专利名称：一种半导体晶元表面清洁方法
技术领域：
本发明涉及一种半导体晶元表面清洁方法。
背景技术：
半导体工业中，化学机械研磨(CMP，Chemical Mechanical Polishing)是抛光半导体硅晶元最佳方法之一。化学机械研磨是IBM公司在1985年发展CMOS产品时研发成功的一项技术，其目的是将晶元上凹凸起伏的介电层(Dielectric Layer)或金属层(Metal Layer)加以平坦化。化学机械研磨可以移除晶元表面的材质，使晶元表面变得更平坦，且具有研磨性物质的机械式研磨与酸碱溶液的化学式研磨两种作用，可以使晶元表面达到全面性的平坦化。
美国专利第6,364,744号揭示一种化学机械研磨系统和使用研磨液抛光半导体硅晶元的相关方法。该方法包括如下步骤(1)在半导体硅晶元和抛光器件之间提供相反方向的运动；(2)在半导体硅晶元和抛光器件之间照射紫外光；(3)再送研磨液入半导体硅晶元和抛光器件的间隙，研磨液包括研磨颗粒和至少一种光触媒颗粒。
上述方法在研磨过程中使用光触媒是为实现提高半导体硅晶元金属层的移除速率。但是，对半导体晶元化学机械研磨以后，半导体晶元表面仍会残留一些研磨液和化学物质等污垢需要清洁。
所以，提供一种清洁半导体晶元表面污垢的方法实为必要。
发明内容本发明的目的在于提供一种清洁半导体圆晶表面污垢的方法。
为实现本发明目的，本发明提供一种使用光触媒技术的纳米表面处理方法，其步骤包括提供一半导体晶元，用化学机械研磨方法处理半导体晶元表面；在所述半导体晶元表面形成一层光触媒溶液；以紫外光照射所述光触媒溶液。
与先前技术相较，本发明的光触媒溶液照射紫外光后，其中的二氧化钛(TiO2)或氧化锌(ZnOx)微粒具有超强的氧化和还原功能，故能有效清洁化学机械研磨处理后的半导体晶元残留的研磨液等杂质，并使半导体晶元表面具有亲水性。
图1是半导体晶元表面清洁方法流程示意图。
具体实施方式半导体晶元化学机械研磨(CMP)以后，半导体晶元的表面粗糙度范围达到10～50nm。但是，导体晶元表面仍留有一些研磨液和化学物质等污垢。
请参阅图1，本半导体晶元表面清洁方法是一种使用光触媒技术的纳米表面处理方法，其步骤如下步骤一提供一半导体晶元，如硅晶元，用化学机械研磨方法处理该晶元。
步骤二在所述半导体晶元表面形成一层光触媒溶液。可以在半导体硅晶元表面上喷射形成一层光触媒溶液；也可以将半导体晶元放入盛有光触媒溶液的超声波震荡器中均匀形成一层光触媒溶液。该光触媒溶液含有二氧化钛(TiO2)或氧化锌(ZnOx)微粒，二氧化钛(TiO2)或氧化锌(ZnOx)微粒尺寸范围为15～50nm。
步骤三以紫外光照射所述光触媒溶液。该紫外光波长为380nm以下，光强度大于1mw/cm2。照射紫外光时，二氧化钛(TiO2)或氧化锌(ZnOx)微粒能分解半导体硅晶元表面的污垢，并且使半导体硅晶元表面具有亲水性。现以二氧化钛(TiO2)微粒为例解释其工作原理当波长在380nm以下的紫外光照射在二氧化钛(TiO2)微粒时，在价电子带(Valence Band)的电子被紫外光的能量所激发跃升到传导带(ConductionBand)，此时在价电子带便会产生带正电子的正孔，而形成一组电子电洞对。二氧化钛(TiO2)则利用所产生的电洞的氧化力和电子的还原力和表面接触的H2O和O2发生作用，产生氧化力极强的自由基O-，O2-，O3-和OH-，而具有超强的氧化和还原功能。
在硅晶元表面产生的OH-和H+可以破坏并分散水滴的形成，使表面不容易结成水滴。被紫外光照过的光触媒会使硅晶元表面变成超亲水性(SuperHydrophilic)。紫外光照射后，水滴在硅晶元表面形成的接触角远远小于未使用光触媒溶液和紫外光照射前的接触角，接近于零。
权利要求
1.一种半导体晶元表面的处理方法，其步骤包括提供一半导体晶元，用化学机械研磨方法处理半导体晶元表面；在所述半导体晶元表面形成一层光触媒溶液；以紫外光照射所述光触媒溶液。
2.如权利要求1所述的半导体晶元表面的处理方法，其特征在于光触媒溶液含有二氧化钛(TiO2)或氧化锌(ZnOx)微粒。
3.如权利要求2所述的半导体晶元表面的处理方法，其特征在于二氧化钛(TiO2)或氧化锌(ZnOx)微粒尺寸范围为15～50nm。
4.如权利要求1所述的半导体晶元表面的处理方法，其特征在于紫外光波长为380nm以下。
5.如权利要求1所述的半导体晶元表面的处理方法，其特征在于紫外光强度大于1mw/cm2。
6.如权利要求1所述的半导体晶元表面的处理方法，其特征在于光触媒溶液喷射于半导体晶元表面形成一层光触媒溶液。
7.如权利要求1所述的半导体晶元表面的处理方法，其特征在于在盛有光触媒溶液的声波震荡器中于半导体晶元表面形成一层光触媒溶液。
全文摘要
本发明涉及一种半导体硅晶元表面清洁方法，其步骤包括提供一半导体晶元，用化学机械研磨方法处理半导体晶元表面；在所述半导体晶元表面形成一层光触媒溶液；以紫外光照射所述光触媒溶液。本表面清洁方法能有效清洁化学机械研磨处理后半导体晶元残留的研磨液和化学物质等杂质。
文档编号H01L21/302GK1567537SQ03126969
公开日2005年1月19日 申请日期2003年6月17日 优先权日2003年6月17日
发明者陈杰良 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司, 鸿海精密工业股份有限公司