專利名稱：有效減少半導體晶片表面上的污物顆粒的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導體晶片表面的清潔方法，特別涉及有效減少半導體晶片表面上的污物顆粒的方法。
背景技術(shù)：
在半導體器件的制造工藝中，當半導體晶片安裝在工具中進行加工處理時，由于加工過程出現(xiàn)不正常的狀況使一些半導體晶片破碎，大量破碎的半導體晶片碎屑成為污物顆粒粘結(jié)或附著在其它沒有破碎的好的半導體晶片表面上，對好的半導體晶片表面制造污染，從而在隨后的半導體器件制造工藝中可能造成半導體晶片報廢，或影響產(chǎn)品合格率和產(chǎn)品質(zhì)量。
另外，在半導體器件的制造工藝過程中，當晶片曝露在等離子體(Plasma)的環(huán)境時，半導體晶片表面的溫度會升高，從而在半導體晶片表面的物質(zhì)會出現(xiàn)比較高的原子活性。此時，當制造工藝過程中產(chǎn)生的污物顆粒落在半導體晶片表面上時，或者，制造工藝過程中發(fā)生異常，其異常所產(chǎn)生的污物顆粒粘結(jié)或附著在被加工的半導體晶片表面上，這些污物顆粒的原子容易與半導體晶片表面形成更強的鍵結(jié)，形成暫時表面化合物，對半導體晶片表面造成污染，從而影響了晶片隨后加工的半導體晶片損壞，或使合格率和產(chǎn)品質(zhì)量下降。
當前使用的減少半導體晶片表面上的污物顆粒的方法是，使用去離子水漂洗或沖洗半導體晶片表面，以除去或減少半導體晶片表面上的污物顆粒，或者，在加超聲波(Megasonic)的狀態(tài)下用去離子水漂洗或沖洗被加工的半導體晶片表面，以除去或減少半導體晶片表面上的污物顆粒。
但是，由于去離子水與污物顆粒之間的相互作用力小于污物顆粒與半導體晶片表面之間的相互吸引力，所以，上述的當前使用的清潔方法，在加超聲波的狀態(tài)下，只用去離子水漂洗或沖洗半導體晶片表面，由于去離子水與半導體晶片表面上的污物顆粒之間的相互作用力小于半導體晶片表面上的污物顆粒與半導體晶片表面之間的相互吸引力，因而不能有效地除去半導體晶片表面上的污物顆粒。
為了提高半導體集成電路的制造合格率，必須更有效地減少半導體晶片表面上的污物顆粒，因此，提出本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，提供一種有效減少半導體晶片表面上的污物顆粒的方法。本發(fā)明方法的主要步驟包括半導體晶片表面上粘貼膠粘帶；從半導體晶片表面撕去膠粘帶，使半導體晶片表面上的大污物顆粒隨著膠粘帶一起去除；和用去離子水漂洗或沖洗已經(jīng)撕去膠粘帶的半導體晶片表面。
本發(fā)明方法的原理是，當所述的污物顆粒粘結(jié)或附著在被加工的半導體晶片表面上時，要想從半導體晶片表面上去除污物顆粒，就必須要給所述的污物顆粒一個大的拉力，用該拉力從半導體晶片表面上拉掉污物顆粒，為此，污物顆粒上所加的拉力必須大于粘結(jié)或附著在半導體晶片表面上的污物顆粒與半導體晶片表面之間的相互吸引力。用本發(fā)明的方法，首先用膠粘帶粘貼到半導體晶片表面上，使膠粘帶中的樹脂材料粘結(jié)半導體晶片表面上，使半導體晶片表面上比較大的污物顆粒與膠粘帶之間的粘結(jié)力大于半導體晶片表面與其上的污物顆粒之間的吸引力，然后，從半導體晶片表面上撕去所粘貼的膠粘帶，半導體晶片表面上比較大的污物顆粒粘結(jié)到膠粘帶上，隨同膠粘帶一起從半導體晶片表面上撕下，由此從半導體晶片表面上去除比較大的污物顆粒。當膠粘帶粘貼到半導體晶片表面上時，膠粘帶上的粘結(jié)膠中所包含的樹脂能改變粘結(jié)或附著在半導體晶片表面上的污物顆粒表面的特性，使污物顆粒表面具有更親水的基團。從半導體晶片表面上撕去所粘貼的膠粘帶時，其半導體晶片表面上比較大的污物顆粒隨同膠粘帶一起從半導體晶片表面上撕下，最后用去離子水漂洗或沖洗已經(jīng)撕去了膠粘帶的半導體晶片表面時，去離子水本身的氫鍵和大的表面張力會與表面具有更親水基團的比較小的污物顆粒作用，由此使去離子水與比較小的污物顆粒之間的相互作用力大于比較小的污物顆粒與半導體晶片表面之間的相互吸引力，所以容易去除半導體晶片表面上比較小的污物顆粒，能更有效地減少半導體晶片表面上比較小的污物顆粒。
