基底的清潔方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基底的清潔方法，包含首先提供一基底，該基底具有一表面，以稀釋的氫氟酸清洗液清洗該表面之后，以第二沖洗液沖洗該表面，前述第二沖洗液包含碳酸水，且第二沖洗液的PH值小于5，第二沖洗液和基底的表面之間的接觸角小于30度。
【專利說明】
基底的清潔方法【
技術(shù)領(lǐng)域
】
[0001]本發(fā)明是有關(guān)基底的表面清潔方法，特別是有關(guān)避免于基底表面的形成水痕的清潔方法。【【背景技術(shù)】】
[0002]半導(dǎo)體制程的各步驟如沉積、蝕刻、及研磨等所產(chǎn)生的雜質(zhì)粒子多是制程中使用或產(chǎn)生的物理或化學(xué)物質(zhì)，若不有效地清除，對于產(chǎn)品良率有不良影響，舉例來說，雜質(zhì)或粒子可占據(jù)電流傳導(dǎo)空間，減低產(chǎn)品性能，或造成表面不平均，進(jìn)而影響后續(xù)步驟的完整性，甚至可能導(dǎo)致半導(dǎo)體元件制造的失敗。
[0003]殘留的雜質(zhì)或粒子若散入機臺，也可能造成機臺或機臺元件的破壞而加速機臺的耗損率，因此會進(jìn)行傳統(tǒng)或標(biāo)準(zhǔn)的晶圓洗清步驟以去除雜質(zhì)或粒子。然而在傳統(tǒng)的清洗步驟之后，晶圓表面經(jīng)常殘留有水痕(water mark)等污染物，因此有必要提出一種無上述缺點的新的晶圓清洗方式以取代傳統(tǒng)的方式?！?br/>【發(fā)明內(nèi)容】
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[0004]根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實施例，本發(fā)明提供一種基底的清潔方法，包含首先提供一基底，該基底具有一表面，接著以第一沖洗液沖洗表面，然后以稀釋的氫氟酸清洗液清洗表面之后，以第二沖洗液沖洗表面，前述第二沖洗液包含碳酸水，且第二沖洗液的PH值小于 5,然后以標(biāo)準(zhǔn)清洗液清洗表面，再以第三沖洗液沖洗表面，最后干燥基底。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實施例，本發(fā)明提供一種基底的清潔方法，包含提供一基底，該基底具有一表面，然后以清洗液清洗表面，在清洗表面之后，表面呈疏水性，之后在表面呈疏水性之后，以碳酸水沖洗表面，碳酸水的PH值小于5且碳酸水的電阻小于0.05百萬歐姆-厘米，碳酸水在表面形成連續(xù)的水膜?！尽靖綀D說明】】
[0006]圖1繪示的是利用本發(fā)明的基底的清潔方法所清潔的基底。
[0007]圖2繪示的是本發(fā)明的基底的清潔方法的流程圖。
[0008]圖3繪示的是去離子水和基底之間的接觸角示意圖。
[0009]圖4為去離子水在基底上的分布的上視圖。
[0010]圖5繪示的是本發(fā)明的碳酸水和基底之間的接觸角示意圖。
[0011]圖6為碳酸水在基底上的分布的上視圖。
[0012]【主要附圖標(biāo)記說明】
[0013]10基底11表面
[0014]20去離子水30碳酸水
[0015]40閘極氧化層50高介電材料層
[0016]100步驟200步驟
[0017]300步驟400步驟
[0018]500步驟600步驟
[0019]700步驟【【具體實施方式】】
[0020]本發(fā)明的基底的清潔方法適用于基底需清潔的各種時機點，例如氧化步驟前的清潔、沉積步驟前的清潔、蝕刻步驟后的清潔或研磨步驟后的清潔等。圖1繪示的是利用本發(fā)明的基底的清潔方法所清潔的基底。
[0021]在本發(fā)明的一優(yōu)選實施例中，此基底的清潔方法可用于清潔在硅基底上的原生氧化層、鰭狀結(jié)構(gòu)上的原生氧化層或是納米線上的原生氧化層。舉例而言，本發(fā)明的方法可用于形成閘極氧化層之前的硅基底清潔，如圖1所示，首先以本發(fā)明的基底的清潔方法清潔基底10之后，形成閘極氧化層40于基底10的表面11上，然后再形成高介電材料層50于閘極氧化層40上，在基底10被清潔之前或被清潔的同時，基底10還未被切割。
