TW454224B - Method and apparatus for cleaning low K dielectric and metal wafer surfaces - Google Patents

Description

454224 * 五、發明說明（l) 相關申諸案之交叉棄· ^ 本申請案為1 998年9月29曰提出專利申請而目前在審 查中之美國第0 9 /1 62，709號專利申請案"Method and Apparatus for Clean low-K Dielectric and Metal Wafer Surfaces"的部分連讀案，發明人為Linda (Tong ) Jiang與Diane J. Hymes。此尚在審查中之申請案的内容 於此併入作為參考。 發明背景 1. 發明之領域 · 本發明係關於一種半導體晶圓的清潔，特別是關於具 有疏水性低介電常數（K值）介電層與金屬表面之晶圓的主' 潔技術…^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ / 2. 相關技術之描述 積體電路使用介電層將半導體構造之不同層上的導綾 絕緣。然而，隨著電路變得更快且更小塑，導線間的距^ 變小’必會造成耦合電容的增加。因此，由於耦合電> 準增加將使半導體裝置的操作減慢，故使介電層能更二位 絕緣.導線將變得更加.重要。： ' 攻 圖1A為說明典型習用積體電路1〇的許多層的橫气而 圖。積體電路10包含基板12，用於支托氧化物介^ = 典型的氧化物為二氧化矽（Si〇2)。典型的金屬層為以’ (A1)所製’其沈積於氧化物介電層14上與被蝕刻出 金屬線16。為簡化說明，只顯示兩金屬線16，但習知^個 上使

454224 降幸"丨一 五、發明說明（2) 日 修正 i許多金屬線16來提供積體電路裝置之層中所需的内連 電層=的容直Λ正使用之介 物介電層14具有ηώ/|^ ，、里以一氧化矽所製之氧化 線密度與操乍常數。由於半導體裝置中的 增加到了介ϋίίΛ續地增加，故導線間的轉合電容已 」】力電常數约4. 〇的氧化物 絕緣體的情況。 电θ 14巳不再疋適當 圖1Β為說明包含有機介另 20的件多厚沾诶士 丨冤層22之另一型習用積體電路 卉夕Β的杈4面圖。有機介電層22 材料，其介電常數介於！ 5至3 5之門。型低介電值 0〇 , , ^ 3主d. &之間 因此，有機介雷居 比起氧化物介電層丨4導電性差得多，且可使導線好 的絕緣效果與減少賴合電容在將右嫩 ⑦'、 f12上之後，複數個渠溝24被蝕刻出有機介電層22。接 著，渠溝24藉由沈積鋼（(：1〇層26(或紹）於有機&電 上 而填滿。 圖1C說明在執行習用的化學機械拋光（CMp)操作後的 圖1B的積體電路20。CMP製程將銅層26的頂面向自下平坦 化，至有機介電層22與<所得的銅線28上。然而，cmp製^ 造成介電層22與銅線28之表面上殘留微粒與金屬污染物 3〇。習知上，圖1A之積體電路1〇中使用的銅具有較#呂低的 阻抗。然而，習知上銅也較鋁易被腐蝕，此將使得自其表 面清潔污染物3 0變得 '更加重要。 圖1D說明習用半導體裝置40的另一局部視圖，其中其 上藉由旋塗或化學氣相沈積（CVD)而沈積一有機介雷廢