本發(fā)明方法的步驟包括(1)首先在半導體晶片表面上粘貼膠粘帶，膠粘帶上的粘結(jié)膠中所包含的樹脂材料粘結(jié)半導體晶片表面上的污物顆粒，并改變半導體晶片表面上的污物顆粒表面的特性，使其具有更親水的基團；(2)從半導體晶片表面撕去所粘貼的膠粘帶，當撕去半導體晶片表面上粘貼的膠粘帶時，膠粘帶給半導體晶片表面上的污物顆粒加一個大拉力，當半導體晶片表面上比較大的污物顆粒與膠粘帶之間的粘結(jié)力大于半導體晶片表面與其上的污物顆粒之間的吸引力，半導體晶片表面上比較大的污物顆粒隨同膠粘帶一起撕下，由此去除半導體晶片表面上比較大的污物顆粒；(3)用去離子水漂洗或沖洗已經(jīng)撕去膠粘帶的半導體晶片表面，去除半導體晶片表面上的比較小的污物顆粒。
污物顆粒上所加的拉力可以是(1)粘結(jié)力；(2)分子之間的作用力，氫鍵等。
污物顆粒與半導體晶片表面之間的吸引力可以是(1)落到半導體晶片表面上的污物顆粒與半導體晶片表面之間的相互吸引力；和(2)原子之間的原子鍵。
要想用膠粘帶從半導體晶片表面去除比較大的污物顆粒必須滿足的條件是，膠粘帶加到比較大污物顆粒上的粘結(jié)力必須大于粘結(jié)或附著在被加工的半導體晶片表面上污物顆粒與半導體晶片表面之間的吸引力。用去離子水容易去除半導體晶片表面上比較小的污物顆粒的條件是，膠粘帶的粘結(jié)膠中的樹脂材料能改變半導體晶片表面上的比較小的污物顆粒表面的特性，使其具有更親水的基團，所以，用去離子水漂洗或沖洗撕去了膠粘帶的半導體晶片表面時，更容易去除半導體晶片表面上的比較小的污物顆粒本發(fā)明方法中用的膠粘帶的特征是，膠粘帶包括粘結(jié)劑。本發(fā)明方法中用半導體集成電路制造行業(yè)中通用的電子級膠粘帶。所述的電子級膠粘帶的主要材料是聚烯烴，所述的電子級膠粘帶中包含的粘結(jié)劑是丙烯酸樹脂。粘結(jié)劑中加入一些添加劑，所述的添加劑包括交聯(lián)劑，表面活性劑，催化劑和親水基團的添加劑等。
用本發(fā)明方法時，膠粘帶中粘結(jié)劑的組成成分和半導體晶片表面粘貼膠粘帶和去除膠粘帶時的半導體晶片處理溫度，以及半導體晶片表面用的去離子水漂洗或沖洗方法等都是確定是否能有效去除半導體晶片表面上的污物顆粒的重要因素。本發(fā)明方法用的膠粘帶中，作為粘結(jié)劑組成成分之一的親水基團的添加劑，會影響污物顆粒表面的特性。粘結(jié)劑組成成分，和“半導體晶片表面上粘貼膠粘帶和從半導體晶片表面去除膠粘帶”時的處理溫度會影響粘結(jié)劑與污物顆粒之間的粘結(jié)力?！鞍雽w晶片表面用的去離子水漂洗或沖洗方法”會影響去離子水表面張力的充分利用。
包含粘結(jié)劑的膠粘帶的特性包括(1)膠粘帶的粘結(jié)力是1.46~1.5N/25mm2(牛頓/平方毫)；膠粘帶的粘結(jié)力的測試條件是I，在拋光后的不銹鋼板上進行測試；II，膠粘帶的剝離角度是180度；III，膠粘帶的剝離速度是300mm/分鐘IV，膠粘帶粘貼到半導體晶片表面和從半導體晶片表面上撕去膠粘帶的半導體晶片處理溫度是室溫。
(2)膠粘帶的粘結(jié)劑中所包含的鈉(Na)原子、鉀(K)原子和氯(Cl)原子分別小于1ppm(符合日本工業(yè)標準，JIS)(3)“半導體晶片表面上粘貼膠粘帶和從半導體晶片表面去除膠粘帶”前后，半導體晶片表面上的碳(C)與硅(Si)的比例是從0.1到0.15。用去離子水清洗半導體晶片表面后，半導體晶片表面上的碳(C)與硅(Si)的比例是0.1(使用化學分析電子能譜儀(ESCA)檢測)用本發(fā)明方法處理半導體晶片表面，以去除半導體晶片表面上的污物顆粒的條件包括1，在室溫下在半導體晶片表面上粘貼膠粘帶；2，從半導體晶片表面上撕去膠粘帶時，半導體晶片后表面接觸的工作臺的溫度是40℃；3，用去離子水漂洗或沖洗半導體晶片表面的方法是快速排放清洗方法(QDR，Quick Dump Rinse)。
在從半導體晶片表面撕去膠粘帶的過程中，半導體晶片表面會產(chǎn)生靜電電荷。由于膠粘帶撕去工具中有靜電消除桿裝置和接地的晶片底座，所以，從半導體晶片表面上撕去膠粘帶的過程中，所產(chǎn)生的靜電電荷能迅速被消除，而且在半導體晶片制造的工藝過程中，半導體晶片表面都會有靜電的累積。從不同表面材料的半導體晶片撕去膠粘帶的過程中，其靜電累積測試的結(jié)果(如表1所示)。

Test machineIon Systems，Model775PVS(Periodic Verification System)此外，我們對半導體晶片表面上粘貼膠粘帶之前與從半導體晶片表面撕去膠粘帶之后，作半導體器件的電性參數(shù)的測試(如表2所示)，

