥液對(duì)小尺寸高深寬比結(jié)構(gòu)的潤(rùn)濕性，從而使?jié)穹ㄋ幰嚎梢赃M(jìn)入到小尺寸高深寬比結(jié)構(gòu)的底部對(duì)其進(jìn)行徹底的清洗，本發(fā)明提高了濕法工藝的效果，以確保后續(xù)工藝的有效性，從而提高了器件的電學(xué)性能以及生產(chǎn)良率。
【附圖說(shuō)明】
[0030]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0031]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中TSV深通孔結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖2為現(xiàn)有技術(shù)中濕法工藝的流程示意圖；
[0033]圖3為本發(fā)明改善小尺寸高深寬比結(jié)構(gòu)的濕法工藝潤(rùn)濕性的方法的流程示意圖。
[0034]圖中標(biāo)號(hào)說(shuō)明如下:
[0035]10、硅襯底；20、TSV深通孔結(jié)構(gòu)；30、二氧化硅層。
【具體實(shí)施方式】
[0036]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說(shuō)明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可以通過(guò)另外不同的【具體實(shí)施方式】加以實(shí)施或應(yīng)用，本說(shuō)明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒(méi)有背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。
[0037]上述及其它技術(shù)特征和有益效果，將結(jié)合實(shí)施例及附圖3對(duì)本發(fā)明的改善小尺寸高深寬比結(jié)構(gòu)的濕法工藝潤(rùn)濕性的方法進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，圖3為本發(fā)明改善小尺寸高深寬比結(jié)構(gòu)的濕法工藝潤(rùn)濕性的方法的流程示意圖。
[0038]如圖3所示，本發(fā)明提供了一種改善小尺寸高深寬比結(jié)構(gòu)的濕法工藝潤(rùn)濕性的方法，包括以下步驟:
[0039]步驟S01、提供一半導(dǎo)體硅片，將硅片固定在硅片托架上，由所述托架帶動(dòng)其旋轉(zhuǎn)；其中，硅片包括硅襯底以及硅襯底中的小尺寸高深寬比結(jié)構(gòu)，本實(shí)施例中硅片包括硅襯底以及硅襯底中的TSV深通孔結(jié)構(gòu)。
[0040]具體的，首先將硅片由機(jī)械手從硅片盒中取出