專利名稱：利用電化學(xué)作用去除集成電路晶片表面污染物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體清洗領(lǐng)域，更具體的說(shuō)，是涉及利用電化學(xué)作用去除集成電路晶片表面有機(jī)污染物、金屬離子和顆粒的清洗方法。
背景技術(shù)：
甚大規(guī)模集成電路(ULSI)集成度迅速提高，器件的特征尺寸不斷減小，對(duì)于晶片表面沾污的要求更加嚴(yán)格。在甚大規(guī)模集成電路的制備過(guò)程中，晶片的表面狀態(tài)及潔凈度是影響器件質(zhì)量與可靠性的最重要的因素之一。在集成電路制備過(guò)程中晶片表面會(huì)沾污各種的有機(jī)污染物，如油脂、高溫蠟、光刻膠等，這些有機(jī)污染物必須去除，否則就會(huì)對(duì)后續(xù)工藝造成不良影響，導(dǎo)致器件失效或者報(bào)廢，損失十分嚴(yán)重。清洗不但要去除晶片表面的各種有機(jī)污染物，而且不能破壞晶片表面分子結(jié)構(gòu)。晶片表面存在有機(jī)污染物會(huì)導(dǎo)致很多問(wèn)題。一般講，它們會(huì)影響清洗的效果，使晶片表面的顆粒和金屬離子沾污難以去除。它們會(huì)破壞淀積膜與晶片表面的粘附，破壞器件的電特性。它們還會(huì)分解出有害的副產(chǎn)物，造成晶片表面進(jìn)一步污染。當(dāng)晶片在無(wú)氧的環(huán)境下被加熱時(shí)，這些有機(jī)污染物會(huì)碳化，并且，殘留在硅襯底表面的碳被加熱超過(guò)800℃時(shí)，碳就會(huì)和硅反應(yīng)在晶片表面形成碳化硅的區(qū)域，導(dǎo)致器件失效甚至報(bào)廢。
目前去除集成電路晶片表面有機(jī)污染物的主要方法就是采用RCA清洗中的I號(hào)液和III號(hào)液。
I號(hào)液為氫氧化銨/過(guò)氧化氫/去離子水(NH4OH/H2O2/H2O，簡(jiǎn)稱AMP，65～80℃)。I號(hào)液具有堿性、氧化性和絡(luò)合性。它能去除部分有機(jī)物、光刻膠、殘留膜和部分重金屬離子。I號(hào)液能夠和晶片表面的硅產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，使得附著在晶片表面的各種有機(jī)物隨著硅化學(xué)鍵的斷裂而脫離晶片表面。但I(xiàn)號(hào)液在去除晶片表面各種污染物的同時(shí)也對(duì)硅片表面進(jìn)行氧化和腐蝕，反應(yīng)方程式為
由于腐蝕是不均勻的，外面腐蝕的速率比較快而內(nèi)部的腐蝕速率比較慢，所以很容易造成腐蝕的不均勻，即造成硅片表面平整度差。而且H2O2在堿性介質(zhì)或高pH值條件下容易造成金屬污染物在晶片上的沉積。如果H2O2濃度不夠則氨水會(huì)腐蝕硅片，造成花斑。由于I號(hào)液含有NH4OH，還會(huì)有刺激性的氣味產(chǎn)生，嚴(yán)重威脅工人的健康，需要保證環(huán)境的通風(fēng)，增加了超凈空間的維護(hù)費(fèi)用。
III號(hào)液為硫酸/過(guò)氧化氫/去離子水(H2SO4/H2O2/H2O，簡(jiǎn)稱SPM，100～130℃)。III號(hào)液具有酸性和氧化性，可以去除有機(jī)物、光刻膠和酸性可溶雜質(zhì)。但I(xiàn)II號(hào)液中硫酸的氧化性和強(qiáng)酸性很容易造成炭化，使得表面發(fā)黑，影響晶片的清洗效果，同時(shí)對(duì)環(huán)境造成污染。
上述采用I號(hào)液和III號(hào)液的單純的清洗劑清洗，清洗劑中的氧化劑，如雙氧水，在溶液中有一定的溶解度，當(dāng)有機(jī)污染物含量較多時(shí)氧化強(qiáng)度不足，會(huì)造成清洗不徹底，清洗后晶片表面殘留有機(jī)物。另外，氧化劑在溶液中具有一定的壽命，隨著清洗的進(jìn)行，其中的氧化劑被消耗，溶液的氧化能力隨之下降，造成清洗劑持久力差。由于氧化劑消耗嚴(yán)重，清洗劑清洗一次就要更換，不但造成極大的浪費(fèi)，而且還會(huì)污染環(huán)境。