本發(fā)明并不會對半導體器件的電性參數(shù)有任何的影響。此外，到目前為止，包括粘貼了膠粘帶的半導體晶片的所有產(chǎn)品晶片都通過了ESD(Electrostatic Discharge(靜電放電))測試，而且沒有客戶反饋產(chǎn)品的ESD檢測有任何問題。


通過結(jié)合附圖進行的以下描述可以更好地理解本發(fā)明目的和本發(fā)明的優(yōu)點，附圖是說明書的一個組成部分，附圖與說明書的文字部分一起說明本發(fā)明的原理和特征，附圖中顯示出代表本發(fā)明原理和特征的實施例。全部附圖中相同的部分用相同的參考數(shù)字或符號指示。附圖中圖1是在半導體晶片表面上具有其它破碎的半導體晶片碎屑造成的污物顆粒的電子束顯微照片；圖2是在半導體晶片表面上具有其它破碎的半導體晶片碎屑造成的污物顆粒，使用元素分析儀(EDX)進行化學成分分析的照片。
圖3A是第10批樣品的半導體晶片表面上有其它破碎的半導體晶片碎屑造成的污物顆粒，用當前使用加超聲波、用去離子水漂洗或沖洗半導體晶片表面之前的半導體晶片表面污物顆粒數(shù)的電子束掃描照片，半導體晶片表面上的污物顆粒數(shù)是4174個；圖3B是第15批樣品的半導體晶片表面上有其它破碎的半導體晶片碎屑造成的污物顆粒，用當前使用加超聲波、用去離子水漂洗或沖洗半導體晶片表面之前的半導體晶片表面污物顆粒數(shù)的電子束掃描照片，半導體晶片表面上的污物顆粒數(shù)是1321個；圖4A是第10批樣品的半導體晶片表面上有其它破碎的半導體晶片碎屑造成的污物顆粒，用當前使用加超聲波、用去離子水漂洗或沖洗半導體晶片表面之后的半導體晶片表面污物顆粒數(shù)的電子束掃描照片，半導體晶片表面上的污物顆粒數(shù)減少到4047個；圖4B是第15批樣品的半導體晶片表面上有其它破碎的半導體晶片碎屑造成的污物顆粒，用當前使用加超聲波、用去離子水漂洗或沖洗半導體晶片表面之后的半導體晶片表面污物顆粒數(shù)的電子束掃描照片，半導體晶片表面上的污物顆粒數(shù)減少到1144個；
圖5是在半導體晶片表面上具有半導體器件制造工藝中發(fā)生異常所造成的污物顆粒的光學放大照片；圖6是在半導體晶片表面上具有半導體器件制造工藝中發(fā)生異常所造成的污物顆粒的電子束顯微照片；圖7是在半導體晶片表面上具有半導體器件制造工藝中發(fā)生異常所造成的污物顆粒的化學成分分析照片(使用元素分析儀(EDX)檢測)；圖8是第9批樣品的半導體晶片表面上具有半導體器件制造工藝中發(fā)生異常所造成的污物顆粒的半導體晶片表面用去離子水漂洗或沖洗之前的半導體晶片表面污物顆粒數(shù)的電子束掃描照片，半導體晶片表面上的污物顆粒數(shù)是4900個；圖9是第9批樣品的半導體晶片表面上具有半導體器件制造工藝中發(fā)生異常所造成的污物顆粒的半導體晶片表面用去離子水漂洗或沖洗之后的半導體晶片表面污物顆粒數(shù)的電子束掃描照片，由于清洗后骯臟環(huán)境中的污物顆粒落在半導體晶片表面上，使半導體晶片表面上的污物顆粒數(shù)增加到5261個；圖10是第5批樣品的半導體晶片表面上具有其它破碎的半導體晶片碎屑造成的污物顆粒，用本發(fā)明方法減少半導體晶片表面上污物顆粒之前的半導體晶片表面污物顆粒數(shù)的電子束掃描照片，半導體晶片表面上的污物顆粒數(shù)是5418個；圖11是第5批樣品的半導體晶片表面上具有其它破碎的半導體晶片碎屑造成的污物顆粒，用本發(fā)明方法減少半導體晶片表面上污物顆粒之后的半導體晶片表面污物顆粒數(shù)的電子束掃描照片，半導體晶片表面上的污物顆粒數(shù)減少到823個；圖12是第9批樣品的半導體晶片表面上具有半導體器件制造工藝中發(fā)生異常所造成的污物顆粒，用本發(fā)明方法減少半導體晶片表面上污物顆粒之前的半導體晶片表面污物顆粒數(shù)的電子束掃描照片，半導體晶片表面上的污物顆粒數(shù)是5261個；圖13是第9批樣品的半導體晶片表面上具有半導體器件制造工藝中發(fā)生異常所造成的污物顆粒，用本發(fā)明方法減少半導體晶片表面上污物顆粒之后的半導體晶片表面污物顆粒數(shù)的電子束掃描照片，半導體晶片表面上的污物顆粒數(shù)減少到1043個。