第6頁 454224 五、發明說明（3) 2 2圖1 E說明在經由,介電層5 4 #刻出.介層洞5 2接、通至.金屬 線56之後，習用半導體裝置5〇的另一局部視圖。在半導體 裝置40與50中，旋塗//沈積與介層洞蝕刻會造成污染物3〇 的殘留。 在圖1A的積體電路10中，僅藉由例如以水溶液例如去 離子水、或去離子水與酸/鹼喷灑氧化物介電層丨4的表 面，即可以清潔任何的微粒。就如習知，由於二氧化矽實 質=親水性，故自此型材料之介電層之表面清潔微粒是 ^直接。換言之，當將清潔液加至親水性材料的表面 8、，凊潔液實際上將整個表面濕潤。為八 清潔過程使用去離子水及，或酸/驗並的絮聚^ 者田冲洗時，微粒會自氧化矽介電層的表面被移除、。 入不幸的是，對於包含低κ值介電層聚合物及/或 "I電層材料例如有機介電層22的半導 -有機主 潔半導體晶圓的習用方W有機；㊁層 性，M itf-，、，主·# Vfe .、1 t增材料為疏水 、V 1潔液被有機材料的表面所排斥。就如習4 可以從與已知材料窗技姑 ， I知’ 斥的角度〆 觸之水滴測量接觸角，以測定排 介悤=外’有機介電層材料之化性不活潑，可以擗备甘、 機介電層材料2接：Γ清潔不能達到與疏水性有 /、會k成更多微粒殘留於 面上 ：日曰0 M此，於疏水性 454224 五、發明說明（4) 有機表面上使用擦洗技術將只會使微粒污染的問題 化2如習知，部分疏水性有機表面可以 = 以清潔。然而，此種有機溶劑通常毒性強且較水主♦劑予 當使用：毒有機溶劑時，需要更複雜的器械來執二清^ 程。刷子材料PVA通常不能與有機溶劑兼用。因此，^潔過 有機溶劑來清潔是極不理想的。 使用 ^上可知，理想情況為可以使用水溶液自疏水性 介電層清潔微粒及/或金屬污染物的設 法有機 損傷積體電路表面。 與方法而能不 t明概4 本發明為符合上述需求，提供一種有效與經濟的 m’/展以λ潔晶圓之低κ值介電質聚合物表面(有機與 無機）與金屬化表面，而不損傷積體電路裝置表面。五、 應明白，本發明可以許多方式實施，包含製程、設借。、系 統、裝置、或方法。.以下將說明本發明之許 i 的實施例》 寸夕'有創造性 插入带發明之一實施例中，揭露一種半導體基板之低K η電層膜表面的清潔方法，此方法包含將去離子水鱼 =活性劑配製溶液施用至低κ值介電質聚合物表面以形、成 =f的處理層。濕潤的處理層係用於開始整個低Κ值介電 ϋ合物表面針對移除微粒及/或金屬污染物的清潔\電為 雷、’’凊潔’將去離子水與表面活性劑溶液施用於低Κ值介 電質聚合物表面。半導體基板接著被旋轉—沖洗，以移除

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454224 五、發明說明（5) — -~-- 任何施用的表面活性劑配製溶液或表面活性劑溶液，同時 自整個低介電層聚合物表面移除殘餘的微粒污染物及 金屬污染物。 本發明的另一實施例揭露一種用於清潔半導體晶圓之 低K值介電質膜表面的另一方法。此方法包含將去離子水 與表面活性劑配製溶液的第一混合物施用至有機介電層表 面，與接著擦洗有機介電層表面。接著將去離子水與表面 活性劑溶液的第二混合物施用至介電層表面，與接著摔洗 以持續清潔。#著使用去離子水旋轉—沖洗基板以自有機 介電層表面移除任何污染物。 八#明的另一實施例揭露一種用於半導體晶圓之有機 的清潔設備。此設備包含第-清潔*，用於將 去離子水與表面活性劑配製溶液的第一混合物施用至 層表面。第—清潔臺包合第_尿丨 人物嫁冰人番I 第刷子系統，用以使用第一混 二面。設備包含第二清潔臺，用以將去離 劑溶液的第二混合物施用至介電層表面。 有ϋ)3第二刷子糸統，用於使用第二混合物擦洗 成第二清潔臺後，利用乂旋轉沖洗碗使用 去離：κ冲洗晶圓以自介電層表面移除任何污染物。 的音嘴方t另：實施例中，揭露一種用於半導體基板表面 的清潔方如在此實施例中，表面可以是低、 面活性劑配製溶液施用至裊&此方法包含將去離子水與表 合液施用至表面以形成濕潤的處理層。此施

第9頁 454224 1五、發明說明（6) 用係用於開始整個表面斜 的清潔 '此方法接著進行污染物與金屬污染物 施用至表面以持續清潔。 μ \子水與表面活性劑溶液 活性劑溶液可以被轉變成表 ^例的—變形例中，表面 入化學促進劑即可達成人接著配製溶液，僅藉由加 洗半導體基板以移除任何施用的 法將進入到旋轉—沖 面活性劑溶液，同時自整個表活性劑配製溶液或表 物及/或金屬污染物個表面移除任何殘餘的微粒污染 •再另一實施例揭露一種用於半導 清潔基板之表面的方法。此方：圓:水二用以 —沖洗基板的表面以自表面移降体打、一=用去離子水旋轉 以將表面活性劑溶液與化學促進劑混：&子可 籬系統係用於使用穿過刷子 ，而施，去離子水。在此實施例中，表面活性劑溶液可以 使用滴式技術或甚至使用ΤΤΒ技術而施用。 本發明的優點為：其提供疏水性表面暫 、金 到極佳之清潔能力的目的。更具體地說’本發明^^ 半導體晶圓之許多類型的疏水性介電層材料的嚟，絲 材料包含低K值介電質聚合物、有機材料、無機材料、鱼 導電材料（即金屬）。 興 、 由於半導體製造為非常精確的技術，在製造的所 段中保持清潔表面極為重要。在化學氣相沈積（CVE>)、入 層洞蝕刻、化學機械拋光（CMP)等製程期間與之德，、介 ,、4交，已知 454224 五、發明說明（7) , 疏水性介電層可以累積大量微小的微粒及/或金屬污染 物。因此，移除微粒污染物極為重要，而不是僅製造符合 想要之規格的半導體裝置就好。此外，本發明的實施例也 可以使基於擦洗的清潔技術，在其它適合的技術之中，能 使用在疏水性低K值膜的清潔中。 圖式之簡單說明 本發明之上述及其他目的、優點和特色由以下較佳實 施例之詳細說明中並參考圖式當可更加明白，其中類似的 結構元件以類似的參考號數予以標示。 圖1 A為說明習用積體電路之許多.層的橫剖面圖。 圖1B為說明包含有機介電層之另一型習用積體電路之 許多層的橫剖面圖。 圖1C為說明在執行習用CMP操作後之圖1 B的積體電 路。 圖1D說明其上旋塗或藉由CVD沈積有機介電層之習用 半導體裝置的另一局部視圖。 圖1 E說明在經介電層蝕刻介層洞至金屬線後習用半導 體裝置的另一局部視圖。 圖2A顯示本發明的晶圓清潔站，其可藉由清潔控制站（、 而以自動方式予以控制。 圖2B顯示作為範例的晶圓清潔站的較詳細的示意圖。 圖2C顯示依照本發明一實施例之第一清潔臺中所進行 之清潔過程的詳細的圖。