目前，還有采用在水中通臭氧的方法去除晶片表面的有機(jī)物，臭氧具有很強(qiáng)的氧化性，能夠?qū)⒂袡C(jī)物氧化去除，但是臭氧在水中的溶解度不容易控制，而且在生產(chǎn)過(guò)程中一旦工作空間存在大量的臭氧，會(huì)造成危險(xiǎn)。
另外，半導(dǎo)體晶片表面的顆粒和金屬離子對(duì)半導(dǎo)體晶片的質(zhì)量和可靠性也有重要的影響。微電子器件襯底表面的吸附物在p-n結(jié)擴(kuò)散制作或離子注入時(shí)形成釘子模型，處于顆粒下面的硅片不能得到摻雜，導(dǎo)致低擊穿、管道擊穿。顆粒還會(huì)牢固得吸附在晶片表面，在淀積薄膜時(shí)嵌入其中。在淀積過(guò)程中，顆粒污染會(huì)導(dǎo)致針孔、微小裂縫等。在后續(xù)的步驟中，當(dāng)多層布線形成后，顆粒會(huì)導(dǎo)致相鄰導(dǎo)線的短路或斷路。晶片表面的金屬污染物(如鐵和銅)在熱處理的過(guò)程中會(huì)很快擴(kuò)散到硅中。如果它們存在于晶片表面并且擴(kuò)散到硅體中，就會(huì)導(dǎo)致界面的結(jié)構(gòu)缺陷，在后續(xù)的氧化和外延層生長(zhǎng)過(guò)程中出現(xiàn)缺陷堆積，提高p-n結(jié)的漏電流，降低少數(shù)載流子的壽命。因此去除晶片表面有機(jī)污染物的同時(shí)還應(yīng)該去除顆粒和金屬離子等各種污染物，以便滿足微電子發(fā)展的進(jìn)一步要求。
但現(xiàn)有的清洗方法只能清洗掉晶片表面的有機(jī)物，而對(duì)于晶片表面的顆粒、金屬離子等則無(wú)能為力。需要采用其它的工藝清洗晶片表面的顆粒和金屬離子。使得清洗工藝復(fù)雜，清洗時(shí)間長(zhǎng)，生產(chǎn)效率低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種利用金剛石膜結(jié)構(gòu)和能夠起到去除集成電路晶片表面殘留有機(jī)物、顆粒以及金屬離子的清洗劑的結(jié)合，能夠達(dá)到較好的清洗效果，而且工藝簡(jiǎn)單，操作方便，滿足環(huán)保要求的利用電化學(xué)作用去除集成電路晶片表面污染物的方法。
本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的清洗方法是由能夠起到氧化分解有機(jī)污染物作用的金剛石膜結(jié)構(gòu)合和能夠起到去除液晶片表面殘留有機(jī)物的清洗劑共同組成。金剛石膜結(jié)構(gòu)利用金剛石膜作陽(yáng)極，石墨作陰極，兩極之間加入電解質(zhì)，那么在陽(yáng)極就會(huì)產(chǎn)生大量的自由氫氧基(·OH)、自由氧基(·O)及其衍生物過(guò)氧化氫、臭氧和氧氣，然后通過(guò)控制電流來(lái)控制其濃度。
本發(fā)明的利用電化學(xué)作用去除集成電路晶片表面污染物的方法，包括下述步驟(1)金剛石膜電化學(xué)作用配合清洗劑清洗將第一槽中放入清洗劑并加入8～15倍水，將裝有集成電路晶片的花籃浸泡在其中，以金剛石膜為陽(yáng)極，石墨為陰極，所述清洗劑為電解質(zhì)，室溫清洗5～10分鐘。可以配合超聲波作用。所述清洗劑按體積百分比包括多種表面活性劑含量是2％～15％，堿含量是40％～45％，余量的水。這一步主要是利用金剛石膜在電壓電流作用下產(chǎn)生的氫氧自由基、氧自由基、臭氧、氧分子和雙氧水等氧化劑，對(duì)集成電路晶片表面的有機(jī)物進(jìn)行氧化分解，使之脫離晶片表面，進(jìn)入到清洗劑介質(zhì)中。
(2)清洗劑超聲加熱清洗將清洗劑加入8～15倍水放入第二槽中，加熱到50～60℃，將上述晶片花籃從第一槽中取出，放入第二槽中，配合超聲波作用清洗5～10分鐘。所述清洗劑按體積百分比包括多種表面活性劑含量是2％～15％，堿含量是40％～45％，余量的水。這一步的主要作用是利用清洗劑降低表面張力、增強(qiáng)質(zhì)量傳遞、溶解和分解污染物的作用，將吸附在集成電路晶片表面的有機(jī)物、顆粒和金屬離子等污染物去除。