具體實施例方式
以下將參見附圖，用具體實施例詳細描述本發(fā)明方法。
本實施例中，半導體晶片表面上的污物顆粒主要是由其它破碎的半導體晶片碎屑引起的。以下參見附圖1、2、3、4、10和11詳細說明用當前使用加超聲波、用去離子水漂洗或沖洗半導體晶片表面來減少半導體晶片表面上的污物顆粒和用本發(fā)明方法。在本發(fā)明方法中，首先在其表面上具有主要是由其它破碎的半導體晶片碎屑引起的污物顆粒的半導體晶片表面上粘貼膠粘帶，然后撕去半導體晶片表面上的膠粘帶，最后用去離子水漂洗或沖洗半導體晶片表面，從而明顯地減少半導體晶片表面上的污物顆粒。詳細說明明顯優(yōu)于當前使用的方法的本發(fā)明方法。
圖1是在半導體晶片表面上具有其它破碎的半導體晶片碎屑造成的污物顆粒的電子束顯微照片。
圖2是在半導體晶片表面上具有其它破碎的半導體晶片碎屑造成的污物顆粒，使用元素分析儀(EDX)進行化學成分分析的照片。
圖3A是第10批樣品的半導體晶片表面上有其它破碎的半導體晶片碎屑造成的污物顆粒，用當前使用加超聲波、用去離子水漂洗或沖洗半導體晶片表面之前的半導體晶片表面污物顆粒數(shù)的電子束掃描照片，半導體晶片表面上的污物顆粒數(shù)是4174個。
圖3B是第15批樣品的半導體晶片表面上有其它破碎的半導體晶片碎屑造成的污物顆粒，用當前使用加超聲波、用去離子水漂洗或沖洗半導體晶片表面之前的半導體晶片表面污物顆粒數(shù)的電子束掃描照片，半導體晶片表面上的污物顆粒數(shù)是1321個。
圖4A是第10批樣品的半導體晶片表面上有其它破碎的半導體晶片碎屑造成的污物顆粒，用當前使用加超聲波、用去離子水漂洗或沖洗半導體晶片表面之后的半導體晶片表面污物顆粒數(shù)的電子束掃描照片，半導體晶片表面上的污物顆粒數(shù)減少到4047個。
圖4B是第15批樣品的半導體晶片表面上有其它破碎的半導體晶片碎屑造成的污物顆粒，用當前使用加超聲波、用去離子水漂洗或沖洗半導體晶片表面之后的半導體晶片表面污物顆粒數(shù)的電子束掃描照片，半導體晶片表面上的污物顆粒數(shù)減少到1144個。
參見圖1和圖2，在半導體器件的制造工藝過程中，一些破碎的半導體晶片所產(chǎn)生的碎屑成為污物顆粒粘結(jié)或附著在沒有破碎的好的半導體晶片表面上，在隨后的半導體器件的制造工藝過程中，這些污物顆粒會影響半導體晶片隨后的加工合格率和產(chǎn)品質(zhì)量。
用當前使用的方法去除半導體晶片表面上由其它半導體晶片碎屑造成的污物顆粒，使用加超聲波、用去離子水漂洗或沖洗其表面上具有其它破碎的半導體晶片碎屑造成的污物顆粒的半導體晶片表面。
參見圖3A、3B、4A和4B。圖3A和圖3B分別顯示出第10批樣品和第15批樣品的半導體晶片表面上具有其它破碎的半導體晶片碎屑引起的污物顆粒，在具有污物顆粒的半導體晶片表面清潔處理前半導體晶片表面污物顆粒數(shù)的電子束掃描照片。在具有污物顆粒的半導體晶片表面清潔處理前，第10批樣品的半導體晶片表面上的污物顆粒數(shù)是4174個(參見圖3A)，第15批樣品的半導體晶片表面上的污物顆粒數(shù)是1321個(參見圖3B)。用當前使用加超聲波、用去離子水漂洗或沖洗半導體晶片表面之后，第10批樣品的半導體晶片表面上的污物顆粒數(shù)從4174個減少到4047個(參見圖4A)，也就是說，用當前使用的加超聲波、用去離子水漂洗或沖洗半導體晶片表面之后，第10批樣品的半導體晶片表面上的污物顆粒數(shù)只減少了127個，也就是說，第10批樣品的半導體晶片表面上的污物顆粒只去除了大約3％。用當前使用的加超聲波、用去離子水漂洗或沖洗半導體晶片表面之后，第15批樣品的半導體晶片表面上的污物顆粒數(shù)從1321個減少到1144個(參見圖4B)，第15批樣品的半導體晶片表面上的污物顆粒數(shù)只減少了177個，也就是說，半導體晶片表面上的污物顆粒只去除了大約13.4％。因此，看出用當前使用的加超聲波、用去離子水漂洗或沖洗半導體晶片表面，不能有效地減少半導體晶片表面上的污物顆粒。
圖10是第5批樣品的半導體晶片表面上具有破碎的半導體晶片碎屑造成的污物顆粒，用本發(fā)明方法減少半導體晶片表面上污物顆粒之前的半導體晶片表面污物顆粒數(shù)的電子束掃描照片，半導體晶片表面上的污物顆粒數(shù)是5418個。