第11頁 4 542? 五、發明說明（8) 圖2D顯示於第一清潔臺與第二清潔臺中所使用之化學 藥姦施用技術。 圖2E顯示依照本發明一實施例之第二清潔臺中所進行 之清潔過程的詳細的圖。 圖3A顯示受污染的半導體晶圓的較詳細的橫剖面圖， 其將開始依照本發明一實施例以表面活性劑溶液清潔。 圖3B為低K值介電質聚合物層之受污染的表面的較詳 細的圖。 圖3C顯示半導體晶圓實質上沒有微粒污染物與所施用 的清潔溶液。 ' 圖4為說明依照本發明一實施例之具有疏水性表面之 晶圓的清潔方法的流程圖。 圖5為依照本發明另一實施例之具有疏水性表面之晶 圓的清潔方法的較詳細的流程圖。 符號說明 1 0積體電路 12基板 1 4氧化物介電層 16金屬線 20積體電路 2 2介電層 24渠溝 26銅層

第12頁 45422 4____ 五、發明說明（9) 28銅線 3 0 污染物 40 半導體裝置 50習用半導體裝置 5 2 介層洞 54 介電層 5 6金屬線 1 0 0 清潔站 1 0 2 清潔控制站 1 0 4 遞送站 I 0 6清潔臺 106a、106b清潔臺 108 SRD 站 II 0 接收站 1 2 0、1 2 0 a、1 2 0 b 刷子 122滴式化學藥品施用器 122a施用臂 124a表面活性劑配製溶液 1 2 4 b表面活性劑溶液 1 2 6 水源 1 3 0晶圓 132基板 134 聚合物層 135金屬線

第13頁 4 542 2 4 ~~—_________ 五、發明說明（10) 136表面活性劑分子 1 3 6 a親水性.基團 136b疏水性基團 138污染物 人在此揭露-種用以清潔曰 金屬化材料的方法與設 &阳圓上之低£值介電層材料與 具體細節以提供對^ “在以下的說明令，將提出許多 可了解，本發明可以^ .、理解。然而，熟習此技術者應 部。此外，習知製程操作碜該等具體細節的一部分或全 得晦澀難懂一 、於此不詳細說明以免使本發明變 圖2 Α顯示本發明的 、切 控制站102以自動方弋予、圓'月泳站100，其可以藉由清潔 站104、清潔臺106，旋辕以晶圓清潔站1〇〇包含遞送 站110。如同以下將說洗士與乾燥（_站⑽、與接收 作’而可以大大簡化清潔站1〇〇的器械。 於遞误^ 1 η Γ z、、^程如下，受污染的半導體晶圓先被放置 臺i〇fi、。遞送站104接著遞送晶圓（一次一片）至清潔 ，在此對晶圓的低κ值介電層疏水性表面進行處理， 乂靶從f面有效移除微粒及/或金屬污染物。 屯直在一實施例中，清潔臺1〇6較佳的情況是分成第一清 ^臺1〇6a與第二清潔臺l〇6b，而只有一清潔臺106也是行 钟通。有兩清潔臺l〇6a與1〇6]3使得晶圓清潔站1〇〇可供應