(3)金剛石膜電化學(xué)作用清洗將水放入第三槽中，再將晶片花籃從第二槽中取出放入第三槽中，以金剛石膜為陽(yáng)極，石墨為陰極，所述水為電解質(zhì)，室溫清洗5～10分鐘。這一步的主要作用為利用金剛石膜電化學(xué)作用所產(chǎn)生的氧化性能，將殘留在集成電路晶片表面的污染物和清洗劑進(jìn)行分解，使之脫離晶片表面，使得晶片表面不再存在任何有機(jī)污染物。
(4)水超聲漂洗將水放入第四槽，加熱到50～60℃，將集成電路晶片花籃從三槽中取出，放入四槽，進(jìn)行超聲，大約5～10分鐘。這一步的主要作用為去除前面清洗工序中殘留在集成電路晶片表面的有機(jī)物、顆粒、金屬離子以及清洗劑等物質(zhì)，徹底進(jìn)行漂洗，使得清洗后晶片表面只有水而沒(méi)有其他物質(zhì)。
(5)水超聲漂洗將水放入第五槽，加熱到50～60℃，將集成電路晶片花籃從四槽中取出，放入五槽，進(jìn)行超聲，大約5～10分鐘。這一步的主要作用為去除前面清洗工序中殘留在集成電路晶片表面的有機(jī)物、顆粒、金屬離子以及清洗劑等物質(zhì)，徹底進(jìn)行漂洗，使得清洗后晶片表面只有水而沒(méi)有其他物質(zhì)。
(6)噴淋用溫度為50～60℃的水對(duì)集成電路晶片進(jìn)行噴淋，時(shí)間為2～5分鐘。這一步的主要作用為利用沒(méi)有污染的水進(jìn)行噴淋，去除集成電路晶片表面附著的各種物質(zhì)和殘留的水。噴淋后晶片表面只留有純凈的水，而沒(méi)有其他物質(zhì)。
(7)烘干，可以用熱風(fēng)或紅外進(jìn)行烘干，時(shí)間為3～5分鐘。這一步的主要作用為去除晶片表面附著的水，達(dá)到干燥的目的。
上述清洗劑中的表面活性劑諸如聚氧乙烯系非離子表面活性劑、多元醇酯類(lèi)非離子表面活性劑、高分子及元素有機(jī)系非離子表面活性劑類(lèi)。堿類(lèi)包括有機(jī)堿和無(wú)機(jī)堿，諸如氫氧化鉀、氫氧化鈉、氨水、碳酸鈉、醋酸鈉以及胺類(lèi)有機(jī)物和季胺鹽類(lèi)。
為了達(dá)到更佳的清洗效果，清洗劑按體積百分比由下述組分組成有機(jī)堿40％～45％，聚乙二醇型非離子表面活性劑1.5％～2％，聚氧乙烯醚型滲透劑5％～10％，余量的水。有機(jī)堿包括多羥多胺、胺堿和醇胺，作為pH值調(diào)節(jié)劑，氫氧根在溶液中緩慢釋放，起到均勻腐蝕的作用，并且根據(jù)結(jié)構(gòu)相似相溶原理，能夠去除一部分有機(jī)污染物，并且具有絡(luò)合作用，能夠去除顆粒和金屬離子污染。聚乙二醇型表面活性劑，包括脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚和脂肪酸聚氧乙烯酯。降低溶液的表面張力，使清洗劑能夠全面鋪展在液晶顯示器的表面及夾縫中，其親水基和憎水基相互配合，能夠?qū)⑽皆谝壕э@示表面及夾縫中污染物托起，并且在表面形成保護(hù)層，防止污染物二次吸附。
滲透劑起到強(qiáng)滲透作用，能夠降低溶液表面張力，并且使得清洗劑能夠滲透到集成電路晶片表面和有機(jī)污染物之間，達(dá)到去除污染物的目的。
水包括去離子水或蒸餾水，去離子水為15～18兆時(shí)為最佳，去離子水為10～15兆時(shí)效果較為理想，要求不高時(shí)可使用10兆以下的去離子水或蒸餾水。
清洗過(guò)程中金剛石膜兩極的電壓控制在15V左右，電流在30A～60A之間。
本發(fā)明的原理如下采用金剛石膜結(jié)構(gòu)和水溶性清洗劑配合使用。金剛石膜結(jié)構(gòu)在電壓、電流的作用下，能夠產(chǎn)生濃度很高的自由氫氧基、自由氧基及其衍生物過(guò)氧化氫、臭氧和氧氣等氧化劑，對(duì)晶片表面的有機(jī)物進(jìn)行氧化分解，使其脫離晶片表面。水溶性清洗劑完全溶解于水，能夠去除殘留在晶片表面各種有機(jī)污染物、顆粒以及金屬離子等。清洗劑中的非離子表面活性劑實(shí)現(xiàn)優(yōu)先吸附，能有效去除顆粒、金屬離子等污染物。能夠降低溶液的表面張力，使清洗劑能夠全面鋪展晶片的表面及夾縫中，其親水基和憎水基相互配合，將吸附在表面及夾縫中污染物托起，并在晶片表面形成保護(hù)層，防止污染物的二次吸附。