圖11是第5批樣品的半導體晶片表面上具有破碎的半導體晶片碎屑造成的污物顆粒，用本發(fā)明方法減少半導體晶片表面上污物顆粒之后的半導體晶片表面污物顆粒數(shù)的電子束掃描照片，半導體晶片表面上的污物顆粒數(shù)減少到823個。
參見圖10和圖11，詳細說明用本發(fā)明方法減少半導體晶片表面上污物顆粒，本發(fā)明方法的步驟包括(1)在其表面上具有其它破碎的半導體晶片碎屑造成的污物顆粒半導體晶片表面上粘貼膠粘帶，膠粘帶覆蓋整個半導體晶片表面，使膠粘帶中的樹脂粘結(jié)半導體晶片表面上的污物顆粒，膠粘帶與半導體晶片表面上的比較大的污物顆粒之間的粘結(jié)力大于污物顆粒與半導體晶片表面之間的相互吸引力，同時改變半導體晶片表面上的污物顆粒表面的特性，使其具有更親水的基團；(2)撕去步驟(1)粘貼在半導體晶片表面上的膠粘帶，由于膠粘帶與半導體晶片表面上的比較大的污物顆粒之間的粘結(jié)力大于污物顆粒與半導體晶片表面之間的相互吸引力，因而在撕去膠粘帶時，粘結(jié)在膠粘帶上的半導體晶片表面上的比較大的污物顆粒與膠粘帶一起被從半導體晶片表面上去除，在半導體晶片表面上只殘留下比較小的污物顆粒；但是，所粘貼的膠粘帶中的樹脂已經(jīng)改變了半導體晶片表面上比較小的污物顆粒表面的特性，使其具有更親水的基團。去除所粘貼的膠粘帶后，半導體晶片表面上的比較小的污物顆粒與半導體晶片表面之間的吸引力小于具有氫鍵和具有強大的表面張力的去離子水與表面具有更親水基團的污物顆粒之間的作用力，所以比較小的污物顆粒容易被去離子水漂洗或沖洗掉；(3)用去離子水漂洗或沖洗半導體晶片表面，去除半導體晶片表面上的比較小的污物顆粒。
圖10和圖11分別顯示出第5批樣品的半導體晶片表面上具有其它破碎的半導體晶片碎屑所造成的污物顆粒，半導體晶片表面用本發(fā)明方法去除半導體晶片表面上的污物顆粒前后的半導體晶片表面污物顆粒數(shù)的電子束掃描照片，圖10中第5批樣品用本發(fā)明方法去除半導體晶片表面上的污物顆粒之前的污物顆粒數(shù)是5418個，圖11中第5批樣品用本發(fā)明方法去除半導體晶片表面上的污物顆粒之后的污物顆粒數(shù)從5418個減少到823個，減少的污物顆粒數(shù)是4595個，也就是說，用本發(fā)明方法減少半導體晶片表面上污物顆粒之后，能去除半導體晶片表面上84.8％的污物顆粒。也就是說，用本發(fā)明方法能明顯減少半導體晶片表面上由其它半導體晶片碎屑所造成的污物顆粒。
本實施例中用發(fā)明方法清潔處理半導體晶片表面，去除半導體晶片表面上的污物顆粒的條件包括1，在室溫下在半導體晶片表面上粘貼膠粘帶；2，從半導體晶片表面上撕去膠粘帶時，半導體晶片后表面的工作臺的溫度是40℃；3，用去離子水漂洗或沖洗半導體晶片表面的方法是快速排放清洗方法(QDR，Quick Dump Rinse)本實施例中用的膠粘帶的特征是，膠粘帶包含粘結(jié)劑。本發(fā)明方法中用半導體集成電路制造行業(yè)中通用的電子級膠粘帶。所述的電子級膠粘帶的主要材料是聚烯烴，所述的電子級膠粘帶中包含的粘結(jié)劑是丙烯酸樹脂。粘結(jié)劑中加入一些添加劑，所述的添加劑包括交聯(lián)劑，表面活性劑，催化劑和親水基團的添加劑等。
包含粘結(jié)劑的膠粘帶的特性包括(2)膠粘帶的粘結(jié)力是1.46~1.5N/25mm2(牛頓/平方毫米)；膠粘帶的粘結(jié)力的測試條件是；I，在拋光后的不銹鋼板上進行測試；II，膠粘帶的剝離角度是180度；III，膠粘帶的剝離速度是300mm/分鐘IV，膠粘帶粘貼到半導體晶片表面和從半導體晶片表面上撕去膠粘帶的半導體晶片處理溫度是室溫。
(3)膠粘帶的粘結(jié)劑中所包含的鈉(Na)原子、鉀(K)原子和氯(Cl)原子分別小于1ppm(符合日本工業(yè)標準，JIS)(4)半導體晶片表面上粘貼膠粘帶和從半導體晶片表面去除膠粘帶”前后，半導體晶片表面上的碳(C)與硅(Si)的比例是從0.1到0.15。用去離子水清洗半導體晶片表面后，半導體晶片表面上的碳(C)與硅(Si)的比例是0.1(使用化學分析電子能譜儀檢測，ESCA)[實施例2]本實施例中，所用的有效去除半導體晶片表面上的污物顆粒的方法、處理條件和所用的膠粘帶都與第一實施例相同，只是半導體晶片表面上的污物顆粒主要是由半導體器件制造工藝中發(fā)生異常所引起的。以下參見附圖5到圖9和圖12和圖13詳細說明用當前使用加超聲波、用去離子水漂洗或沖洗半導體晶片表面來減少半導體晶片表面上的污物顆粒和用本發(fā)明方法。在本發(fā)明方法中，首先在半導體晶片表面上有半導體器件制造工藝中發(fā)生異常所造成的污物顆粒的半導體晶片表面上粘貼膠粘帶，然后撕去半導體晶片表面上的膠粘帶，最后用去離子水漂洗或沖洗半導體晶片表面，從而明顯地減少半導體晶片表面上的污物顆粒。詳細說明本發(fā)明方法明顯優(yōu)于當前使用的方法。
