CN111986982A - 清洗基材表面的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明中清洗基材表面的方法主要提供奈米水以及一外力于该基材表面，将位于该基板表面的复数残留粒子移除；最后进行一干燥步骤去除残留于该基材表面的该奈米水，本发明主要利用奈米水来移除清洗经研磨或抛光处理后的一半导体晶圆、一玻璃或一光学镜片等基材，具有较佳的清洗效率，可有效地移除基材表面的残留粒子，也不会让基材上的表面处理或电子线路遭受损害。
Description
技术领域
本发明有关一种具有较佳的清洗效率，可有效地移除基材表面的残留粒子的清洗方法。
背景技术
在超大型积体电路(VLSI)制程中，化学机械研磨(chemical mechanicalpolishing；简称CMP)制程可提供晶圆表面全域性平坦化(global planarization)，尤其当半导体制程进入奈米领域后，化学机械研磨法更是一项不可或缺的制程技术。
CMP透过研磨液中的研磨颗粒(包含如二氧化硅、氧化铝、二氧化铈、二氧化锆等)与化学助剂(包含如pH缓冲剂、氧化剂等)相配合，以磨耗表面材质，藉此使得表面不平坦的较高处因受压相对较大而产生较高的移除速率，表面不平坦的较低处，则因受压相对较小而有较慢的移除速率，从而达成全域性平坦化的目的。当然，CMP研磨对象不同时，其所需使用的研磨材料亦有所差异。如在铜CMP制程中使用的铜研磨材料加入氢氧化铵及氢氟酸(HF)。另外，由于铜极易氧化及腐蚀，因此在铜CMP制程中，经常加入含有三氮唑(triazole)的溶液以保护被研磨晶圆的铜图案，并避免在研磨后等待下一制程时发生铜腐蚀，例如于研磨液中加入苯并三唑(benzotriazole，以下简称为BTA)作为铜腐蚀抑制剂以保护铜膜表面。
而晶圆经过研磨之后，表面势必残留大量研磨粉体与金属离子。因此，在CMP制程后，紧接着必须进行多次表面清洗制程，以去除这些微粒、金属离子、有机物等。目前业界清除晶圆表面微粒、金属离子、有机物仍以湿式化学清洗法(wet chemical cleaning)为大宗，其为以液状酸碱溶剂与去离子水的混合物作为化学清洗剂清洗晶圆表面，随后润湿再干燥的程序。在一些先前技术中，使用具有例如氢氧化四甲基氢铵(TMAH)的清洗液，以达到去除晶圆表面的污染物的效果。然而，氢氧化四甲基氢铵具毒性，在操作上存在危险性。且氢氧化四甲基氢铵属于酸碱清洗剂，会过度移除晶圆上的金属导线，而不仅造成晶圆表面的粗糙度增加，也造成金属导线的损坏。此外，上述清洗液会使得研磨垫的再利用性降低。再者，研磨液中尤其是氧化铈的研磨颗粒，于CMP制程后仍会残留于晶圆表面，且因CMP制程时的高温制程让氧化铈咬蚀在晶圆表面，大大增加了清洗难度。
另外，在晶圆正反面抛光时，会使用蜡或胶粘在正反面进行双面抛光；当抛光完毕后，蜡与胶的清洗与去除十分重要。传统为采用化学溶剂进行清洗残留表面的蜡或胶。然而，化学药剂的排废会造成环境污染，并且化学药剂处理上制程十分繁琐，成本很高。
发明内容
有鉴于此，本发明所解决的技术问题即在于提供一种具有较佳的清洗效率，可有效地移除基材表面的残留粒子的清洗方法。
本发明所采用的技术手段如下所述。
为达上揭目的，本发明清洗基材表面的方法，具有下列步骤：移除步骤，提供一外力以及一奈米水于该基材表面，将位于该基板表面的复数残留粒子移除；以及干燥步骤，去除残留于该基材表面的该奈米水。
在一较佳态样中，移除步骤之前进一步包含一清洗步骤，该清洗步骤提供一奈米水，让该奈米水接触一基材的表面，使该奈米水包覆位于该基材表面的复数残留粒子。
在一较佳态样中，湿处理步骤包括一浸泡处理程序或一喷淋处理程序。
在一较佳态样中，基材经研磨或抛光处理后的一半导体晶圆、一玻璃或一光学镜片。
在一较佳态样中，奈米水内的水分子大小介于1.5nm~10nm之间。
在另一较佳态样中，奈米水内的水分子大小介于1.5nm~3nm之间为佳。
在一较佳态样中，移除步骤中使用毛刷、研磨布作为外力进行清洗移除。
在另一较佳态样中，移除步骤与该干燥步骤之间更包括一清洁步骤，提供一液体清洁该基材。
在一较佳态样中，液体为去离子水(Deionized water；简称DI water)。
在一较佳态样中，干燥步骤以氮气将该基材表面吹干。
附图说明
图1为本发明中清洗方法第一实施例的流程示意图。
图2为本发明中清洗方法第二实施例的流程示意图。
图3为本发明中进行清洗步骤的结构示意图。
图4A~图4C为本发明中进行清洗步骤及移除步骤的基材的结构示意图。
图5为本发明中清洗方法第三实施例的流程示意图。
图号说明：
外力F
移除步骤S101、S201、S501
干燥步骤S102、S202、S502
清洗步骤S203
清洁步骤S504
基材310、410
奈米水320、420
奈米水分子421
