专利名称：清洁表面的方法
技术领域：
本发明涉及清洁盘状物体的表面的方法。
这种盘状物体可为碟状物体诸如半导体晶片、紧凑光盘以及多边 形物体诸如平板显示器。这种清洁方法一般用于从半导体晶片的结构
化表面上除去颗粒。
迄今，从表面除去颗粒的未解决的困境如下。颗粒一般粘附至表面 且仅能通过机械能量除去。被引入到表面的机械能量越高，除去的效 率越好。但是负面作用是用于颗粒除去过程的机械能量越高，施加至 表面的压力越大，从另一方面讲，该表面是不应该受到影响的。因此 认为若不接受对于表面的更多损害，那么就给定的除去技术而言，颗 粒除去效率是不能改进的。
然而对半导体结构而言，损害是不可接受的。因此用于颗粒除去 的机械震动是现存的问题，当结构变得更小时，这个问题更加严重。
因此本发明的目的是提供一种清洁方法，其能够有效地除去颗粒 而不会显著地损害盘状物体(尤其是结构化的半导体晶片)的表面。
本发明通过提供清洁盘状物体的表面的方法而满足所述目的，所
述方法包括以下步骤以自由流动清洁处理所述表面，其中将液体经 由分配喷头以连续液体流分配到所述表面上；以喷洒清洁处理所述表 面，其中将液体经由分配喷头以液滴的形式导向所述表面；其中所述 表面在所述自由流动清洁步骤之前用喷洒清洁步骤处理和在所述自由 流动清洁步骤之后用喷洒清洁步骤处理。
喷洒的液滴的平均直径(D3。)在0. OOl毫米和O. l毫米(l - IOO微米) 之间。本申请的平均直径(D3。)基于体积分布且如下计算D3。- (ED N7 1:仏"(1/3)。
在一个实施方案中，自由流动清洁步骤之后接着喷洒清洁步骤的 顺序至少执4于两次。200
有利地，自由流动清洁步骤之后接着喷洒清洁步骤的顺序至少执 行三次。
在另一个实施方案中，所述自由流动清洁步骤和/或所述喷洒清洁
步骤B中的至少一种使用碱性清洁液体，所述碱性清洁液体包含选自由 臭氧、过氧化氢和臭氧与过氧化氢的混合物组成的集合的氧化剂。
优选地，所述清洁液体包含氨。有用的清洁液体例如是包括过氧 化氢与氨的水含量为80至99. 8wt。/。的水溶液。
在另 一 实施方案中，至少 一个所述喷洒清洁步骤使用选自包括水、 有机溶剂碱性组合物和酸性组合物的集合的清洁液体。
当所迷自由流动清洁步骤和所述喷洒清洁步骤在时间上重合不多 于5秒时，有助于在清洁期间保持表面湿润但限制飞溅。
如果盘状物体在至少 一 个清洁步骤期间旋转，则会均匀地跨过晶 片进行清洁。或者所述喷头(喷洒喷头和/或自由流动喷头)可以横向 扫过晶片而使盘状物体保持不动。
有利地，所述喷洒清洁步骤使用选自无空气喷洒喷头、具有内部 混合的两相喷头或具有外部混合的两相喷头的喷洒喷头。
优选地，所述喷洒清洁步骤使用具有外部混合的两相喷头。
在一个实施方案中，所述喷洒喷头的喷口位于离盘状物体的表面 距离d处，d为O. 1厘米至10厘米，优选O. 3厘米至5厘米。
在另一个实施方案中，至少两个所述喷洒清洁步骤各自运行各自 的喷洒清洁步骤5秒至45秒的时间段；优选8秒至30秒。
在另一个实施方案中，至少两个所述自由流动清洁步骤各自运行 各自的流动清洁步骤5秒至45秒的时间段；优选8秒至30秒。
优选地，所述喷洒喷头横向扫过所述盘状物体；例如，同时该盘 状物体正在旋转。
可以控制横向移动参数(如速度、宽度及宽度方向上的速度偏差) 以使得该喷头扫过该盘状物体，以使得盘状物体表面的每个点都处理 相同的时间段。
有利地，盘状物体在喷洒清洁期间旋转，且喷洒喷头从旋转中心