清洗劑中的有機(jī)堿，根據(jù)結(jié)構(gòu)相似相溶原理能夠去除有機(jī)物，并且，由于其還具有絡(luò)合作用，能夠去除顆粒和金屬離子的污染。同時(shí)由于電解的作用，有機(jī)堿在水溶液中氫氧根緩慢電離，隨著清洗的進(jìn)行，能夠不斷補(bǔ)充氫氧根的消耗，保證清洗的一致性。而且可以同時(shí)作為pH值調(diào)制劑、絡(luò)合劑、緩蝕劑、分散劑、助氧劑實(shí)現(xiàn)了一劑多用。因此，金剛石膜結(jié)構(gòu)和水溶性清洗劑配合清洗后，能夠去除晶片表面各種有機(jī)污染物、顆粒以及金屬離子等?？梢愿鶕?jù)電流控制氧化強(qiáng)度，不依賴超聲作用，不需要加溫。
在此基礎(chǔ)上后續(xù)的金剛石膜單獨(dú)清洗和超聲水洗過(guò)程能夠?qū)埩粼诰系那逑磩┖推渌麣埩粑锶コＴ偻ㄟ^(guò)噴淋和烘干得到潔凈的晶片表面。
為了降低成本，且不影響對(duì)晶片表面的清洗效果，清洗劑在清洗時(shí)根據(jù)清洗晶片的污染程度和污染物性質(zhì)加入8～15倍水進(jìn)行稀釋。
由于清洗要求能夠完全去除晶片表面殘留各種有機(jī)污染物，且晶片表面具有一定的粗糙度，這就要求清洗劑必須具有較好的滲透性能，因此在清洗劑中還加入5～10％的滲透劑。有機(jī)堿、聚氧乙烯類(lèi)表面活性劑和滲透劑能夠相互配合，表面活性劑具有鋪展作用能夠保證有機(jī)堿的氫氧根在溶液中均勻作用，保證清洗的一致性好，清洗后不會(huì)造成晶片表面粗糙度增加，同時(shí)滲透劑的強(qiáng)滲透作用能夠使得有機(jī)堿的氫氧根滲透到晶片和污染物之間，使污染物脫離晶片表面，達(dá)到去除的目的。有機(jī)堿、聚氧乙烯類(lèi)表面活性劑和滲透劑相互配合能夠達(dá)到較好的清洗效果。
本發(fā)明采用控制電流來(lái)控制清洗劑中自由氫氧基、自由氧基及其衍生物過(guò)氧化氫、臭氧和氧氣等氧化劑的濃度，從而控制氧化強(qiáng)度。根據(jù)實(shí)驗(yàn)得到，可以將兩極的電壓控制在15V左右，電流在30A～60A之間。
本發(fā)明具有下述技術(shù)效果1、本發(fā)明采用金剛石膜結(jié)構(gòu)代替?zhèn)鹘y(tǒng)清洗中的氧化劑，能夠控制氧化強(qiáng)度，在外加電壓的條件下能夠使清洗劑長(zhǎng)久保持穩(wěn)定的氧化能力，使清洗劑能夠循環(huán)應(yīng)用，降低了生產(chǎn)成本。
2、清洗劑中選用的有機(jī)堿能夠在電解的作用，緩慢釋放出氫氧根，隨著清洗的進(jìn)行，能夠不斷補(bǔ)充氫氧根的消耗，氫氧根在溶液中緩慢釋放能夠提高清洗劑均勻腐蝕的性質(zhì)，保證清洗的一致性。同時(shí)能夠降低溶液中的表面張力。清洗劑中的有機(jī)堿屬于有機(jī)物，能夠根據(jù)結(jié)構(gòu)相似相溶原理，能夠溶解晶片表面的有機(jī)污染物。由于其還具有絡(luò)合作用，能夠去除顆粒和金屬離子的污染，清洗效果好，提高了晶片的質(zhì)量和可靠性。
3、清洗劑中選用的化學(xué)試劑，不污染環(huán)境，不易燃燒，屬于非破壞臭氧層物質(zhì)，滿足環(huán)保要求。
4、清洗劑中加入了特選的滲透劑，能夠降低清洗劑的表面張力，增強(qiáng)了清洗劑的滲透性，對(duì)晶片有很好的清洗效果。
5、清洗劑中選用的表面活性劑和滲透劑能夠很好得降低清洗劑的表面張力，具有水溶性好、滲透力強(qiáng)、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)清洗劑中的表面活性劑能夠增強(qiáng)質(zhì)量傳遞，保證清洗的均勻性，降低晶片表面粗糙度。
6本發(fā)明采用金剛石膜結(jié)構(gòu)和清洗劑相互配合清洗，可以同時(shí)去除各種有機(jī)污染物、顆粒和金屬離子，清洗效果好，并且不會(huì)破壞晶片表面粗糙度和平整度。而且工藝簡(jiǎn)單，操作方便，提高了生產(chǎn)效率。


圖1為本發(fā)明的利用電化學(xué)作用去除集成電路晶片表面污染物的方法工藝流程圖；圖2為本發(fā)明的利用電化學(xué)作用去除集成電路晶片表面污染物的方法清洗效果的分光光度計(jì)檢測(cè)圖。
