專利名稱：清潔半導體晶片的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及在加工諸如硅的半導體晶片步驟中進行的清潔方法。
背景技術：
用于半導體器件中的半導體晶片(基材)是通過將錠塊(ingot block)加工成似 鏡面的薄板而生產(chǎn)，其中所述錠塊通過Czochralski方法或浮動區(qū)法而生長。在其加工步 驟中，主要進行(1)將錠塊切為晶片的切片步驟，(2)使所切晶片的外周部分傾斜的傾斜步 驟，(3)通過使用研磨或表面磨光而將傾斜的晶片弄平的平面化步驟，(4)去除平面化的晶 片中出現(xiàn)的加工變形的刻蝕步驟，(5)將各刻蝕晶片的兩個表面或一個表面進行拋光的拋 光步驟，(6)熱處理步驟，檢查步驟，各種清潔步驟等。 通常而言，在對晶片一個表面進行拋光的拋光步驟中，將蠟施涂于待拋光的晶片 的一個表面上，將其固定使其可轉動，并將另一個表面拋光。在該拋光步驟后，為了除去吸 附在晶片上的蠟以及在加工過程中吸附的顆粒，使用堿等進行清潔。在該方法中，有時將吸 附于晶片表面的蠟以剝落的方法代替完全溶于清潔液而除去，而在清潔后可能會有殘留的 蠟。[專利文件1]日本未審查專利申請公開第8-213356號。

發(fā)明內(nèi)容
[本發(fā)明要解決的問題] 本發(fā)明者們發(fā)現(xiàn)在常規(guī)技術的清潔方法中具有如下問題，蠟作為固體物質剝落而 不是將其溶解而使其再次作為顆粒吸附于晶片上，污染晶片并造成清潔液過濾器的堵塞。
本發(fā)明的目的是提供可以解決上述問題且將蠟從晶片上有效除去的清潔方法。
[解決問題的方法] 為了解決上述問題，本發(fā)明者們敏銳地進行測試，結果發(fā)現(xiàn)在通過使用含有微氣 泡的清潔液清潔晶片而將蠟完全溶解于清潔液而不是作為固體物質進行剝落時，可以均勻 地除去吸附于晶片表面的蠟，進而完成了本發(fā)明。 更具體而言，本發(fā)明涉及通過使用清潔液除去吸附于半導體晶片表面上的蠟的清 潔方法，該清潔方法的特征在于清潔液中含有微氣泡。 此外，本發(fā)明涉及清潔方法，其中所述清潔液含有堿性組分和表面活性劑。
此外，本發(fā)明涉及清潔方法，其中所述堿性組分為氨或有機氫氧化銨。
此外，本發(fā)明涉及清潔方法，其中所述半導體晶片為硅晶片。
[本發(fā)明的效果] 在使用含有微氣泡的清潔液的本發(fā)明的清潔方法中，在將蠟溶解于清潔液而不是 作為固體物質進行剝落時可以均勻地除去吸附于晶片表面的蠟，并且可以降低在將蠟作為
固體物質剝落的除蠟過程中由蠟產(chǎn)生的顆粒使晶片再次污染的風險。


圖1為實施例和對比實施例的晶片的照片。 圖2為顯示所觀察到的實施例和對比實施例的晶片狀態(tài)的結果的示意圖。
具體實施例方式
下文將用實施方案對本發(fā)明進行詳細說明。 本發(fā)明涉及通過使用清潔液除去吸附于半導體晶片表面上的蠟的清潔方法，該清 潔方法的特征在于清潔液中含有微氣泡。 對可以通過本發(fā)明的清潔方法清潔的晶片的材料、形狀等沒有特別限制。所述材 料包括用于常規(guī)半導體制造中的多種材料。具體而言，所述材料包括Si、Ge、As或它們的復 合材料。在本發(fā)明中，晶片的形狀包括在各加工步驟中形成的形狀，它們?yōu)槌Ｒ?guī)公知的各種 形狀。優(yōu)選包括在正常的硅晶片制造步驟階段中的硅晶片。 在本發(fā)明的清潔方法中，作為去除目標的蠟是正常半導體晶片拋光步驟等中使用