5朝向盘状物体的边缘径向地移过表面。
阅读优选的实施方案的描述后，本发明的方法的进一步细节将变 得显而易见。
将结构化的300 mm的半导体晶片放在旋转处理器的旋转卡盘上。 或者，在清洁过程前，可先蚀刻或剥除所述晶片上的一层(例如用浓硫 酸与过氧化氢的混合物)。
第一步骤(预漂洗步骤R):漂洗液体(去离子水)以5 1/min的流量 供应至晶片中心上，同时晶片以300rpm的转速旋转。
第二步骤(自由流动步骤A):将稀释的SCl(O. 7体积％- 32%的过氧 化氢；28. 4体积％-35°/。的氨水；70. 9体积°/。的水)在40。C下以10 1/min 的流量喷散到晶片上，同时晶片以600 rpm的转速旋转。
第三步骤(喷洒步骤B):将以氮气为载气(连续相(cp)-氮气；分散 相(dp)-去离子水)的去离子水喷洒物在25。C下以1000rpni的转速喷洒 到晶片上。氮气流速为90 sl/min (sl =标准升，1013 hPa， 25T下)； 去离子水流量为70 ral/min。在喷洒期间，喷洒喷头緩'(t地以10 mm/s (0. 01 m/s)的速度从中心至边缘扫过晶片。
第四步骤(最终漂洗步骤R):漂洗液体(去离子水)以5 1/min的流 量供应至晶片中心上，同时晶片以300 rpm的转速旋转。
第五步骤(干燥步骤D):用具有2体积y。的2-丙醇的氮气除去漂洗 液体(去离子水)，同时供应水至晶片上，以使得液体-气体边界层从中 心扫至边缘，以使得在除去液体后，晶片保持完美的千燥。
这个过程可简化为顺序为R-A-B-R-D (现有技术)的工艺步骤顺 序，其中步骤A耗时60秒和步骤B耗时45秒。
根据本发明(实施例l)，第二及第三工艺步骤重复一次，导致顺 序R-A-B-A-B-R-D，其中每个步骤A耗时30秒和每个步骤B耗时22. 5秒。
令人惊讶地，颗粒除去效率可大幅增加(增加了多于20%)而没有改 变每个步骤的工艺参数也没有增加整个工艺的时间。
每个工艺步骤可以与前面的步骤重合，这有助于在清洁期间保持 表面湿润直到表面最终被千燥。这种重合可以在0， 5秒至5秒的范围内。
6或者(实施例2)，第二及第三工艺步骤重复两次，导致顺序 R-A-B-A-B-A-B-R-D,其中每个步骤A耗时20秒和每个步骤B耗时15秒。 整个工艺的时间再次地没有增加。这个工艺顺序导致颗粒除去效率进 一步增加，尽管不那么显著。
表l显示本发明方法的两个实施例(l及2)以及一个对比例(0 =现 有技术)。
表l:
实施例第一流体(A) (连续液体流 A)第二流体(B) (喷洒步骤B) 连续相(cp) 分散相(dp)顺序
0 (现有技术)SC1-60秒cp:氮气； dp:去离子水 -45秒R-A-B-R-D
1SC1-30秒cp:氮气； dp:去离子水 -22. 5秒R-A-B-A-B-R-D
2SC1-2 0秒cp:氮气； dp:去离子水 -15秒R-A-B-A-B-A-B-R-D
洁效率。
表2:
实施例重复A-B整个清洁时间颗粒除去效率
0 (现有技术)lx (未重复)105秒64. 2
12 x105秒77. 7
23 x105秒78
本发明的其它实施方案简述于下。所用的简写如下所述
A:自由流动清洁步骤，其中将液体以连续自由流动的方式倾倒在
表面上；
B:喷洒清洁步骤，其中用喷洒喷头将液体分配到表面上；
R:漂洗步骤，其中DI (去离子水)以自由流动方式供应(气体例如