具體實(shí)施例方式
圖1為本發(fā)明的利用電化學(xué)作用去除集成電路晶片表面污染物的方法工藝流程圖，包括金剛石膜配合清洗劑清洗，清洗劑超聲加熱清洗，金剛石膜清洗，兩次水超聲漂洗，之后噴淋、烘干，得到高潔凈的晶片。
以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明詳細(xì)說(shuō)明。
實(shí)施例1按體積百分比取有機(jī)堿為三乙醇胺40％，聚氧乙烯醚類(lèi)表面活性劑中的脂肪醇聚氧乙烯(20)醚(平平加0-20)1.5％，滲透劑為環(huán)氧乙烷和高級(jí)脂肪醇的縮合物(JFC)5％，18兆的去離子水53.5％，相互混合均勻制成清洗劑備用。
金剛石膜電化學(xué)作用配合清洗劑清洗在一槽中，以金剛石膜為陽(yáng)極，石墨為陰極，兩極之間加入上述清洗劑并加入8倍18兆的去離子水作為電解質(zhì)，將晶片裝入花籃，浸泡在其中，兩極的電壓控制在15V，電流在30A，室溫清洗大約5分鐘，可以配合超聲波作用。
清洗劑清洗將上述清洗劑中加入8倍18兆的去離子水放入第二槽中，并加熱到50℃，將晶片花籃從一槽中取出，放入二槽，配合超聲波作用清洗大約5分鐘。
金剛石膜電化學(xué)作用清洗在三槽中，以金剛石膜為陽(yáng)極，石墨為陰極，兩極之間加入18兆的去離子水作為電解質(zhì)，將晶片花籃從二槽中取出，放入三槽，兩極的電壓控制在15V，電流在30A，室溫清洗大約5分鐘。
水超聲漂洗將18兆的去離子水放入四槽中，加熱到60℃，將晶片花籃從三槽中取出，放入四槽，進(jìn)行超聲漂洗大約5分鐘。
水超聲漂洗將18兆的去離子水放入第五槽，加熱到60℃，將晶片花籃從四槽中取出，放入五槽，進(jìn)行超聲漂洗大約5分鐘。
噴淋用溫度為60℃的18兆的去離子水對(duì)晶片進(jìn)行噴淋，時(shí)間為2分鐘。
烘干用熱風(fēng)進(jìn)行烘干，時(shí)間為3分鐘。
采用上述清洗方法清洗的晶片經(jīng)檢驗(yàn)，金屬離子含量可以降到ppb級(jí)，8英寸晶片上粒徑大于0.2微米的顆粒小于10個(gè)，利用分光光度計(jì)觀察，表面無(wú)污染，合格率達(dá)到99％以上。圖2為本發(fā)明的利用電化學(xué)作用去除集成電路晶片表面污染物的方法清洗效果的分光光度計(jì)檢測(cè)圖，從圖中可以看出譜線變化基本均勻，說(shuō)明清洗后晶片表面基本不存在有機(jī)污染物。
實(shí)施例2按體積百分比取有機(jī)堿為二乙醇胺40％，表面活性劑為月桂醇1.5％，滲透劑為棕櫚醇5％，18兆去離子水53.5％，相互混合均勻制成清洗劑備用。
清洗方法與實(shí)施例1相同，以金剛石膜為陽(yáng)極，石墨為陰極，兩極的電壓控制在15V，電流在60A。
采用上述清洗方法清洗的晶片經(jīng)檢驗(yàn)，金屬離子含量可以降到ppb級(jí)，8英寸晶片上粒徑大于0.2微米的顆粒小于15個(gè)，利用分光光度計(jì)觀察表面無(wú)有機(jī)污染，合格率達(dá)到98％以上。
實(shí)施例3按體積百分比取有機(jī)堿為四甲基氫氧化銨45％，表面活性劑為聚氧乙烯失水山梨糖醇單油酸酯(吐溫-80)2％，滲透劑為辛醇聚氧乙烯醚10％，15兆的去離子水43％，相互混合均勻制成清洗劑備用。
金剛石膜電化學(xué)作用配合清洗劑清洗在一槽中，以金剛石膜為陽(yáng)極，石墨為陰極，兩極之間加入上述清洗劑并加入15倍15兆的去離子水作為電解質(zhì)，將晶片裝入花籃，浸泡在其中，兩極的電壓控制在15V，電流在35A，室溫清洗大約10分鐘，可以配合超聲波作用。
清洗劑清洗將上述清洗劑中加入15倍15兆的去離子水放入第二槽中，并加熱到50℃，將晶片花籃從一槽中取出，放入二槽，配合超聲波作用清洗大約10分鐘。
金剛石膜電化學(xué)作用清洗在三槽中，以金剛石膜為陽(yáng)極，石墨為陰極，兩極之間加入15兆的去離子水作為電解質(zhì)，將晶片花籃從二槽中取出，放入三槽，兩極的電壓控制在15V，電流在35A，室溫清洗大約10分鐘。