圖5是在半導體晶片表面上具有半導體器件制造工藝中發(fā)生異常所造成的污物顆粒的光學放大照片；圖6是在半導體晶片表面上具有半導體器件制造工藝中發(fā)生異常所造成的污物顆粒的電子束顯微照片；圖7是在半導體晶片表面上具有半導體器件制造工藝中發(fā)生異常所造成的污物顆粒使用元素分析儀(EDX)進行化學成分分析的照片；圖8是第9批樣品的半導體晶片表面上具有半導體器件制造工藝中發(fā)生異常所造成的污物顆粒的半導體晶片表面用當前使用加超聲波、用去離子水漂洗或沖洗之前半導體晶片表面污物顆粒數(shù)的電子束掃描照片，半導體晶片表面上的污物顆粒數(shù)是4900個。
圖9是第9批樣品的半導體晶片表面上具有半導體器件制造工藝中發(fā)生異常所造成的污物顆粒的半導體晶片表面用當前使用加超聲波、用去離子水漂洗或沖洗之后半導體晶片表面污物顆粒數(shù)的電子束掃描照片，由于清洗后骯臟環(huán)境中的污物顆粒落在半導體晶片表面上，使半導體晶片表面上的污物顆粒數(shù)增加到5261個。
圖12是第9批樣品的半導體晶片表面上具有半導體器件制造工藝中發(fā)生異常所造成的污物顆粒，用本發(fā)明方法減少半導體晶片表面上污物顆粒之前的半導體晶片表面污物顆粒數(shù)的電子束掃描照片，半導體晶片表面上的污物顆粒數(shù)是5261個；圖13是第9批樣品的半導體晶片表面上具有半導體器件制造工藝中發(fā)生異常所造成的污物顆粒，用本發(fā)明方法減少半導體晶片表面上污物顆粒之后的半導體晶片表面污物顆粒數(shù)的電子束掃描照片，半導體晶片表面上的污物顆粒數(shù)減少到1043個。
參見圖5到圖7，在半導體器件的制造工藝中發(fā)生異常所產(chǎn)生的污物顆粒粘結(jié)或附著在半導體晶片表面上，在隨后的半導體器件的制造工藝過程中，這些污物顆粒會影響半導體晶片隨后的加工合格率和產(chǎn)品質(zhì)量。
圖8顯示出第9批樣品的半導體晶片表面用當前使用加超聲波、用去離子水漂洗或沖洗半導體晶片表面之前，半導體晶片表面上污物的顆粒數(shù)是4900個；圖9顯示出第9批樣品的半導體晶片表面用當前使用加超聲波、用去離子水漂洗或沖洗后，由于骯臟環(huán)境中的污物顆粒落在半導體晶片表面上，使導體晶片表面上的污物顆粒從4900增加到5261個。因此，當半導體晶片表面上的污物顆粒主要是由半導體器件制造工藝中發(fā)生異常所造成的時，用當前使用加超聲波、用去離子水漂洗或沖洗半導體晶片表面來減少半導體晶片表面上的污物顆粒根本行不通。此例中，用當前使用的方法，不僅不能減少半導體晶片表面上的污物顆粒沒，反而由于骯臟的清洗環(huán)境使半導體晶片表面上的污物顆粒增加。
用本發(fā)明的方法，包括步驟(1)在半導體晶片表面上有半導體器件制造工藝過程中發(fā)生異常所產(chǎn)生的污物顆粒的半導體晶片表面上粘貼膠粘帶，膠粘帶覆蓋整個半導體晶片表面，使膠粘帶中的樹脂粘結(jié)半導體晶片表面上的污物顆粒，膠粘帶與半導體晶片表面上的比較大的污物顆粒之間的粘結(jié)力大于污物顆粒與半導體晶片表面之間的相互作用力，同時改變半導體晶片表面上的污物顆粒表面的特性，使其具有更親水的基團；(2)撕去步驟(1)粘貼在半導體晶片表面上的膠粘帶，由于膠粘帶與半導體晶片表面上的比較大的污物顆粒之間的粘結(jié)力大于污物顆粒與半導體晶片表面之間的相互作用力，因而在撕去膠粘帶時，粘結(jié)在膠粘帶上的半導體晶片表面上的比較大的污物顆粒被從半導體晶片表面上去除，在半導體晶片表面上只殘留下比較小的污物顆粒。但是，所粘貼的膠粘帶中的樹脂已經(jīng)改變了半導體晶片表面上比較小的污物顆粒表面的特性，使其具有更親水的基團，去除所粘貼的膠粘帶后，具有氫鍵和具有強大的表面張力的去離子水與表面具有更親水基團的比較小的污物顆粒作用，由此使去離子水與比較小的污物顆粒之間的相互作用力大于比較小的污物顆粒與半導體晶片表面之間的相互吸引力，所以比較小的污物顆粒容易被去離子水漂洗或沖洗掉；(3)用去離子水漂洗或沖洗半導體晶片表面，去除半導體晶片表面上的比較小的污物顆粒。