[0022]圖2繪示的是本發(fā)明的基底的清潔方法的流程圖。圖3繪示的是去離子水和基底之間的接觸角示意圖。圖4為去離子水在基底上的分布的上視圖。圖5繪示的是本發(fā)明的碳酸水和基底之間的接觸角示意圖。圖6為碳酸水在基底上的分布的上視圖。如圖2的步驟100和圖1所不，首先提供基底10,基底10可以為晶圓、娃基底、錯基底、神化嫁基底、 硅鍺基底、磷化銦基底、氮化鎵基、碳化硅基底、硅覆絕緣基底或硅覆玻璃基底，基底10可以包含有有源區(qū)域、鰭狀結(jié)構(gòu)或納米線等，如步驟200中所述，使用第一沖洗液沖洗基底10 之表面11，第一沖洗液可以為去離子水或是碳酸水之一，前述的碳酸水系利用將二氧化碳 (C02)溶解入去離子水中而形成，碳酸水的電阻值優(yōu)選小于0.05百萬歐姆-厘米(M n-cm)， 其PH值小于7,優(yōu)選地碳酸水的PH值小于5。第一沖洗液優(yōu)選地維持在攝氏24度，然而根據(jù)其它優(yōu)選實施例，第一沖洗液也可以是其它溫度。
[0023]接著，如圖2的步驟300所示，以稀釋的氫氟酸清洗基底10的表面11，氫氟酸可以去除基底10的表面11的原生氧化層，然而在以稀釋的氫氟酸清洗之后，基底10的表面11 會呈疏水性。也就是說如圖3所示，稀釋的氫氟酸清洗之后，繼續(xù)用純的去離子水20沖洗基底10時，純的去離子水20和基底10的表面11之間的夾角0會大于90度，換句話說若是繼續(xù)以去離子水20清洗基底10時，去離子水20在基底10的表面11會容易形成水滴， 如圖4所示，去離子水20在基底10的表面11上會形成不連續(xù)的形態(tài)，在此稱此不連續(xù)的形態(tài)為不連續(xù)的水膜，如此一來去離子水20就無法以連續(xù)的水膜沖洗掉稀釋的氫氟酸所清洗下來的微粒，再者不連續(xù)的水膜也在基底的局部形成的水痕(water mark)。
[0024]請再度參閱圖2,因此在本發(fā)明中，特別在步驟400中使用第二沖洗液接著立即在稀釋的氫氟酸之后沖洗基底，也就是說在稀釋的氫氟酸清洗基底和第二沖洗液沖洗基底之間，沒有其它的清潔步驟。第二沖洗液是碳酸水，前述的碳酸水系利用將二氧化碳(C02)溶解入去離子水中而形成，碳酸水的電阻值優(yōu)選小于0.05百萬歐姆-厘米(M Q -cm)，其PH值小于7,優(yōu)選地碳酸水的PH值小于5,第二沖洗液優(yōu)選地維持在攝氏24度，然而根據(jù)其它優(yōu)選實施例，第二沖洗液也可以是其它溫度。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，本發(fā)明的碳酸水不含有任何介面活性劑。根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實施例，碳酸水不含有堿性溶液。值得注意的是:當(dāng)碳酸水的電阻值小于〇.05百萬歐姆-厘米(M Q -cm)，并且其PH值小于7時，如圖5所示，碳酸水30和基底10的表面11的接觸角a會小于30度，也就是說碳酸水30在基底 10的表面11上會有低表面張力，如圖6所示，小的接觸角a使得碳酸水30在基底10表面 11形成連續(xù)的形態(tài)，在此稱該連續(xù)的形態(tài)為連續(xù)的水膜，如此一來，稀釋的氫氟酸所清洗下來的微粒以及在稀釋的氫氟酸清洗步驟所形成的水痕，就可以順著連續(xù)的水膜被沖洗掉。 此外，本發(fā)明的碳酸水不含有任何介面活性劑，完全是靠碳酸來使接觸角a小于30度，并且達(dá)成低表面張力的特性。另外，
【申請人】發(fā)現(xiàn)碳酸水的PH值越低，其和表面的接觸角會越小，因此碳酸水的PH值可以視不同的需求而調(diào)整。
[0025]之后如圖2的步驟500所示，使用標(biāo)準(zhǔn)清洗液，又稱為SCI清洗液清洗基底，標(biāo)準(zhǔn)清洗液為包含過氧化氫與氫氧化銨(hydroxide ammonium)的混合液，藉由過氧化氫來將基底表面予以氧化，同時藉由氫氧化銨溶液的蝕刻作用，來將附著于基底表面的微粒子及有機物自基底表面除去，且將硅基底表面的加工損傷予以除去。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，標(biāo)準(zhǔn)清洗液優(yōu)選在低溫下進(jìn)行清洗，溫度為約攝氏24度，然而根據(jù)其它優(yōu)選實施例，標(biāo)準(zhǔn)清洗液也可以是其它溫度。
