CN106206247A - 清洗半导体元件的方法 - Google Patents
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Abstract
一种清洗半导体元件的方法包含：将一半导体元件置入一清洗机台的一清洗槽，并通入化学溶液至清洗槽；持续通入去离子水至清洗槽，使清洗槽中化学溶液的浓度下降至一预定浓度；以及在化学溶液的预定浓度小于0.02ppm时，从清洗槽中取出半导体元件。上述清洗方法能够避免在半导体元件表面形成水痕，并缩短清洗时间以及降低去离子水及能源的消耗。
Description
技术领域
本发明是有关一种清洗半导体元件的方法，特别是一种避免形成水痕的清洗半导体元件的方法。
背景技术
半导体元件在制造过程中常需要经过清洗才能进行后续的半导体工艺，例如以氢氟酸(HF)洗去加工表面的氧化物。一种已知的清洗半导体元件的方法是先将半导体元件(例如晶圆)置于一第一清洗槽以氢氟酸清洗。接着，将半导体元件移至一第二清洗槽以去离子水(deionized water)洗去氢氟酸，最后进行干燥。然而，在将半导体元件从第一清洗槽移至第二清洗槽的过程中，半导体元件表面的液体容易蒸发而形成水痕，即使在第二清洗槽以去离子水冲洗也不容易去除水痕，因而导致后续工艺的良率降低。
为了减少半导体元件与空气接触的时间，另一种已知的清洗半导体元件的方法是将半导体元件置于同一清洗槽，先通入氢氟酸清洗，接着持续通入大量去离子水以洗去氢氟酸，最后进行干燥。习知以去离子水冲洗氢氟酸的时间大于300秒，甚至600秒，以确保没有氢氟酸残留。然而，即使长时间以去离子水冲洗，半导体元件仍会形成水痕。
有鉴于此，提出一种避免形成水痕的清洗半导体元件的方法便是目前极需努力的目标。
发明内容
本发明提供一种清洗半导体元件的方法，其是在化学溶液的浓度低于一预定浓度时即取出半导体元件，减少半导体元件与液体接触时间以避免清洗槽中的杂质再次吸附于半导体元件而形成水痕。
本发明一实施例的清洗半导体元件的方法包含：将一半导体元件置入一清洗机台的一清洗槽，以及通入化学溶液至清洗槽，使化学溶液覆盖半导体元件的一清洗表面；持续通入去离子水至清洗槽，使清洗槽中化学溶液的浓度下降至一预定浓度；以及在化学溶液的预定浓度小于0.02ppm时，从清洗槽中取出半导体元件。
以下藉由具体实施例配合所附的附图详加说明，当更容易了解本发明的目的、技术内容、特点及其所达成的功效。
附图说明
图1为一流程图，显示本发明一实施例的清洗半导体元件的方法。
图2为一流程图，显示本发明一实施例的清洗半导体元件的方法。
图3为一示意图，显示清洗槽中的化学溶液的浓度变化。
具体实施方式
以下将详述本发明的各实施例，并配合附图作为例示。除了这些详细说明之外，本发明亦可广泛地施行于其它的实施例中，任何所述实施例的轻易替代、修改、等效变化都包含在本发明的范围内，并以权利要求为准。在说明书的描述中，为了使读者对本发明有较完整的了解，提供了许多特定细节；然而，本发明可能在省略部分或全部特定细节的前提下，仍可实施。此外，众所周知的步骤或元件并未描述于细节中，以避免对本发明形成不必要的限制。附图中相同或类似的元件将以相同或类似符号来表示。特别注意的是，附图仅为示意之用，并非代表元件实际的尺寸或数量，有些细节可能未完全绘出，以求附图的简洁。
请参照图1，以说明本发明的一实施例的清洗半导体元件的方法。首先，将一半导体元件置入一清洗机台的一清洗槽(S10)。于一实施例中，半导体元件可为一晶圆或一玻璃基板。举例而言，晶圆可为一硅晶圆；玻璃基板可为液晶显示装置的基板。接着，通入化学溶液至清洗机台的清洗槽(S20)，使化学溶液覆盖半导体元件的一清洗表面。在一实施例中，化学溶液可为一氢氟酸溶液。举例而言，化学溶液中的氢氟酸与去离子水的容积比介于1:1200至1:1。在另一实施例中，化学溶液可为氢氟酸以及盐酸的溶液。可以理解的是，步骤S10以及步骤S20的执行顺序相反或同时执行亦可实现本发明的目的。
将半导体元件的清洗表面与化学溶液接触，可藉由化学溶液清洗半导体元件的清洗表面。可以理解的是，扰动化学溶液可增加半导体元件的清洗效果。举例而言，在半导体元件浸入化学溶液时，导入超音波(Megasonic)或气泡至清洗槽即可促进化学溶液扰动而提升清洗效果。
接着，直接通入去离子水至清洗槽(S30)，使清洗槽中的溶液溢流，清洗槽中的化学溶液即被纯稀释，浓度也逐渐降低。当清洗槽中的化学溶液的浓度下降至一预定浓度时，即从清洗槽中取出半导体元件。举例而言，判断化学溶液的浓度是否小于0.02ppm(S40)，若是，则从清洗槽中取出半导体元件(S50)。若否，则回到步骤S30，持续通入去离子水至清洗槽。依据上述步骤，当清洗槽中的化学溶液浓度下降至预定浓度时，即从清洗槽中取出半导体元件可减少半导体元件与清洗槽中的液体的接触时间，进而可避免清洗槽中的杂质再次吸附至半导体元件的表面而形成水痕。须特别说明的是，本发明的精神与以去离子水长时间(300至600秒)冲洗半导体元件的已知方法完全不同。