7C02可溶在DI水中)；
D:干燥步骤，其从表面除去液体；
R-B-A-B-R-D:此为根据本发明的基本过程，其中核心顺序B-A-B 之前有预漂洗之后有漂洗和干燥顺序。
R-B-A1-A2-B-R-D:此实施例将指出，在至少两个喷洒清洁步骤之 间，可以进行两个或更多个自由流动清洁步骤；例如用两种不同的清 洁液体。
R-B-A-B-A-R-D:在预漂洗步骤之后，此顺序可起始喷洒清洁步骤。 B-A-B-A-R-D:此顺序可起始于喷洒清洁步骤而无预漂洗。 B-A-B-R-D:此顺序可起始于喷洒清洁步骤而无预漂洗而且也无最 终的自由流动清洁步骤。
B-A-B-D:采用此清洁顺序，最后(第二)喷洒步骤B (介于A及D之
间)同时作为漂洗步骤。因此，优选使用蒸发而不会留下任何残余物的 液体。
A-B+B-A-R-D
对于步骤A,使用SC1 (过氧化氢与氨的水性溶液)。或者，可以使 用胆碱(或其它季胺)的水溶液。
权利要求
1.一种清洁盘状物体的表面的方法，包括以下步骤-以自由流动清洁处理所述表面，其中将液体经由分配喷头以连续液体流分配到所述表面上，-以喷洒清洁处理所述表面，其中将液体经由喷洒喷头以液滴的形式导向所述表面，其中所述表面在所述自由流动清洁步骤之前用喷洒清洁步骤处理，且在所述自由流动清洁步骤之后用喷洒清洁步骤处理。
2. 权利要求l的方法，其中将自由流动清洁步骤之后接着喷洒清 洁步骤的顺序至少执行两次。
3. 权利要求l的方法，其中所述自由流动清洁步骤和/或所述喷洒 清洁步骤中的至少 一种使用碱性清洁液体。
4. 权利要求3的方法，其中所述碱性清洁液体包含选自由臭氧、 过氧化氢和臭氧与过氧化氢的混合物组成的集合的氧化剂。
5. 权利要求4的方法，其中所述清洁液体包含氨。
6. 权利要求l的方法，其中所述至少一个喷洒清洁步骤使用选自 包括水、有机溶剂碱性组合物和酸性组合物的集合的清洁液体。
7. 权利要求l的方法，其中所述自由流动清洁步骤和所述喷洒清 洁步骤在时间上重合不多于5秒。
8. 权利要求l的方法，其中所述盘状物体在至少一个清洁步骤期 间被旋转。
9. 权利要求l的方法，其中所述喷洒清洁步骤使用选自无空气喷 洒喷头、具有内部混合的两相喷头或具有外部混合的相喷头的喷洒喷 头。
10. 权利要求9的方法，其中所述喷洒清洁步骤使用具有外部混合 的两相喷头。
11. 权利要求9的方法，其中所述喷洒喷头的喷口位于离盘状物体 的表面距离d处，d为O. 1厘米至10厘米，优选O. 3厘米至5厘米。
12. 权利要求l的方法，其中至少两个所述喷洒清洁步骤各自运行5 秒至45秒；优选8秒至30秒。
13. 权利要求2的方法，其中至少两个所述自由流动清洁步骤各自 运行5秒至45秒；优选8秒至30秒。
14. 权利要求9的方法，其中所述喷洒喷头横向扫过所述盘状物体。
全文摘要
公开了一种清洁盘状物体的表面的方法。所述方法包括以下步骤以自由流动清洁处理所述表面，其中将液体经由分配喷头以连续液体流分配到所述表面上，和以喷洒清洁处理所述表面，其中将液体经由喷洒喷头以液滴的形式导向所述表面，所述表面在所述自由流动清洁步骤之前用喷洒清洁步骤处理，且在所述自由流动清洁步骤之后用喷洒清洁步骤处理。
文档编号H01L21/00GK101583439SQ200880002706
公开日2009年11月18日 申请日期2008年1月9日 优先权日2007年1月22日
发明者R·塞尔莫 申请人:Sez股份公司