參見圖12和圖13，圖12顯示出第9批樣品，其表面上具有半導體器件制造工藝中發(fā)生異常所產(chǎn)生的污物顆粒，用本發(fā)明方法清潔處理前的半導體晶片表面上污物的顆粒數(shù)是5261個；圖13顯示出第9批樣品的半導體晶片表面用本發(fā)明方法清潔處理后，使導體晶片表面上的污物顆粒從5261減少到1043個，也就是說，污物顆粒減少了4218個，污物顆粒減少了80％。也就是說，用本發(fā)明方法能明顯減少半導體晶片表面上由半導體器件制造工藝中發(fā)生異常所造成的污物顆粒。
以上詳細描述了按本發(fā)明的有效去除半導體晶片表面上的污物顆粒的方法。但是本發(fā)明不限于本文中的詳細描述。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)了解，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，本發(fā)明能以其它的形式實施，本發(fā)明還有各種改進和變化，這些改進和變化都落入本發(fā)明要求保護的范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護的范圍由所附的權(quán)利要求書界定。
權(quán)利要求
1.有效減少半導體晶片表面上的污物顆粒的方法，在半導體晶片表面上具有其它破碎的半導體晶片碎屑造成的污物顆粒，方法包括以下步驟(1)半導體晶片表面上粘貼膠粘帶，膠粘帶覆蓋整個半導體晶片表面，使膠粘帶中的樹脂粘結(jié)半導體晶片表面上的污物顆粒，膠粘帶與半導體晶片表面上的比較大的污物顆粒之間的粘結(jié)力大于污物顆粒與半導體晶片表面之間的相互吸引力，同時改變半導體晶片表面上的污物顆粒表面的特性，使其具有更親水的基團；(2)撕去步驟(1)粘貼在半導體晶片表面上的膠粘帶，由于膠粘帶與半導體晶片表面上的比較大的污物顆粒之間的粘結(jié)力大于污物顆粒與半導體晶片表面之間的相互吸引力，因而在撕去膠粘帶時，粘結(jié)在膠粘帶上的半導體晶片表面上的比較大的污物顆粒與膠粘帶一起被從半導體晶片表面上去除，在半導體晶片表面上只殘留下比較小的污物顆粒；但是，所粘貼的膠粘帶中的樹脂已經(jīng)改變了半導體晶片表面上比較小的污物顆粒表面的特性，使其具有更親水的基團，去除所粘貼的膠粘帶后，具有氫鍵和具有強大的表面張力的去離子水與表面具有更親水基團的比較小的污物顆粒作用，由此使去離子水與比較小的污物顆粒之間的相互作用力大于比較小的污物顆粒與半導體晶片表面之間的相互吸引力，所以比較小的污物顆粒容易被去離子水漂洗或沖洗掉；(3)用去離子水漂洗或沖洗半導體晶片表面，去除半導體晶片表面上的比較小的污物顆粒。
2.按照權(quán)利要求1的方法，其特征是，去除半導體晶片表面上的污物顆粒的條件包括(1)在室溫下在半導體晶片表面上粘貼膠粘帶；(2)從半導體晶片表面上撕去膠粘帶時，半導體晶片后表面的工作臺的溫度是40℃；(3)用去離子水漂洗或沖洗半導體晶片表面的方法是快速排放清洗方法(QDR，Quick Dump Rinse)。
3.按照權(quán)利要求1的方法，其特征是，用的膠粘帶是半導體集成電路制造行業(yè)中通用的電子級膠粘帶，膠粘帶中包含粘結(jié)劑，所述的電子級膠粘帶的主要材料是聚烯烴，。
4.按照權(quán)利要求3的方法，其特征是，所述的電子級膠粘帶中包含的粘結(jié)劑是丙烯酸樹脂。
5.按照權(quán)利要求4的方法，其特征是，粘結(jié)劑中加入一些添加劑，所述的添加劑包括交聯(lián)劑，表面活性劑，催化劑和親水基團的添加劑等。
6.按照權(quán)利要求5的方法，其特征是，膠粘帶的粘結(jié)力是1.46~1.5N/25mm2(牛頓/平方毫米)；膠粘帶的粘結(jié)力的測試條件是I，在拋光后的不銹鋼板上進行測試；II，膠粘帶的剝離角度是180度；III，膠粘帶的剝離速度是300mm/分鐘；IV，膠粘帶粘貼到半導體晶片表面和從半導體晶片表面上撕去膠粘帶的半導體晶片處理溫度是室溫；膠粘帶的粘結(jié)劑中所包含的鈉(Na)原子、鉀(K)原子和氯(Cl)原子分別小于1ppm(符合日本工業(yè)標準，JIS)。