的蠟，對其類型也沒有特別限制，并且所述蠟通常包含蠟狀物質的蠟組分、樹脂組分及添加
劑。用于控制主要涉及拋光精確度的粘度、伸長和彈性的蠟組分的實例包括基于天然的物
質，例如蜂蠟、油類和脂類、棕櫚蠟、野漆樹蠟和石蠟，以及基于合成的物質如聚乙二醇和聚
丙二醇。用于控制主要涉及保持力的吸附力、抗震性、硬度等的樹脂組分的實例包括基于天
然的物質，例如蟲漆、松香和瀝青，以及基于合成的物質，例如乙酸乙烯酯、尼龍、丙烯酸類
聚合物和多種聚合物。用于控制清潔性能、抗氧化性、耐熱性、浸濕性等的添加劑的實例包
括各種表面活性劑。其施加形式也沒有特別限制，其實例包括噴涂蠟、固體蠟以及涂層劑。 作為清潔液，可以沒有特別限制地使用清潔液，只要清潔液是用于除去蠟，具體而
言，為有利于除去油類及脂類、樹脂、顆粒等的含水液體，優(yōu)選含有堿性組分和表面活性劑
的含水液體。 所述堿性組分的實例包括堿金屬氫氧化物，例如氫氧化鋰、氫氧化鈉和氫氧化鉀； 堿土金屬氫氧化物，例如氫氧化鈣、氫氧化鎂和氫氧化鋇；無機的氫氧化銨，例如氨和羥基 胺；有機氫氧化銨，例如單甲基氫氧化銨、二甲基氫氧化銨、三甲基氫氧化銨、四甲基氫氧化 銨、四乙基氫氧化銨、(正-或異-)四丙基氫氧化銨、(正-、異-或叔-)四丁基氫氧化銨、 四戊基氫氧化銨、四己基氫氧化銨和膽堿；以及其混合物。在這些無機和有機氫氧化銨中， 優(yōu)選使用氨、四甲基氫氧化銨或膽堿，它們可以以較低的成本而得到用于半導體清潔的高 清潔水平的化學液體。 為了改善要除去目標的蠟的溶解性而添加表面活性劑，可以依據(jù)要除去目標的蠟 而選擇合適的表面活性劑。表面活性劑的實例包括非離子型表面活性劑、陰離子型表面活 性劑、陽離子型表面活性劑、兩性表面活性劑以及其混合物。 非離子型表面活性劑包括環(huán)氧烷的加成型的非離子表面活性劑和多元醇型的非 離子表面活性劑。環(huán)氧烷的加成型的非離子表面活性劑的具體實例包括由環(huán)氧烷(例如環(huán) 氧乙烷(在下文簡稱為EO)、環(huán)氧丙烷、環(huán)氧丁烷，下文同樣)直接加成的較高級的醇、烷基 酚、較高級的脂肪酸、較高級的烷基胺等。多元醇型非離子表面活性劑的實例包括多元醇脂 肪酸酯、多元醇烷基醚、脂肪酸烷基醇酰胺等。 陰離子型表面活性劑的實例包括羧酸(例如具有8-22個碳原子的飽和或不飽和
4脂肪酸)或其鹽、硫酸酯的鹽類(例如較高級醇的硫酸酯的鹽類(如具有8-18個碳原子的 脂族醇的硫酸酯的鹽類))、較高級的烷基醚硫酸酯的鹽類(例如具有8-18個碳原子的脂 族醇的E0(l-10mos)加合物的硫酸酯的鹽類)、硫酸化油(例如通過硫酸化及中和天然的 不飽和油及脂肪或不飽和蠟而得到的未經(jīng)改性的鹽類)、脂肪酸酯的硫酸鹽(例如通過硫 酸化及中和不飽和脂肪酸的低級醇酯而得到的鹽)、硫酸化的烯烴(例如通過硫酸化及中 和具有12-18個碳原子的烯烴而得到的鹽)、磺酸鹽(例如烷基苯的磺酸鹽、烷基萘的磺酸 鹽、硫代丁二酸二酯型、a-烯烴(碳原子數(shù)為12-18)的磺酸鹽)、磷酸酯的鹽類(例如較 高級的醇(碳原子數(shù)為8-60)的磷酸酯的鹽類)。所述鹽類的實例包括堿金屬(鈉、鉀等) 的鹽類、堿土金屬(鈣、鎂等)的鹽類、銨鹽、烷基胺的鹽類以及鏈烷醇胺的鹽類。