水超聲漂洗將15兆的去離子水放入四槽中，加熱到50℃，將晶片花籃從三槽中取出，放入四槽，進(jìn)行超聲漂洗大約10分鐘。
水超聲漂洗將15兆的去離子水放入第五槽，加熱到50℃，將晶片花籃從四槽中取出，放入五槽，進(jìn)行超聲漂洗大約10分鐘。
噴淋用溫度為50℃的15兆的去離子水對(duì)晶片進(jìn)行噴淋，時(shí)間為5分鐘。
烘干用紅外烘干，時(shí)間為5分鐘。
采用上述清洗方法清洗的晶片經(jīng)檢驗(yàn)，金屬離子含量可以降到ppb級(jí)，8英寸晶片上粒徑大于0.2微米的顆粒小于10個(gè)，利用分光光度計(jì)觀察表面無(wú)污染，合格率達(dá)到98％以上。
實(shí)施例4按體積百分比取有機(jī)堿為四甲基氫氧化銨45％，表面活性劑為辛基酚聚氧乙烯醚2％，滲透劑為辛醇聚氧乙烯醚10％，15兆的去離子水43％，相互混合均勻制成清洗劑備用。
清洗方法與實(shí)施例3相同，以金剛石膜為陽(yáng)極，石墨為陰極，兩極的電壓控制在10V，電流在35A。
采用上述清洗方法清洗的晶片經(jīng)檢驗(yàn)，金屬離子含量可以降到ppb級(jí)，8英寸晶片上粒徑大于0.2微米的顆粒小于15個(gè)，利用分光光度計(jì)觀察表面無(wú)有機(jī)污染，合格率達(dá)到98％以上。
實(shí)施例5按體積百分比取有機(jī)堿為六羥基乙二胺42％，表面活性劑為壬基酚聚氧乙烯醚1.8％，滲透劑為失水山梨醇油酸酯7％，10兆的去離子水49.2％，相互混合均勻制成清洗劑備用。
金剛石膜電化學(xué)作用配合清洗劑清洗在一槽中，以金剛石膜為陽(yáng)極，石墨為陰極，兩極之間加入上述清洗劑并加入10倍10兆的去離子水作為電解質(zhì)，將晶片裝入花籃，浸泡在其中，兩極的電壓控制在15V，電流在40A，室溫清洗大約6分鐘，可以配合超聲波作用。
清洗劑清洗將上述清洗劑中加入10倍10兆的去離子水放入第二槽中，并加熱到55℃，將晶片花籃從一槽中取出，放入二槽，配合超聲波作用清洗大約6分鐘。
金剛石膜電化學(xué)作用清洗在三槽中，以金剛石膜為陽(yáng)極，石墨為陰極，兩極之間加入10兆的去離子水作為電解質(zhì)，將晶片花籃從二槽中取出，放入三槽，兩極的電壓控制在15V，電流在40A，室溫清洗大約6分鐘。
水超聲漂洗將10兆的去離子水放入四槽中，加熱到55℃，將晶片花籃從三槽中取出，放入四槽，進(jìn)行超聲漂洗大約7分鐘。
水超聲漂洗將10兆的去離子水放入第五槽，加熱到55℃，將晶片花籃從四槽中取出，放入五槽，進(jìn)行超聲漂洗大約7分鐘。
噴淋用溫度為55℃的10兆的去離子水對(duì)晶片進(jìn)行噴淋，時(shí)間為4分鐘。
烘干用熱風(fēng)烘干，時(shí)間為4分鐘。
采用上述清洗方法清洗的晶片經(jīng)檢驗(yàn)，金屬離子含量可以降到ppb級(jí)，8英寸晶片上粒徑大于0.2微米的顆粒小于15個(gè)，利用分光光度計(jì)觀察表面無(wú)有機(jī)污染，合格率達(dá)到98％以上。
實(shí)施例6按體積百分比取有機(jī)堿為六羥基乙二胺42％，表面活性劑為壬基酚聚氧乙烯醚1.8％，滲透劑為環(huán)氧乙烷和高級(jí)脂肪醇的縮合物(JFC)7％，10兆的去離子水49.2％，相互混合均勻制成清洗劑備用。
清洗方法與實(shí)施例5相同，以金剛石膜為陽(yáng)極，石墨為陰極，兩極的電壓控制在10V，電流在40A。
采用上述清洗方法清洗的晶片經(jīng)檢驗(yàn)，金屬離子含量可以降到ppb級(jí)，8英寸晶片上粒徑大于0.2微米的顆粒小于15個(gè)，利用分光光度計(jì)觀察表面無(wú)有機(jī)污染，合格率達(dá)到98％以上。
實(shí)施例7按體積百分比取有機(jī)堿為羥乙基乙二胺43％，表面活性劑為聚乙二醇1.6％，滲透劑為妥爾油二乙醇胺9％，蒸餾水46.4％，相互混合均勻制成清洗劑備用。
金剛石膜電化學(xué)作用配合清洗劑清洗在一槽中，以金剛石膜為陽(yáng)極，石墨為陰極，兩極之間加入上述清洗劑并加入12倍蒸餾水作為電解質(zhì)，將晶片裝入花籃，浸泡在其中，兩極的電壓控制在15V，電流在45A，室溫清洗大約8分鐘，可以配合超聲波作用。