第14頁 4^4224 ... 五、發明說明（11) 兩種清潔/處理溶液至晶圓。較佳的情況下，在请潔周期 中，各晶圓在清潔臺l〇6a與106b花費約30秒至45秒的時 間，而最好是約3 5秒的時間。在通過清潔臺1 〇 6之後，晶 圓通過出口喷灑器以去除清潔/處理溶液與任何污染物。 執行旋轉沖洗以對殘餘微粒污染物與清潔/處理溶液進行 最終清潔。接著SRD站108將晶圓乾燥。最後，晶圓被遞送 至接收站110以儲存之。 圖2B顯示作為範例的晶圓清潔站1 〇〇的較詳細示意 圖β遞送站1 0 4與接收站11 〇最好適於接收包含多數晶圓的 晶舟盒。第一與第二清潔臺l〇6a與l〇6b最好包含非常柔軟 （ 與多孔的一組PVA刷子120。因此，刷子120可以擦洗晶圓 至清潔’而不損傷其表面。 由於刷子120為多孔，其也可作為欲施用於晶圓枣面 之液體的導管。關於更多晶圓清潔系統與技術的相關資 料，可以參考美國專利申請案：(1 )第08 /792, 〇93號， 1 9 97年1月31日提出申請，標題"Method and Apparatus for Cleaning of Semiconductor Substrates Using

Standard Clean 1 (SCI)";與（2)第 08 /542,531 號， 1 9 95年10月13日提出申請，標題是"Method and Apparatus for Chemical DsliveryThroughthe (

Brush"。在此參考這兩篇美國專利申請案e 圖2c顯示依照本發明一實施例之第一清潔臺106a中所 執行的清潔過程的概圖。在第一清潔臺l〇6a中，晶圓13〇 被插入在上刷120a與下刷1 20b之間。晶圓130可被轉動以

第15頁 454224 ·. 五、發明說明（12) -'~ ' ' 使刷子120a與120b能適當地清潔晶圓13〇的整個表面1在 此情況下，由於來自底部的污染物可能移動至頂面，故也 需清潔晶圓的底面。雖然以刷子丨2〇擦洗晶圓的頂面與底 面’被以上刷1 20a擦洗的頂面為主要清潔的表面，此係由 於頂面為積體電路裝置所被製造之處。 ” 清潔時，水源126係裝配為可供應去離子水穿過刷子 (TTB)予兩刷子1203與1201)至晶圓13〇上，使用流速為約 200至約1 000 mL /分鐘，而最好是約5〇〇 mL /分鐘、滴式 化學藥品施用器122被置於上刷120a之上，以允許施用臂 122a將表面活性劑配製容液12切滴至上刷12〇&上。表面活 性劑配製溶液124a較佳的流速為約15〇至約25〇 mL//分 鐘。在另一實施例中，化學藥品也可以穿過刷子（TTB)方 式遞送來取代滴式遞送。 .于11113)方 圖2D，示在第一清潔臺1〇6&與第二清潔臺1〇6七中所使 用之化學藥品施用技術。在第一清潔臺106a中，在將表面 活性劑配製溶液丨24a滴至上刷丨20a上之後’其便與水源 126所供應之去離子水混合。接著使上刷12〇&降低至晶圓 1 3 0以擦洗與清潔晶圓丨3 〇。因此，清潔溶液為滴式施用的 表面活性劑配製溶液1 24a與TTB施用的去離子水的結合。 ，表面活性劑配製溶液1 2 4 a最好包含表面活性劑與化學（ ’促進劑’例如具有表1所示之化學式的擰檬酸。其它的有 ，酸例如蘋果酸與醋酸也有效。或者，化學促進劑也可以 疋鹼例如氨水（N扎0 Η ) ’或檸檬酸與氨水的混合物。其 它例子鹼氨水化學促進劑包含例如有機鹼，例如烷基銨氫

4 54.2 费 月//日修正/更正/補充 JB 88116775 修正 五、發明說明（13) 氧化物。氫氧化烷基銨的例子可以包含四 氧化四丁銨。 刊丨G四 甲銨與氫

