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    • 9. 发明专利
    • 由一表面移除顆粒的方法 METHOD FOR REMOVING PARTICLES FROM A SURFACE
    • 由一表面移除颗粒的方法 METHOD FOR REMOVING PARTICLES FROM A SURFACE
    • TWI324797B
    • 2010-05-11
    • TW095105226
    • 2006-02-16
    • 蘭研究公司
    • 普費佛 亞歷山大
    • H01L
    • B08B3/12C11D3/08C11D7/14C11D11/0047C11D11/007H01L21/02057H01L21/02096
    • 本發明揭露一種清潔表面之方法,該方法包含一清潔步驟,該清潔步驟係於該半導體表面上施用一水性清潔介質,其中該清潔介質包含呈膠狀懸浮之清潔顆粒,以及一機械振動,該機械振動在該清潔步驟期間之至少部分的時間施予欲被移除之顆粒上。 Method for cleaning a surface is disclosed comprising a cleaning step with an aqueous cleaning medium, which is supplied to said semiconductor surface wherein the cleaning medium comprises cleaning particles suspended in a colloidal form and mechanical agitation is applied to the particles to be removed for at least part of the time during the cleaning step. 【創作特點】 發明概要
      本發明藉由提供一種用於從半導體表面上移除顆粒之方法來達成該等目的,該方法包含一清潔步驟,其中於該半導體表面施用一水性清潔介質。該清潔介質包含呈膠狀懸浮之清潔顆粒。此外,在該清潔步驟期間之至少部分的時間,對欲被移除之顆粒施予機械振動。
      該清潔介質之施用可藉由將該半導體晶圓以及該半導體表面浸入該清潔介質,或者是藉由將該清潔介質分配於該半導體晶圓之該表面上。機械振動可藉由如超音波能、噴嘴或刷洗提供。
      可透過振動液體或振動基材,對欲被移除之顆粒進行機械振動。
      此液體之振動可選自於包含下列之群組:超音波能、施予加速的液滴、施予連續的液束、旋轉盤狀物件、以流速快到足以對平行於盤狀物件之表面,產生最小0.1m/s之平均速率,流過盤狀物件之表面。其它可能之液體之振動係光。此情況係使用雷射光,產生接近個別顆粒(距離
    • 本发明揭露一种清洁表面之方法,该方法包含一清洁步骤,该清洁步骤系于该半导体表面上施用一水性清洁介质,其中该清洁介质包含呈胶状悬浮之清洁颗粒,以及一机械振动,该机械振动在该清洁步骤期间之至少部分的时间施予欲被移除之颗粒上。 Method for cleaning a surface is disclosed comprising a cleaning step with an aqueous cleaning medium, which is supplied to said semiconductor surface wherein the cleaning medium comprises cleaning particles suspended in a colloidal form and mechanical agitation is applied to the particles to be removed for at least part of the time during the cleaning step. 【创作特点】 发明概要 本发明借由提供一种用于从半导体表面上移除颗粒之方法来达成该等目的,该方法包含一清洁步骤,其中于该半导体表面施用一水性清洁介质。该清洁介质包含呈胶状悬浮之清洁颗粒。此外,在该清洁步骤期间之至少部分的时间,对欲被移除之颗粒施予机械振动。 该清洁介质之施用可借由将该半导体晶圆以及该半导体表面浸入该清洁介质,或者是借由将该清洁介质分配于该半导体晶圆之该表面上。机械振动可借由如超音波能、喷嘴或刷洗提供。 可透过振动液体或振动基材,对欲被移除之颗粒进行机械振动。 此液体之振动可选自于包含下列之群组:超音波能、施予加速的液滴、施予连续的液束、旋转盘状对象、以流速快到足以对平行于盘状对象之表面,产生最小0.1m/s之平均速率,流过盘状对象之表面。