清洗劑清洗將上述清洗劑中加入12倍蒸餾水放入第二槽中，并加熱到55℃，將晶片花籃從一槽中取出，放入二槽，配合超聲波作用清洗大約6分鐘。
金剛石膜電化學(xué)作用清洗在三槽中，以金剛石膜為陽(yáng)極，石墨為陰極，兩極之間加入蒸餾水作為電解質(zhì)，將晶片花籃從二槽中取出，放入三槽，兩極的電壓控制在15V，電流在45A，室溫清洗大約8分鐘。
水超聲漂洗將蒸餾水放入四槽中，加熱到52℃，將晶片花籃從三槽中取出，放入四槽，進(jìn)行超聲漂洗大約8分鐘。
水超聲漂洗將蒸餾水放入第五槽，加熱到60℃，將晶片花籃從四槽中取出，放入五槽，進(jìn)行超聲漂洗大約8分鐘。
噴淋用溫度為57℃的蒸餾水對(duì)晶片進(jìn)行噴淋，時(shí)間為4分鐘。
烘干用熱風(fēng)烘干，時(shí)間為5分鐘。
采用上述清洗方法清洗的晶片經(jīng)檢驗(yàn)，金屬離子含量可以降到ppb級(jí)，8英寸晶片上粒徑大于0.2微米的顆粒小于15個(gè)，利用分光光度計(jì)觀察表面無(wú)有機(jī)污染，合格率達(dá)到98％以上。
實(shí)施例8按體積百分比取有機(jī)堿為羥乙基乙二胺43％，表面活性劑為聚乙二醇1.6％，滲透劑為烷基醇酰胺9％，蒸餾水46.4％，相互混合均勻制成清洗劑備用。
清洗方法與實(shí)施例7相同，以金剛石膜為陽(yáng)極，石墨為陰極，兩極的電壓控制在10V，電流在50A。
采用上述清洗方法清洗的晶片經(jīng)檢驗(yàn)，金屬離子含量可以降到ppb級(jí)，8英寸晶片上粒徑大于0.2微米的顆粒小于15個(gè)，利用分光光度計(jì)觀察表面無(wú)有機(jī)污染，合格率達(dá)到98％以上。
實(shí)施例9按體積百分比取無(wú)機(jī)堿為氫氧化鉀43％，表面活性劑為脂肪酸聚氧乙烯酯中的月桂酸丙二醇酯2％，8兆的去離子水55％，相互混合均勻制成清洗劑備用。
清洗方法與實(shí)施例7相同，以金剛石膜為陽(yáng)極，石墨為陰極，兩極的電壓控制在10V，電流在50A。
采用上述清洗方法清洗的晶片經(jīng)檢驗(yàn)，金屬離子含量可以降到ppb級(jí)，8英寸晶片上粒徑大于0.2微米的顆粒小于15個(gè)，利用分光光度計(jì)觀察表面無(wú)有機(jī)污染，合格率達(dá)到98％以上。
實(shí)施例10按體積百分比取無(wú)機(jī)堿為氨水40％，表面活性劑為脂肪醇聚氧乙烯醚中的十三烷基聚氧乙烯醚5％和表面活性劑烷基酚聚氧乙烯醚中的辛基酚乙二醇醚10％，15兆的去離子水45％，相互混合均勻制成清洗劑備用。
清洗方法與實(shí)施例7相同，以金剛石膜為陽(yáng)極，石墨為陰極，兩極的電壓控制在10V，電流在50A。
采用上述清洗方法清洗的晶片經(jīng)檢驗(yàn)，金屬離子含量可以降到ppb級(jí)，8英寸晶片上粒徑大于0.2微米的顆粒小于15個(gè)，利用分光光度計(jì)觀察表面無(wú)有機(jī)污染，合格率達(dá)到98％以上。
實(shí)施例11按體積百分比取無(wú)機(jī)堿為碳酸鈉45％，表面活性劑為脂肪醇聚氧乙烯醚中的硬酯基聚氧乙烯醚5％和表面活性劑烷基酚聚氧乙烯醚中的壬基酚聚氧乙烯醚5％，18兆的去離子水45％，相互混合均勻制成清洗劑備用。
清洗方法與實(shí)施例7相同，以金剛石膜為陽(yáng)極，石墨為陰極，兩極的電壓控制在10V，電流在50A。
采用上述清洗方法清洗的晶片經(jīng)檢驗(yàn)，金屬離子含量可以降到ppb級(jí)，8英寸晶片上粒徑大于0.2微米的顆粒小于15個(gè)，利用分光光度計(jì)觀察表面無(wú)有機(jī)污染，合格率達(dá)到98％以上。
盡管參照實(shí)施例對(duì)所公開(kāi)的涉及一種利用電化學(xué)作用去除集成電路晶片表面污染物的方法進(jìn)行了特別描述，以上描述的實(shí)施例是說(shuō)明性的而不是限制性的，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，所有的變化和修改都在本
權(quán)利要求