陽離子型表面活性劑的實例包括季銨鹽類，例如四烷基銨鹽、烷基吡啶鎗鹽、以及 胺鹽類(例如較高級胺如月桂胺的無機酸鹽)。 兩性表面活性劑的實例包括氨基酸型兩性表面活性劑(例如較高級烷基胺(碳 原子數(shù)為12-18)的丙酸鈉)、硫酸酯的鹽類兩性表面活性劑(例如較高級烷基胺(碳原 子數(shù)為8-18)的硫酸酯的鈉鹽)以及磺酸鹽型兩性表面活性劑，例如十五烷基硫代?；撬?(pentadecyl sulfotaurine)。 表面活性劑的用量通?；谇鍧崉┑目傊亓繛?0%或更少，優(yōu)選1-20%。 由防止晶片污染的角度而言，將上述堿性組分以及表面活性劑溶解于其中的含水
液體優(yōu)選為超純水。 在本發(fā)明的清潔方法中，對微氣泡的氣體種類沒有特別限制，然而其具體實例包 括空氣、氫氣、氦氣、氮氣、氧氣和氬氣。本發(fā)明的微氣泡不僅包括單一氣體組分，也包括包 含兩種或更多種氣體組分的那些。具體而言，其實例包括選自空氣、氫氣、氦氣、氮氣、氧氣 和氬氣的兩種或更多種氣體。 對微氣泡的制備方法也沒有特別限制，并且所述微氣泡可以通過使用公知的微氣 泡形成方法或形成裝置將氣體引入而在清潔液中形成。作為微氣泡的形成方法，可以應用 多種在已知文件中描述的方法(例如，由SatoshiUeyama和Makoto Miyamoto撰寫的"The World of Microbubbles"， KogyoChosakai Publishing, Inc. (2006))。微氣泡形成裝置的 實例包括高速的剪切流型微氣泡形成裝置。 對用于本發(fā)明清潔方法的微氣泡的形成條件以及所產(chǎn)生的微氣泡的量也沒有特
別限制?？梢曰谒们鍧嵮b置的體積及形狀、硅晶片的數(shù)量、安裝方法、清潔液的溫度、清
潔時間以及清潔液的添加劑而隨意選擇微氣泡的產(chǎn)生的量的合適的范圍。 對產(chǎn)生微氣泡的位置也沒有特別限制，而且微氣泡的噴嘴部分可以設置在清潔容
器的任意位置。可以基于所用清潔裝置的體積及形狀、硅晶片的數(shù)量、安裝方法、清潔液的
溫度、清潔時間以及清潔液的添加劑而隨意選擇合適的位置。具體而言，其實例包括清潔容
器的底部、側表面部分、上部以及它的多個部分。 也可以使用在其中產(chǎn)生微氣泡產(chǎn)生的容器與清潔容器不同且然后通過使用傳送 泵將微氣泡加入清潔容器的方法。也可以使用在其中將清潔容器與形成微氣泡的容器通過 循環(huán)管彼此相連并通過傳送泵保持循環(huán)的方法。也可以使用在其中將微氣泡的形成裝置安 置于傳送管的中部且將微氣泡水加入清潔容器的方法。 在上述實施方案中，給出的解釋是假設在其中將晶片浸沒于填充了清潔液的清潔容器中，然而可以使用噴淋式清潔、噴霧式清潔等。此外，可以在聯(lián)合使用超聲波時進行清 潔。 實施例 在下文將基于實施例對本發(fā)明進行更加具體的說明。
1.實驗方法 根據(jù)以下(1)而制備其一個表面上施有蠟的晶片，并且通過方法(2)清潔所述晶 片。