表A

OH

I

HOOCCHz CCH2C00H

I

COOH 在一實施例中，將化學促進劑用於控制上刷 曰 圓130的疏水性表面、與微粒污染物的電荷 ‘曰曰 位。控制此種電荷是需要的，以 曰稱為Z電 粒上具有相同的電荷（正或負） 日日表面、與微 :為:’則PH下降且Z電位…若進:鹼促進 則pH增加且Z電位下降。可藉電 =則為鹼 的表面相排斥而幫助晶圓130的清潔。也；以對曰:曰圓 污染物與刷子12〇a相排斥而保持上刷ma ^青潔荷使盘微粒务 (即污染物累積在刷子上)。檸檬酸與‘水的 混合物係用於控制Ζ電位與ρΗ。 /、虱尺的 雷Νη較矣佳的表面活性劑為非離子性（中性）或陰離子性（負 電性）表面活性劑，而更佳者I勹 （員 潔最終階段輕易自晶圓二。可以在清 古，tl·鏟U·讲 ± T尤禪者。舉例而言，生產且 有此#性質之表面活性劑的公司 ρ 玍座… CPughtown PA ^Valtech Corporation 第17頁 454224 (uy ' ~~- )。Val tech的產品中符合此等表面活性劑者為例如sp 22 75與DP 93001。在一實施例中，表面活性劑之較佳濃度 為：對於表面活性劑配製溶液12切（其包含表面活性劑二 化學促進劑）之體積為約〇. 1%至約1%。 在上述濃度中，假設自yaitech取得之表面活性劑溶 液的體積漢度為100% ’然而，許多供應廠商都可以提供不 同濃度的表面活性劑溶液。為達到較佳的濃度，可以用去 離子水進行不同的稀釋。 备疋使用和·檬酸作為化學促進劑，檸檬酸的較佳濃度 為對於表面活性劑配製溶液i 2 4 a的重量約〇.丨％至約5 %。$ 疋使用氨水，較佳濃度對於表面活性劑配製溶液丨24a的重 量約0· 02%至約5%。因此，表面活性劑配製溶液124&係以 去離子水預混，以達到所需濃度。晶圓丨3 〇在移出第一清 潔臺1 0 6之前’被務微地以去離子水穿過刷子（ττβ )予以沖 洗，以移除表面活性劑配製溶液及/或微粒與金屬污染 物。 圖2E顯示依照本發明一實施例之第二清潔臺i〇6b中進 行的清潔過程的詳細的圖。晶圓130在通過第—清潔臺 1 0 6 a之後，被送至第二清潔臺1 〇 6 b。晶圓1 3 〇再次被插入 上刷1 2 0 a與下刷1 20b之間..。晶圓1.3 〇可.轉.動，以使刷子: 1 2 0 a與1 2 0 b能夠清.潔晶.圓1 3 0的整個表面。水源1 2 6也可以. 供應去離子水穿過刷子（Τ Τ Β)至刷子1 2 0 a與12〇1)上。 滴式化學藥品施用器122被置於上刷i2〇a之上，以使 施用臂1 22a能夠將表面活性劑溶液1 24b滴至上刷1 20a與晶

第18頁 §4 224 454 2 2 4 五、發明說明（15) 圓130上。與表面活性劑配製溶液1 24a不同，表面活性劑 溶液124b最好包含表面活性劑於體積濃度約〇, 1%至約1%， 而不含任何化學促進劑。接著降低上刷丨2〇a至晶圓丨3〇 上，以使用表面活性劑溶液i 24b與去離子水的混合物擦洗 與清潔晶圓1 30，如圖2D所示。如同於第一清潔臺丨〇6a所 施用者’去離子水所施用的較佳流速為約2〇〇至約l〇〇〇mL /分鐘’而最好為約5〇0mL /分鐘。 、“或者’若是第一清潔臺丨〇 6a不能如所需自晶圓表面清 潔污染物’則也可以裝配第二清潔臺1〇61)以施用化學促進 劑。若是將化學促進劑加至第二清潔臺1〇61)中，則表面活 性劑洛液124b(如圖2E)應實質上以表面活性劑配製溶液 124a(如圖2C)予以取代。又，若是第一清潔臺1〇6a可以對 欲β潔之材料元成適當的清潔工作，則並不需要第二清 臺 10 6b。 一又或者，清潔某些類型的表面甚至不需在第一臺或第 一臺中施用化學促進劑。在此情況下，第一臺與第二臺將 只施用.表面活性劑溶液。在此情況下，甚至不需有兩個各 別的置，而會利甩單一表面活性劑溶液施用臺。 ，圖3A顯不依照本發明一實施例之受污染的半導體晶圓 130之較詳細的橫剖面圖，開始以表面活性劑溶液進 $。晶圓130’包含基板132、及形成於基板132上的低【值 介電質聚合物層134。低κ值介電質聚合物層134(例如有機 ，料）比起二氧化矽所形成的層較不導電。低£值介電聚 。物層134典型上具有的介電常數值介於約15與約3.5之"

第19頁 4 54 2 2 4 五、發明說明（16) 間。 不幸的是，由於低K值介電質聚合物層134比起一最化 2的耦合電谷，欲自值介電質聚合物層〗34的表面 …移除微粒及/或金屬污染物138將困難得多，由於装^、 j水性之故。正如於此技術中所習知者，可以測量水滴，與 材料表面間的接觸角，以測定材料為疏水性或親水性。並 里地’約20。或以上的接觸角通常表示材料為疏水性。因、 習用水與其它水性清潔液無法使表面濕潤並將微粒污 尜物138沖洗掉，此係由於其會被低介電值聚合物層丨34的 表面排斥而形成液滴於其表面。 如上所述，本發明的清潔過程包含：使用包含表面活 性劑的清潔溶液。表面活性劑分子136為雙親性，包含疏 水性與親水性基團（例如，親水性基團i36a與疏水性基團 1 3 6 b)。因此’表面活性劑分子丨3 6的疏水性基團丨3 6 b被疏 水！·生表面所吸引v圖3 B為一示意圖顯示表活性劑於 低瓦值介電質聚合物層134之^ 性劑施用至晶圓時，疏水性基團13 6b使表面活性劑分子 136附著至低I(值介電質聚合物層丨34。 同時’表面活性劑分子136的親水性基團i36a吸引去〔 離子水與其它清潔液’以使低κ值介電質聚合物層134的表 面濕潤。由於表面濕潤，故上與下刷12〇&與12〇1；)可以籍由 擦洗低Κ值介電質聚合物層134，而使微粒與金展污染物 138移動並將之掃入清潔液中。可以接著以去離子水（例