残留粒子430。
具体实施方式
请参阅图1所示为本发明中清洗方法第一实施例的流程示意图所示。本发明的清洗方法至少具有下列步骤：移除步骤S101，提供一外力以及一奈米水于一基材表面，该基材表面残留有复数微粒、金属离子、有机物等残留粒子，利用该移除步骤S101可将复数残留粒子自该基板表面移除；其中，该移除步骤S11中可以使用毛刷、研磨布作为外力，以刷洗方式进行清洗移除。其中外力更可为泡棉材质或陶瓷材质等刷洗物可对基材进行刷洗。
干燥步骤S102，去除残留于该基材表面的该奈米水。其中，干燥步骤S102可以利用气体吹干(例如氮气)或烘干等业界常用的方式来进行。
如图2所示为本发明中清洗方法第二实施例的流程示意图，该移除步骤S201之前进一步包含一清洗步骤S203；该清洗步骤S203提供奈米水，让该奈米水接触一基材的至少一表面，使该奈米水可包覆位于该基材表面的复数残留粒子。
在一较佳实施例中，该湿处理步骤包括一浸泡处理程序或一喷淋处理程序，请同时参阅图3所示，可将基材310浸泡于奈米水320中，使奈米水320附着于基材310表面，例如可使用超音波震荡方式。当然，亦可以利用一喷头(图未示)将奈米水喷洒至该基材表面，同样可以使奈米水附着于基材表面；而上述喷淋处理程序可以为二流体水洗、中压水洗、高压水洗或超高压水洗等各种喷洒方式。
该基材410可以为经研磨或抛光处理后的一半导体晶圆、一玻璃或一光学镜片，请同时参阅图4 A所示，该基材410表面残留有复数微粒、金属离子、有机化合物、蜡、胶等残留粒子430，因为奈米水420是由4~6个分子组成，具有较为细小的分子团及较大的渗透性。当基材410浸泡于奈米水中后，奈米水分子421先附着于基材410以及复数残留粒子430表面，因为奈米水分子421较小以及渗透性佳的特性，让奈米水分子421可以渗透至基材410与残留粒子430间的接触介面，如图4B所示，使奈米水分子421可以包覆于残留粒子430外表面；其中，该奈米水内的水分子大小介于1.5nm~10nm之间，其中又以1.5nm~3nm之间为佳，而清洗温度以40摄氏度~ 80摄氏度之间为佳。如图4C所示，提供一外力F于该基材410表面进行移除步骤，将该奈米水分子421所包覆的该复数残留粒子430自该基材410的表面移除；其中，该移除步骤中可以使用毛刷、研磨布作为外力，以刷洗方式进行清洗移除，而将奈米水分子421所包覆的该复数残留粒子430移除。
如图5所示为本发明中清洗方法第三实施例的流程示意图，同样依序包含有：移除步骤S501以及干燥步骤S502，而该移除步骤S501与该干燥步骤S502之间更包括一清洁步骤S504，清洁步骤S504提供一液体清洁该基材，该液体可以为去离子水(Deionized water；简称DI water)。较佳实施例中，在移除步骤S501之后，进一步以去离子水清洁该基材表面，可进一步提高清洁效果。当然，第三实施例中亦可进一步于该移除步骤之前进一步包含一清洗步骤。
本发明主要利用奈米水来移除清洗经研磨或抛光处理后的一半导体晶圆、一玻璃或一光学镜片等基材，具有较佳的清洗效率，可有效地移除基材表面的残留粒子，也不会让基材上的表面处理或电子线路遭受损害，且奈米水不具有毒性具操作安全性，亦不会造成环境污染的问题。
Claims (10)
1.一种清洗基材表面的方法，其特征在于，至少具有下列步骤：
一移除步骤，提供一外力以及一奈米水于一基材表面，将位于该基板表面的复数残留粒子移除；以及
一干燥步骤，去除残留于该基材表面的该奈米水。
2.如权利要求1所述的清洗基材表面的方法，其特征在于，该移除步骤之前包含一清洗步骤，该清洗步骤提供一奈米水，让该奈米水接触一基材的表面，使该奈米水包覆位于该基材表面的复数残留粒子。
3.如权利要求2所述的清洗基材表面的方法，其特征在于，该清洗步骤包括一喷淋处理。
4.如权利要求2所述的清洗基材表面的方法，其特征在于，该清洗步骤包括一浸泡处理。
5.如权利要求1至4任一所述的清洗基材表面的方法，其特征在于，该基材为半导体晶圆、玻璃基板或光学镜片。
6.如权利要求1至4任一所述的清洗基材表面的方法，其特征在于，该奈米水内的水分子大小介于1.5nm~10nm之间。
7.如权利要求1至4任一所述的清洗基材表面的方法，其特征在于，该移除步骤中使用毛刷或研磨布作为外力进行清洗移除。
8.如权利要求1至4任一所述的清洗基材表面的方法，其特征在于，该移除步骤与该干燥步骤之间包括一清洁步骤，提供一去离子水清洁该基材。
9.如权利要求1至4任一所述的清洗基材表面的方法，其特征在于，该复数残留粒子为蜡、胶或有机化合物。
10.如权利要求1至4任一所述的清洗基材表面的方法，其特征在于，该干燥步骤以氮气将该基材表面吹干。
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