其它可能之液体之振动系光。此情况系使用激光光,产生接近个别颗粒(距离<1μm)之小蒸汽泡泡(微泡),借此引起微振波。 较佳地,该清洁颗粒由无机材料构成,因为半导体工业中之基材与大部分的层,系由无机材料构成。然而,假如将要清洁的是有机表面,(如有机低介电(low-k)材料),则较佳地可使用由有机材料构成之胶体颗粒。 于本发明之一较佳具体例中,构成清洁颗粒之材料与欲被清洁之表面上至少一种材料的化学性质一致。此系因为,一方面颗粒与欲被清洁之表面间之凡得瓦力以及静电力,和另一方面颗粒与由基材材料构成之清洁颗粒(胶体)间之凡得瓦力以及静电力系一致的。因此,颗粒对该清洁颗粒以及对欲被清洁之基材具有至少相同的吸附力。 假如要清洁的是如硅晶圆,则该清洁颗粒较佳地系由胶体二氧化硅(硅胶)构成,因为硅典型地会在硅上面形成作为钝化层之原生氧化物。此硅胶可在如Grace(Ludox)或H.C.Starck(Levasil)购得。硅胶系较佳的,因为在工业上可获得足够的纯度。 适当的平均颗粒大小系在1至100 nm之范围内(较佳地从3至30 nm)。假如由基材材料制成之胶体于基材上产生沉积,则不考虑如“破坏性颗粒(killer particles)”之小的颗粒。 假如于半导体表面上之组件具有特定的最小组件尺寸,则较佳的是该清洁颗粒之平均颗粒尺寸小于该最小的组件尺寸之一半。于半导体工业中,该最小的组件尺寸在250 nm至现行的45 nm之范围内作变化,且在未来的某个时候预期可至10 nm。 于另一个具体例中,于该清洁介质中之颗粒的浓度系于0.0001至1 g/l(较佳地0.001至0.01 g/l)之范围内。一方面,最小量的胶体颗粒有助于达致良好的清洁效力。另一方面,太多的胶体颗粒会增加凝集以及胶体黏附至基材表面上的风险。 有利地,该颗粒具有大于100 m 2 /g(较佳地大于200 m 2 /g)之比颗粒表面积。比颗粒表面积系一个表示粉末之颗粒尺寸之可靠的方法。扫描式电子显微镜可用于测定颗粒尺寸。然而,典型地平均颗粒尺寸系使用比颗粒表面积(m 2 /g)来描绘特性。干粉末之比颗粒表面积可用氮吸附法(BET-值)测定。 硅胶(如H.C.Starck Levasil)之比颗粒表面积可大略地以浊度的等级来评估。具比颗粒表面积低于100 m 2 /g之二氧化硅悬浮体显示出乳白液状,低于200 m 2 /g显示出液态蛋白光,而高于300 m 2 /g时,该悬浮体几乎是清澈的。 于又另一个具体例中,该清洁介质具有离子强度低于2 mol/l。离子强度决定由基材材料制成之胶体颗粒以及基材,分别与欲被清洁之颗粒间接近的距离。离子强度大于每升2莫耳时,由表面材料制得之颗粒与该表面材料本身之间不会产生排斥作用。 于另一个具体例中,该清洁介质具有pH值低于10(较佳地9)。低pH值(较佳地低于7)时,有可能同时移除金属或金属离子污染物。 此一清洁溶液可进一步包含氧化剂(较佳地为过氧化氢或臭氧)。该氧化剂之较佳的浓度系10 ppm至10重量%(更佳地100 ppm至1%)。氧化剂用来移除有机或金属污染物,且可作为氧储藏所,其在超高频音波清洁期间维持泡泡的形成(气穴)。 在提高氧化剂的分解方面,可在该清洁溶液中添加催化剂(如I - 离子与OH - 供用于过氧化氢,Cl - 离子供用于臭氧)。选择性地,溶于去离子水中之气体(如CO2)亦可用作为气体贮藏所。 该清洁溶液可包含润湿剂,其进一步支持欲被移除之颗粒从表面上的松脱作用。例如可使用2-丙二醇或丙酮,因为其等易于挥发,因此不会在表面上留下污点。 该清洁溶液亦可包含错合剂,其支持某些金属离子的移除。例如可使用CDTA,因为其于氧化环境中非常的安定。 有利地,该方法在该清洁步骤之后进一步包含一使用水性漂洗介质之漂洗步骤,其中该漂洗介质实质上不含颗粒。较佳地,该漂洗步骤系在该表面没有进行中间干燥之情况下,随即在该清洁步骤之后进行。基材与由基材表面材料制成之胶体间之直接的化学键结,只可能在物理接触后,即干燥之后。因此,胶体颗粒(可能由表面材料构成)可在漂洗步骤期间,借由机械振动而更轻易地从该基材上移除。有利地,该漂洗步骤在该清洁步骤停止之前开始。于浸渍工具(如湿式清洗台)中,含颗粒之清洁介质可直接由该漂洗液体(如去离子水或稀酸)取代。 该机械振动有利地系透过超音波能(较佳地1至2 MHz之超高频音波)来实施。此透过超音波能之机械振动可借由超音波振动液体或超音波振动基材来实施。为了要在使用清洁介质时降低凡得瓦力与静电力,颗粒与基材间必须存在些许的液体。为了保持此薄薄的中间液体层,在该颗粒与该基材间,最好需要最少的机械冲击。 以上所提及之具体例之每个可想像得到之结合均被视为在本发明之范畴内。