请参照图2，以说明本发明另一实施例的清洗半导体元件的方法，其中，与图1相同标号的步骤与前述相同，在此不再赘述。与图1所示的实施例比较，二者的差异在于图2所示的实施例更包含步骤S41，亦即清洗槽中的化学溶液的浓度小于预定浓度(0.02ppm)时，先通入去离子水至清洗槽持续一预定时间(S41)，之后才从清洗槽中取出半导体元件。依据本发明的精神，在一实施例中，持续通入去离子水的预定时间建议小于60秒。
可以理解的是，在以去离子水冲洗半导体元件时，例如图1以及图2所示的步骤S30以及图2所示的步骤S41，为了缩短半导体元件与清洗槽中的液体的接触时间，通入去离子水至清洗槽是以清洗机台所设计的最大流速来执行。在一实施例中，通入去离子水至清洗槽直到取出半导体元件的处理时间小于120秒。可以理解的是，通入清洗槽的去离子水流速越大，整体冲洗的时间即越短，为减少水痕的残留，较佳的处理时间小于60秒。
请参照图3，以说明依据本发明的清洗半导体元件的方法，清洗槽中的化学溶液的浓度变化。在第一清洗期间T1，即执行步骤S10以及S20时，清洗槽中的化学溶液的浓度即约为所通入的化学溶液的浓度。在一实施例中，化学溶液中的氢氟酸与去离子水的容积比为1:100。在第二清洗期间T2，即执行步骤S30时，清洗槽中的化学溶液的浓度则随着通入去离子水的时间增加而降低，直到清洗槽中的化学溶液的浓度到达预定浓度(例如0.02ppm)即取出半导体元件。在第三清洗期间T3，即清洗槽中的化学溶液的浓度小于预定浓度后，持续通入去离子水至清洗槽，亦即图2所示的步骤S41。由于清洗槽中的化学溶液的浓度已经很低，因此在第三清洗期间T3时，清洗槽中的化学溶液的浓度变化较小。在一实施例中，以现有的清洗机台的最大流速通入去离子水冲洗上述浓度的氢氟酸溶液，第二清洗期间T2以及第三清洗期间T3的时间总合应小于120秒，较佳的处理时间小于60秒。若第二清洗期间T2以及第三清洗期间T3的时间大于150秒即有些微水痕形成于半导体元件的表面。如前所述，第三清洗期间T3(即步骤S41)是可以省略的。
综合上述，本发明的清洗半导体元件的方法是在清洗槽中的化学溶液的浓度低于一预定浓度时即取出半导体元件，以减少半导体元件与液体接触时间。如此，可避免清洗槽中的杂质再次吸附于半导体元件而形成水痕。此外，亦可降低清洗工艺的时间及能源消耗，进而降低整体的制造成本。
以上所述的实施例仅是为说明本发明的技术思想及特点，其目的在使熟习此项技艺的人士能够了解本发明的内容并据以实施，当不能以的限定本发明的专利范围，即大凡依本发明所揭示的精神所作的均等变化或修饰，仍应涵盖在本发明的专利范围内。
符号说明
S10～S50 步骤
T1 第一清洗期间
T2 第二清洗期间
T3 第三清洗期间
Claims (10)
1.一种清洗半导体元件的方法，其特征在于，包含：
将一半导体元件置入一清洗机台的一清洗槽，以及通入一化学溶液至该清洗槽，使该化学溶液覆盖该半导体元件的一清洗表面；
持续通入去离子水至该清洗槽，使该清洗槽中该化学溶液的浓度下降至一预定浓度；以及
在该化学溶液的该预定浓度小于0.02ppm时，从该清洗槽中取出该半导体元件。
2.如权利要求1所述的清洗半导体元件的方法，其特征在于，更包含：
在该化学溶液的该预定浓度小于0.02ppm时，通入去离子水至该清洗槽持续一预定时间后，从该清洗槽中取出该半导体元件，其中该预定时间小于60秒。
3.如权利要求1所述的清洗半导体元件的方法，其特征在于，通入去离子水至该清洗槽至取出该半导体元件的处理时间小于120秒。
4.如权利要求1所述的清洗半导体元件的方法，其特征在于，通入去离子水至该清洗槽是以该清洗机台的最大流速执行。
5.如权利要求3或4所述的清洗半导体元件的方法，其特征在于，该化学溶液覆盖该半导体元件的该清洗表面时，扰动该化学溶液以增加清洗效果。
6.如权利要求5所述的清洗半导体元件的方法，其特征在于，扰动该化学溶液是以导入超音波或气泡至该清洗槽加以实现。
7.如权利要求1所述的清洗半导体元件的方法，其特征在于，该化学溶液包含氢氟酸，且该氢氟酸与去离子水的容积比介于1:1200至1:1。
8.如权利要求7所述的清洗半导体元件的方法，其特征在于，更包含：在该化学溶液的该预定浓度小于0.02ppm时，通入去离子水至该清洗槽持续一预定时间后，从该清洗槽中取出该半导体元件，其中该预定时间小于60秒。
9.如权利要求7所述的清洗半导体元件的方法，其特征在于，通入去离子水至该清洗槽至取出该半导体元件的处理时间小于120秒。
10.如权利要求1所述的清洗半导体元件的方法，其特征在于，该化学溶液包含氢氟酸以及盐酸。
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