[0026]然后如圖2的步驟600所示，在標(biāo)準(zhǔn)清洗液清洗基底后，利用第三沖洗液沖液基底，第三沖洗液沖可以為去離子水或是碳酸水之一，前述的碳酸水系利用將二氧化碳(C02) 溶解入離子水中而形成，碳酸水的電阻值優(yōu)選小于〇.05百萬歐姆-厘米(M Q -cm)，其PH值小于7,優(yōu)選地碳酸水的PH值小于5,第三沖洗液優(yōu)選地維持在攝氏24度，然而根據(jù)其它優(yōu)選實施例，第三沖洗液也可以是其它溫度。由于在標(biāo)準(zhǔn)清洗液清洗基底后，基底的表面也會呈疏水性，若是單純使用去離子水沖洗，同樣地會在基底表面形成不連續(xù)的水膜，無法沖洗得完全，而使用電阻值小于0.05百萬歐姆-厘米(M Q -cm)，并且其PH值小于7,優(yōu)選小于 5的碳酸水來沖洗，則利用碳酸水和基底之間具有小的接觸角的特性，使得碳酸水形成連續(xù)的水膜，將微粒去除。如圖2的步驟700所示，于第三沖洗液沖洗基底之后干燥基底，其干燥方式可藉由將基底高速旋轉(zhuǎn)來達(dá)成。在干燥之后在基底上形成閘極氧化層，接著形成高介電材料、閘極、層間介電層、金屬內(nèi)連線等元件后，始進(jìn)行基底的切割。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實施例，第一沖洗液、第二沖洗液和第三沖洗液都使用碳酸水會達(dá)到較好的清潔效果。此外，第一沖洗液、第二沖洗液和第三沖洗液中二氧化碳的濃度可以不同，優(yōu)選地，第二沖洗液中的二氧化碳濃度會大于第一沖洗液中的二氧化碳濃度，并且第二沖洗液中的二氧化碳濃度會大于第三沖洗液中的二氧化碳濃度。另外，第一沖洗液、 第二沖洗液和第三沖洗液在沖洗時，晶圓可以選擇性地旋轉(zhuǎn)。
[0028]本發(fā)明使用碳酸水沖洗基底，前述碳酸水電阻值小于0.05百萬歐姆-厘米 (M Q -cm)，并且其PH值小于7,此碳酸水優(yōu)點在于具有低表面張力，能和具有疏水性的基底表面形成小的接觸角，尤其是對經(jīng)過氫氟酸清洗后所形成的疏水性的基底表面之間會有小的接觸角，所以在利用碳酸水沖洗基底表面時，能在基底表面形成連續(xù)的水膜，因此可以有效地將微粒和水痕去除。
[0029]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求書范圍所做的同等變化與修飾，皆應(yīng)屬于本發(fā)明的涵蓋范圍。
【主權(quán)項】
1.一種基底的清潔方法，包含:提供一基底，該基底具有一表面；以第一沖洗液沖洗該表面；以稀釋的氫氟酸清洗液清洗該表面；以第二沖洗液沖洗該表面，該第二沖洗液包含碳酸水，且該第二沖洗液的PH值小于7 ;以標(biāo)準(zhǔn)清洗液清洗該表面；以第三沖洗液沖洗該表面；以及干燥該基底。2.如權(quán)利要求1所述的基底的清潔方法，其中該第一沖洗液包含碳酸水，該第一沖洗 液的PH值小于7且電阻值小于0.05百萬歐姆-厘米。3.如權(quán)利要求1所述的基底的清潔方法，其中該第三沖洗液包含碳酸水，該第三沖洗 液的PH值小于7且電阻值小于0.05百萬歐姆-厘米。4.如權(quán)利要求1所述的基底的清潔方法，其中該第二沖洗液的電阻值小于0.05百萬歐 姆-厘米。5.如權(quán)利要求1所述的基底的清潔方法，其中在以該稀釋的氫氟酸清洗液清洗該表面 之后，該表面具有疏水性。6.如權(quán)利要求5所述的基底的清潔方法，其中該第二沖洗液和該表面之間的接觸角小 于30度。7.如權(quán)利要求1所述的基底的清潔方法，其中在該第一沖洗液沖洗該基底之前，另包 含形成一高介電材料于該基底上。8.如權(quán)利要求1所述的基底的清潔方法，其中該標(biāo)準(zhǔn)清洗液包含過氧化氫與氫氧化銨 (hydroxide ammonium)的混合液。9.一種基底的清潔方法，包含:提供一基底，該基底具有一表面；以清洗液清洗該表面，在清洗該表面之后，該表面呈疏水性；以及在該表面呈疏水性之后，以碳酸水沖洗該表面，該碳酸水的PH值小于7且該碳酸水的 電阻小于0.05百萬歐姆-厘米，該碳酸水在該表面形成連續(xù)的水膜。10.如權(quán)利要求9所述的基底的清潔方法，其中該碳酸水和該表面之間的接觸角小于 30 〇
【文檔編號】H01L21/02GK106033711SQ201510118726
【公開日】2016年10月19日
【申請日】2015年3月18日
【發(fā)明人】林忠彥, 許忠暉, 張皓為, 施承樺, 郭儀君, 邱政嘉, 林春利, 鄭博倫
【申請人】聯(lián)華電子股份有限公司