(1)制備其一個表面上施有蠟的晶片 將Skyliquid(由Nikka Seiko Co. Ltd.制備的蠟(羥基化的松香+異丙醇+甲 苯))作為蠟而施加于8英寸的P型硅晶片上。將硅晶片的鏡面向上至于旋涂儀中，并且在 以300rpm旋轉時，通過滴管量出3mL的skyliquid的儲存溶液并從基材的中心傾倒。在20 秒后，停止旋轉，使晶片自然干燥。
(2)清潔方法 作為清潔化學液體而使用由超純水稀釋20倍的ANC-1 (由TamaChemicals Co.， Ltd.生產(chǎn)，10%或更少的TMAH(四甲基氫氧化銨)+表面活性劑)，并且在液體溫度為20°C 下進行清潔。實施例與對比實施例的條件如下所述。
(實施例) 微氣泡形成裝置(由Nanoplanet Research Institute Corporation生產(chǎn)的 M2-MS/PTFE型)的一個噴嘴部分位于填有清潔活性液體的4L清潔浴的底部，持續(xù)產(chǎn)生1L/ min的微氣泡并將其引入。將空氣用作氣泡的氣體。在加入微氣泡5分鐘之后，將一個表面 上施有蠟的硅晶片浸沒在其中。在浸沒過程中，保持產(chǎn)生微氣泡。在將晶片浸沒預定的時 間(1、3、5或10分鐘)之后，將晶片在超純水沖洗浴中浸沒1分鐘，并且沖洗掉化學液體。 然后，取出晶片并通過將干燥的空氣向晶片表面吹過而將其干燥。
(對比實施例) 除了未形成微氣泡以外，進行類似于所述實施例的操作。
2.評估方法 視覺評估各晶片的除蠟狀態(tài)以及清潔液體的狀態(tài)。
3.實驗結果 將所觀察的晶片的除蠟狀態(tài)的結果示于FIG. l(照片)和FIG.2(示意圖)中。
根據(jù)時間對除蠟過程進行觀察，在對比實施例中，蠟作為顆粒而從外圍剝落。因 此，發(fā)現(xiàn)蠟的除去方式并不均勻且并不平坦。因此，可以說局部保留蠟的可能性高。以固體 物質狀態(tài)使蠟剝落，可以說顆粒增加且堵塞過濾器的風險高。 另一方面，在加入微氣泡時，整個表面均勻地溶解，并且蠟的厚度整個減小。因此， 發(fā)現(xiàn)蠟的除去方式為均勻的且未有不平坦。因此，可以說局部保留蠟的可能性低。所用的蠟 溶解并且去除，而不是作為固體物質剝落；因此，可以說顆粒增加且堵塞過濾器的風險低。
[工業(yè)應用性] 本發(fā)明的清潔方法能夠在組裝半導體基材的過程中有效除去吸附于晶片的蠟；因 此，該清潔方法對該領域具有顯著貢獻。
權利要求
一種通過使用清潔液而除去吸附于半導體晶片表面的蠟的清潔方法，所述清潔方法的特征在于所述清潔液含有微氣泡。
2. 權利要求1所述的清潔方法，其中所述清潔液為含有堿性組分和表面活性劑的含水 液體。
3. 權利要求2所述的清潔方法，其中所述堿性組分為季銨氫氧化物。
4. 權利要求1-3中任一項所述的清潔方法，其中所述半導體晶片為硅晶片。
全文摘要
本發(fā)明提供能夠均勻地去除吸附于晶片表面的蠟并且能夠降低顆粒的再次吸附及在清潔過程中清潔浴的過濾器堵塞的除蠟方法。(解決問題的方法)通過使用清潔液而除去吸附于晶片表面蠟的半導體晶片的清潔方法，所述清潔方法的特征在于所述清潔液含有微氣泡。
文檔編號B08B3/08GK101745507SQ20091021183
公開日2010年6月23日 申請日期2009年11月5日 優(yōu)先權日2008年12月4日
發(fā)明者榛原照男 申請人:硅電子股份公司