4^4p_2_4 — _— 五、發明說明（17) 如，於旋轉-沖洗與乾燥站〗08)將任何殘餘的微粒污染物 1 3 8與表面活性劑分子1 3 6沖洗掉，使晶圓丨3 〇，實質上沒有 微粒污染物138與施用的清潔溶液，如圖％所示。 圖4為一流程圖說明依照本發明一實施例之具有疏水 性表面之晶圓的清潔方法2〇〇。方法2〇〇開始於操作2〇2， 提供一基板’其可以是例如任何類型的半導體晶圓。操作 204形^成一疏水性層於基板上。疏水性層為欲提供基板上 之金屬線間的絕緣，且最好由低K值介電質聚合物（即有機 介電層）材料所構成。在操作2〇6中將去離子水與表面活性 劑配^溶液施甩至疏水性層，以使處理層濕潤。表面活性 劑配裝溶液最好包含表面活性劑與化學促進劑。濕潤的處 理層^於開始自疏水性層清潔微粒及/或金屬污染物。 操作208也施用去離子水，但停止施用操作206中所使 用的化學促進密丨丨0只； 收C7丄士 活性劑_用至: :::ΐ 1接著’操作210旋轉沖洗所施用的溶 212接著1其層實質上沒有:微粒及/或金屬污染物。操作 中基板乾燥，而操作214儲存基板。在操作216 气否有任何基板需请潔。一般而言，遞送站在之 i潔的新r=6a的晶圓已移動至第二臺10613後，開始將欲 清潔’則【著 i第:臺106a。因此，若是有其它晶圓需 結束： 自操作2 02開始重複。若否，則方法2 〇〇 圖5為依照本發明另一實施例之具有疏水性表面之晶

第21頁 454224 五、發明說明（18) ~ 一一~—~-…:丨.....— :—~—_____ 圓的清潔方法300之較詳知认出办向 302，提供一基板，例二：：二f; ^ 葬由枉材、备+導體晶圓。接著，操作3〇4中， ± Γ' "4 49 ^ #(CVD} ^ ^ ^ ^ ^ ^ ...... . .... . 在操作306中’可以盆山儿撕，， 声平扭仆，ϋ叮、、藉由化學機械拋光（CMP)將疏水性 :纖層洞-刻^如t:' 屬線移除可祕成於疏水性層之過^自。^ Ϊ ΪΪ ί性表面已被沈積、經 ： …操作308將基被務至第一清潔站。在此，於操作μ 〇 經由上刷與下刷施用去離子水並蔣矣而本 、二 式細用至上刷V於操作312中開始清潔，藉將上隆低 以擦洗疏水性眉鱼蔣谗Ρ以a 士精由將上刷降低 至音作玄液巾^主IL水性層之表面上的微粒污染物移動 一 ί 下刷施用至基板底面。為完成第 站^ ί逸Ϊ1 ，使用出口喷灑以在晶圓進入第二清潔 ί #^ ^ ° ^ 者操作314將晶圓務至第二清潔站。 將去iit清潔站中’在搡作316中再次經由七 i上刷而用至晶圓。藉由將表面活性劑溶液滴式施用 知用至晶圓。如同在第一清潔站中，將上別降低 ^…物擦洗掉。、以相同方式將下刷施用至基板底面ώ 454224 五、發明說明a9) 主接著，使甩出口喷灑以進一步移污举叙m 表面活性劑。最德，姓你ς9Λ冶―^除义杂物與大部分的 有任何龙+ 乾存。在操作322中，測定是否 重藉0匕板欲清潔，且若是有，則方法3 0 〇從摔作3 〇 2 重複。若是無，則方法300結束。 ^攸麵作302 〜#另—實施例中，本發明的清潔技術也可以用來清窄直 介雷奸社冬的例子可以為無機低K值 枓與金屬化材料。此種金屬化材料可以包含例如紹 二幸脣、銅基金屬等 '典型地，這尊作為範例的材料的清 潔係在化學機械拋光操作之後進行。 以上所述者，僅為了用於方便說明本發明之較佳實施 例’而並非將本發明狹義地限制於該較佳實施何、凡依本 發明所做的任何變更’皆屬:本發明申請專利之範圍、例 如’在此所說明的清潔方法可被用來请潔任飼·類型的疏水 性表面，不論是在半導體領域（例如半導體晶圓、平面顯 示晶圓等）或其它需要非常清潔之疏水性表面的領域。 ..此.外.雖然在'此揭;.露:一具體的清潔:設備..，：但.其它..執行 本發明之施用的化學溶液類塑之適合的清潔設備也可以使 用。因此’所有的此種變更，皆屬本發明申請專利之範