1.一種利用電化學(xué)作用去除集成電路晶片表面污染物的方法，其特征在于，包括下述步驟(1)金剛石膜電化學(xué)作用配合清洗劑清洗將第一槽中放入清洗劑并加入8～15倍水，將裝有集成電路晶片的花籃浸泡在其中，以金剛石膜為陽(yáng)極，石墨為陰極，所述清洗劑為電解質(zhì)，室溫清洗5～10分鐘；所述清洗劑按體積百分比由多種表面活性劑2％～15％，堿40％～45％，余量的水組成。(2)清洗劑超聲加熱清洗將清洗劑加入8～15倍水放入第二槽中，加熱到50～60℃，將上述晶片花籃從第一槽中取出，放入第二槽中，配合超聲波作用清洗5～10分鐘；所述清洗劑按體積百分比由多種表面活性劑2％～15％，堿40％～45％，余量的水組成；(3)金剛石膜電化學(xué)作用清洗將水放入第三槽中，再將晶片花籃從第二槽中取出放入第三槽中，以金剛石膜為陽(yáng)極，石墨為陰極，所述水為電解質(zhì)，室溫清洗5～10分鐘；(4)水超聲漂洗將水放入第四槽，加熱到50～60℃，將集成電路晶片花籃從三槽中取出，放入四槽，進(jìn)行超聲，大約5～10分鐘；(5)水超聲漂洗將水放入第五槽，加熱到50～60℃，將集成電路晶片花籃從四槽中取出，放入五槽，進(jìn)行超聲，大約5～10分鐘；(6)噴淋用溫度為50～60℃的水對(duì)集成電路晶片進(jìn)行噴淋去掉表面的各種殘留；(7)烘干。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用電化學(xué)作用去除集成電路晶片表面污染物的方法，其特征在于，所述非離子表面活性劑為聚氧乙烯系非離子表面活性劑、多元醇酯類(lèi)非離子表面活性劑、高分子及元素有機(jī)系非離子表面活性劑類(lèi)中的至少一種；所述堿為有機(jī)堿或無(wú)機(jī)堿。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用電化學(xué)作用去除集成電路晶片表面污染物的方法，其特征在于，金剛石膜結(jié)構(gòu)兩極的電壓控制在15V左右，電流在30A～60A之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用電化學(xué)作用去除集成電路晶片表面污染物的方法，其特征在于，所述有機(jī)堿為多羥多胺堿或胺堿或醇胺。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用電化學(xué)作用去除集成電路晶片表面污染物的方法，其特征在于，所述清洗劑按體積百分比由下述組分組成有機(jī)堿40％～45％，聚乙二醇型非離子表面活性劑1.5％～2％，聚氧乙烯醚型滲透劑5％～10％，余量的水。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用金剛石膜去除半導(dǎo)體晶片表面有機(jī)污染物的方法，其特征在于，所述水為去離子水或蒸餾水。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種利用電化學(xué)作用去除集成電路晶片表面污染物的方法，提供一種利用金剛石膜結(jié)構(gòu)和能夠起到去除集成電路晶片表面殘留有機(jī)物、顆粒以及金屬離子的清洗劑的結(jié)合，能夠達(dá)到較好的清洗效果，而且工藝簡(jiǎn)單，操作方便，滿足環(huán)保要求的去除集成電路晶片表面污染物的方法。該方法包括下述步驟金剛石膜配合清洗劑清洗；清洗劑清洗；金剛石膜清洗；兩次水超聲漂洗；噴淋；烘干得到高潔凈的晶片。所述清洗劑按體積百分比由多種表面活性劑2％～15％，堿是40％～45％，余量的水組成。本發(fā)明采用金剛石膜結(jié)構(gòu)代替?zhèn)鹘y(tǒng)清洗中的氧化劑，能夠控制氧化強(qiáng)度，在外加電壓的條件下能夠使清洗劑長(zhǎng)久保持穩(wěn)定的氧化能力，使清洗劑能夠循環(huán)應(yīng)用。
文檔編號(hào)H01L21/02GK1866466SQ200610014440
公開(kāi)日2006年11月22日 申請(qǐng)日期2006年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月23日
發(fā)明者劉玉嶺, 李薇薇, 常明, 潘鵬 申請(qǐng)人:河北工業(yè)大學(xué)