7.按照權(quán)利要求1的方法，其特征是，“半導體晶片表面上粘貼膠粘帶和從半導體晶片表面去除膠粘帶”前后，半導體晶片表面上的碳(C)與硅(Si)的比例是從0.1到0.15；用去離子水清洗半導體晶片表面后，半導體晶片表面上的碳(C)與硅(Si)的比例是0.1(使用化學分析電子能譜儀(ESCA)檢測)。
8.有效減少半導體晶片表面上的污物顆粒的方法，在半導體晶片表面上具半導體器件制造工藝過程中發(fā)生異常所造成的污物顆粒，方法包括以下步驟(1)半導體晶片表面上粘貼膠粘帶，膠粘帶覆蓋整個半導體晶片表面，使膠粘帶中的樹脂粘結(jié)半導體晶片表面上的污物顆粒，膠粘帶與半導體晶片表面上的比較大的污物顆粒之間的粘結(jié)力大于污物顆粒與半導體晶片表面之間的相互吸引力，同時改變半導體晶片表面上的污物顆粒表面的特性，使其具有更親水的基團；(2)撕去步驟(1)粘貼在半導體晶片表面上的膠粘帶，由于膠粘帶與半導體晶片表面上的比較大的污物顆粒之間的粘結(jié)力大于污物顆粒與半導體晶片表面之間的相互吸引力，因而在撕去膠粘帶時，粘結(jié)在膠粘帶上的半導體晶片表面上的比較大的污物顆粒與膠粘帶一起被從半導體晶片表面上去除，在半導體晶片表面上只殘留下比較小的污物顆粒；但是，所粘貼的膠粘帶中的樹脂已經(jīng)改變了半導體晶片表面上比較小的污物顆粒表面的特性，使其具有更親水的基團，去除所粘貼的膠粘帶后，具有氫鍵與強大的表面張力的去離子水與表面具有更親水基團的比較小的污物顆粒作用，由此使去離子水與比較小的污物顆粒之間的相互作用力大于比較小的污物顆粒與半導體晶片表面之間的相互吸引力，所以比較小的污物顆粒容易被去離子水漂洗或沖洗掉；(3)用去離子水漂洗或沖洗半導體晶片表面，去除半導體晶片表面上的比較小的污物顆粒。
9.按照權(quán)利要求8的方法，其特征是，去除半導體晶片表面上的污物顆粒的條件包括(1)在室溫下在半導體晶片表面上粘貼膠粘帶；(2)從半導體晶片表面上撕去膠粘帶時，半導體晶片后表面的工作臺的溫度是40℃；(3)用去離子水漂洗或沖洗半導體晶片表面的方法是快速排放清洗方法(QDR，Quick Dump Rinse)。
10.按照權(quán)利要求8的方法，其特征是，用的膠粘帶是半導體集成電路制造行業(yè)中通用的電子級膠粘帶，膠粘帶中包含粘結(jié)劑，所述的電子級膠粘帶的主要材料是聚烯烴，。
11.按照權(quán)利要求10的方法，其特征是，所述的電子級膠粘帶中包含的粘結(jié)劑是丙烯酸樹脂。
12.按照權(quán)利要求11的方法，其特征是，粘結(jié)劑中加入一些添加劑，所述的添加劑包括交聯(lián)劑，表面活性劑，催化劑和親水基團的添加劑等。
13.按照權(quán)利要求8的方法，其特征是，膠粘帶的粘結(jié)力是是1.46~1.5N/25mm2(牛頓/平方毫米)；膠粘帶的粘結(jié)力的測試條件是II，在拋光后的不銹鋼板上進行測試；II，膠粘帶的剝離角度是180度；III，膠粘帶的剝離速度是300mm/分鐘IV，膠粘帶粘貼到半導體晶片表面和從半導體晶片表面上撕去膠粘帶的半導體晶片處理溫度是室溫。膠粘帶的粘結(jié)劑中所包含的鈉(Na)原子、鉀(K)原子和氯(Cl)原子分別小于1ppm(符合日本工業(yè)標準，JIS)。
14.按照權(quán)利要求8的方法，其特征是，“半導體晶片表面上粘貼膠粘帶和從半導體晶片表面去除膠粘帶”前后，半導體晶片表面上的碳(C)與硅(Si)的比例是從0.1到0.15；用去離子水清洗半導體晶片表面后，半導體晶片表面上的碳(C)與硅(Si)的比例是0.1(使用化學分析電子能譜儀(ESCA)檢測)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種有效減少半導體片表面上的污物顆粒的方法。本發(fā)明方法的主要步驟包括半導體晶片表面上粘貼電子級膠粘帶；從半導體晶片表面撕去膠粘帶；和用去離子水漂洗或沖洗已經(jīng)撕去膠粘帶的半導體晶片表面。
文檔編號B08B3/00GK1868620SQ200510026259
公開日2006年11月29日 申請日期2005年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月27日
發(fā)明者顏進甫, 劉春陽, 戴海燕 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司