Claims (1)

1. 45422 4 六、申請專利範圍 麵 f 始整個低κ值介電質聚合物'袅而紅理層’其中施用係I於 物的清潔;」丨表面針對移除微粒與 將去離子水與表面活恢 合物表面上,以持續清潔；與冷"施用至低玉值介電觀 旋轉—沖洗半導體某始 …^ 面活性劑配製溶液或表面守地^移除任何殘餘的施用的表 聚合物表乱雜 2. 如申請專利範園^ 配製溶液的流速，並在〇物表面上之表麻 一出口喷瀵。 ^進 站之前施甩去離子水以策 ' .... ... . .... ...... ： ...... ...' . . .. ... .... ... .. . . . .. . . ;'.;" 3. 如申請專利範圍鮮话一 關閉甩於低K值介電質甲方法，总 液的流速，並在進入旋面> :；· : . 4. :如申請專利 配製溶液包含丧面壬Μ ^第項之方 如申清專利箣囹Vi 配製溶液的表面活性 間，與化學促進劑具有查$體積濃度介於約〇.1%與約1%之 重量濃度介於約〇 , 〇 2 %與釣5%之 4 5422 d 六、t ¾ ^ ^ .. —--T-—___ . . ... ... ......... '- . . ..... . ... ..... ... ..... .. .. · .. . · : ... ... . " .....· . ... ...... ........ . . · . .... .... b. 如申請:專利範圍潭^ 係選自於遽> W ) 乂 去其中化學促進劑 7 、ί Ϊ 、乱或檸樣酸與氨水之混合物。 溶液不包含化貪你树而口…人"去其中表面活性劑 心化學:促進劑而只包含表面心 & 如申請專利範圍第7項之方士彳士 ♦液具有體翁濃度在約Q ·】％與約i % ^ 9. 如申請專利範圍第頂 聚人物矣n ' 項之方法，其中低K值介電曹 灰口物矣面為有機疏水性材料。 ）丨电寶 矣而壬·祕如申清專利範I 表面活性劑配製溶液的施用在會雄:± τ玄離A 双命农的苑用係於第一清潔臺 U.如申請專利範圍第垣> 士 廿V 含處遍 聲去離子水與表面活性筹啦^ 至有機介電層表 使甩第一混合物淤 將去離子水盥表:、丨电層:奉面:’： 至有機介電層表ί ; β ^ ...... ... .. .............. ... . · ..... ...... . _. .......... .... ....·.. ..... ...... . . .. · ..:.. .. ... 使用第一滿合物擦洗有嫉入▲ *丨y 使用去離子水旋轉〜沖洗 移除任何污染物。 ^ 4暴择，以貪 、嗔之用以清潔基扳之有機介 、-. 1 .'+...- ..圓.. ....'

   13.如申讀專利範園第？馆 454224 六、申請專利範圍 電層表面的方法，其:中第一混合物的表面活性劑配製溶液 包含表面活性劑與化學促進劑。 1 4.如申請專利範圍第1 3項之用以清潔基板之有機介 電層表面的方法，其中表面活性劑具有體稹濃度為介於約 . · 0.1%與約1%之間，而化學促進劑具有重量濃度為介於約 0. 02%與約5%之間。 15. 如申請專利範圍第12項之用以清潔基板之有機介 電層表面的方法，其中第二混合物之表面活性劑溶液只包 含表面活性劑。 16. 如申請專利範圍第15項之用以清潔基·板之有機介γ 電層表面的方法，其中表面活性劑具有體積濃度為介於約 0. 1 %與約1 %之間。 1 7. 如申請專利範圍第12項之用以请潔基板之有機介 電層表面的方法，其中去離子水與表面活性劑配製溶液之 第一混合物的施用至有機介電層表面係藉由使用第一刷子 清潔臺而進行，其係用於進行有機介電層表面的擦洗。 18. 如申請專利範圍第17項之用以清潔基板之有機介 . .. . .... . . ...... ... .電層表.面_的方法，.其中..第一混合物/办施用 '尚.包_含/ : 將表面活性劑配製溶液滴式施用至第一刷子清潔臺的 上前/ ,.C 19. 如申請專利範圍第12項之用以清潔基板之有機介 電層表面的方法，其中去離子水與表面活性劑溶液的第二 混合物的施用至有機介電層表面係藉由使用第二刷子清潔 臺而進行，其係用於進行有機介電層表面的擦洗。

   454224 六、申請專利範圍 2 0.如申請專利範圍第19項之用以清潔基板之有機介 電層表面的方法，其中第二混合物的施用尚包含： 將表面活性劑溶液滴式施用至第二刷子清潔臺的上 刷。 21. —種用以清潔有機介電層表面的晶圓清潔設備， . . . .. . ........ . . . 包含 . 第一清潔臺，用於將去離子水與表面活性劑配製溶液 的第一混合物施用至有機介電展表面，第一清潔臺具有第 一刷子系統，用於使用第一混合物擦洗有機介電層表面； 第二清潔臺，用於將去離子水與表面浩性劑溶液的第（ 二混合物施用至有機介電層表面，第二清潔臺具有第二刷 子系統，用於使用第二混合物擦洗有機介電層表面；與 —旋轉沖洗碗，用於使用去離子水沖洗晶圓，以自有 機介電_層表面移:除任何_污染物.。 2 2.如申請專利範圍第21項之晶圓清潔設備，其中第 . . . . . ^ ... · . 一混合物的表面活性劑配製溶液包含表面活性劑與化學促 劑 進 表 其 備 設 潔 清 圓 晶 之 項 2 2 第 圍 範. 利 專 請 申 如 約」 於P 介約圍 度於範 濃介利 積度專 體濃請 有，量.，申 具重如 劑有. 性具24. 活.-.劑'. 面進 第 促 學 化 間 ο 之1 % .¾ 1之 與5 %約 1與 第 中 其 備 設 潔 清 圓 晶 之 項 表 中 其 〇 備。. 劑設間 性潔之 活清％ 面·.圓約 表：晶與 .含.之1°/0 包項0. 只24約 液第於 溶圍介 劑範度 性利濃 活專積 面請體 表申有 的如具 物' ' '.劑 合25.性 混 活 二 面

   頁· 27 第 454224 六、申請專利範固 種用以清潔半導體其姑〆主^ ^ ^ ^… 以 下各步驟:丨 體泰板之表面的方法，包含 將去離子水盥矣^ 濕濁的處理：層， 粒與金:戀 旋轉一沖洗半導體基板，以敕人厂兩 劑配製溶液或表面活性#波」移^任何施用的表面活性 的微粒污染物/ 液’同^'自表面移除任何殘餘 表面方· 電貫材料區域、與金1二从f:機介：電層材料基气^ 所構成。 …材料區減等一或多個的材料區域 ^ ® 1'^ ί ν j i ΐ ? ®f 2 6 ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ψ ^ ^ ^ 銅基:綠 表纖 严弟一表面活性劑配製溶液。 一種用以清潔基板之表面的方法，包含： 至矣®離子水與表面活性劑配製溶液的第一混合物施用 主衣面； .....' ........... ................

   第28頁 454224 · 六、申請專利範圍 .使用第一混_合物y擦洗_表面. 施用去離子水與表面活性劑溶液的第二混合物，以使 • ' ... · 用第二混合物擦洗表面；與 使用去離子水旋轉一沖洗基板之表面，以自表面移除 任何污染物。 31.如申請專利範圍第30項之用以清潔基板之表面的 方法，其中表面為有機低K值介電層表面與無機低K值介電 . - . 層表面的其中之一。 3 2.如申請專利範圍第30項之用以清潔基板之表面的 方法，其中表面具有金屬化區域。 3 3.如申請專利範圍第3 0項之用以请潔基板之表面的 方法，其中該金屬化區域為鋁基與銅基。 3 4.如申請專利範圍第30項之用以清潔基板之表面的 方法，其中去離子水與表面活性劑溶液之第二混合物的施 用至表面尚包含： 將化學促進劑施用至表面活性劑溶液，以將表面活性 劑溶液轉變成表面活性劑配製溶液。 3 5. —種用以清潔基板之表面的方法，包含： 將表面活性劑溶液施用至表面； 擦洗表面；與 使用去離子水旋轉一沖洗基板之表面以自表面移除任 何污染物。 3 6.如申請專利範圍第35項之用以清潔基板之表面的 方法，尚包含： _

   第29頁 ϊ 54 22 4 —--------- 六、申請專利範圍 將化學促進劑與表面活、 表面的表面活性劑配製溶液'奋液混合，以產生施用至 37.如申請專利範圍第 τ 方法，其中使用刷子系統進j ^用以清潔基板之表面的 3 8.如申請專利範圍第 s 方法，其中刷子系統係用於以^之用以清潔基板之表面的 潔’同時使用TTB施用技術將去表離面^舌性劑配製溶液進行清 統。 去離子水源施用至刷子系 39.如申請專利範圍第以之以主 主 方法，其中表面為有機低κ值，番&用以巧潔基板之表面的 戶矣ft、盥厶藤主二低值電層表面、無機值介電 層表面、與金屬表面的其中之—或其組合： 方本4〇上11响專利範圍第35項之用以清潔基板之表面的 方法，尚包含： 使用TTB施用技術施用表面活性劑溶液。