TW200822299A - Methods for substrate surface cleaning suitable for fabricating silicon-on-insulator structures - Google Patents
Methods for substrate surface cleaning suitable for fabricating silicon-on-insulator structures Download PDFInfo
- Publication number
- TW200822299A TW200822299A TW096129443A TW96129443A TW200822299A TW 200822299 A TW200822299 A TW 200822299A TW 096129443 A TW096129443 A TW 096129443A TW 96129443 A TW96129443 A TW 96129443A TW 200822299 A TW200822299 A TW 200822299A
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- substrate
- solution
- cleaning
- cleaning process
- substrates
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/76—Making of isolation regions between components
- H01L21/762—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers
- H01L21/7624—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using semiconductor on insulator [SOI] technology
- H01L21/76251—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using semiconductor on insulator [SOI] technology using bonding techniques
- H01L21/76254—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using semiconductor on insulator [SOI] technology using bonding techniques with separation/delamination along an ion implanted layer, e.g. Smart-cut, Unibond
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02041—Cleaning
- H01L21/02043—Cleaning before device manufacture, i.e. Begin-Of-Line process
- H01L21/02052—Wet cleaning only
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
- Recrystallisation Techniques (AREA)
Description
200822299 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於半導體製程與元件,更具體地,係關於 "種基材矣品、主、舒; 面〉"潔之方法,以適用於製造絕緣層上覆矽結 構0 【先前技術】 ί 半導體電路製程需滿足高切換速度與低消耗功率日益 增加之需求。在一供給功率下,需高度計算能力的應用則 需具備較高元件切換速度。相反地,行動應用裝置在一供 、、’6切換逮度下’則需較低的功率消耗程度。藉由減少接面 電容’可增加元件切換速度。利用降低每一元件至基材間 的寄生漏電流,可降低功率消耗。若藉由在半導體基材上 之絕緣(例如二氧化矽)層上所形成的多矽島上形成元件, 可一併降低接面電容與寄生漏電流。利用絕緣層可使每個 梦島間電性絕緣。這種結構則稱作絕緣層上覆矽(silicon on Insulator,SOI)結構。 SOI結構可藉由層轉移製程(iayer transfer process)形 成,其係將結晶矽晶圓與另一結晶矽晶圓上早先形成的氧 化矽層頂面結合。第1A-G圖則繪示於基材上製造出S0I , 結構之習知方法。如第1A圖所示,利用供給基材(d〇nor substrate)102 與操控基材(handle substrate)104 來形成 SOI 結構。如第1B圖所示,進行熱氧化步驟,以於供給基材 102之表面及/或週遭形成一乳化吩層106。如第1C圖所 5 200822299 示’進行一離子佈植製程,以將離子(例如氫離子)佈植於 供給基材102中,以於供給基材102表面之一預定深度下, 形成裂面108。接著,如第1D圖所示,進行一氧氣電聚表 面處理製程,以分別於供給基材1 02與操控基材丨〇4上形 成活化表面112、114,進而促進界面之鍵結能(b〇nding energy)。如第1E圖所示,將供給基材1〇2之氧化碎表面 翻轉,以附於搡控基材104之表面114上,進而將活化表 面112、1 14相連。如第1F圖所示,據此,供給基材1 〇2 之活化表面112可與操控基材1〇4之活化表面114相連 接。於最後一個步驟中,如第1 G圖所示,則沿著裂面i 〇8 切開供給基材1 〇2,使矽層的一部分u 〇與氧化矽層1 〇6 仍黏附於操控基材1〇4上。連接在操控基材1〇4上的矽層 11〇與氧化矽層1〇6則形成了 So〗結構。 然而’在基材接合的過程中,則發現了數個問題。舉 例而a ’界面表面微粒、表面的缺陷、污染或基材界面間 的空乳則會導致供給基材與操控基材間黏附不良與無法接 °。界面間的黏附不良與無法接合,則會影響到基材上元 件的應力與電性’除了在整合上對元件有負面影響外,更 會致使元件性能較差及/或失效。 因此,仍待改善SOI製程中基材表面的清潔效率。 【發明内容】 一提供用以清潔基材表面之方法,以促進基材間的接 匕方法尤其對s〇I之製造有所助益。於一實施例中, 6 200822299 一種清潔基材表面之方法包含提供一第一基材與一第二基 材,其中該第一基材具有一氡化矽層形成於其上,以及定 義於其中之一裂面;於該第一基材上之該氧化石夕層表面與 * 該第二基材之表面,進行一濕式清潔製程;以及將該清潔 過之氧化矽層接合於該第二基材清潔過之表面上。 - 於另一實施例中,一種清潔基材表面之方法包含提供 一第一基材與一第二基材,其中該第一基材具有一氧化矽 ζ 層形成於其上,以及定義於其中之一裂面;利用一濕式清 潔製程,由該第一基材之表面與該二基材之表面移除微粒 及/或污染物;活化該第一與該第二基材清潔後之表面;以 及將該第一基材上的該氧化矽層接合於該第二基材之該活 化後的表面上。 於另一實施例中,一種清潔基材表面之方法包含提供 一第一基材與一第二基材,其中該第一基材具有一氧化石夕 層形成於其上,以及定義於其中之一裂面;將該氧化矽層 表面與該第二基材表面暴露於一溶液中,以進行一濕式清 ί / 潔製程,其中該溶液包含氫氧化銨、過氧化氫與水;活化 該第一與該第二基材之該清潔後的表面;將該氧化矽表面 接合於該第二基材之該活化後的表面上;以及沿著該裂面 分割該第一基材。 【實施方式】 本發明提供一種基材表面清潔之方法,可於SOI製程 中,甩以促進基材間界面鍵結能之方法。於一實施例中, 7 200822299 基材表面清潔製程包括RCA清潔方法,其包含利用含有氫 氧化錢/過氧化氫/水(NH4〇H/H2〇2/H2〇)之溶液,進行第一 才示準清潔(Standard Clean first,SCI)操作,接著以含有趟 酸/過氧化氫/水(HCl/H2〇2/H2〇)之溶液,選擇性地進行第 一標準清潔(Standard Clean second,SC2),以移除微粒、 - 有機雜質(例如碳氫化合物)以及金屬污染物及/或顆粒。此 清潔製程移除基材表面上固有之氧化物與微粒,進而改善 f) 鍵結強度,並減少介面的空隙。此外,清潔製程提供新的 矽及/或氧化矽表面以提升鍵強度,藉以產生均勻的鍵結表 面與牢固的鍵結黏附。 第2圖則繪示一實施例中,用以實現本發明的單一基 材清潔室200之剖面圖。單一基材清潔系統之一樣本為 OASIS CLEANTM系統,其可自位於加州Santa Clara,
Applied Materials,Inc購得。亦可利用其他合適的清潔系 統,例如濕式蝕刻清洗系統,實行此述之清潔製程。 單一基材清潔室200包含可旋轉的基材支撐托架 〇 2 4 8 ’用以承接基材2 0 6。機械手臂(未緣示)則可經由狹口 閥260進入室200中,以幫助基材2〇6從室2〇〇中移動。 機械手臂會將基材206放置在托架248上的初使位置。接 著’如第2圖所示,基材206會被降至製程位置。此製程 ’ 位置可使基材206維持在與圓板208上表面224平行且相 隔的位置,進而定義出介於圓板208與基材206下側2 1今 間的間隔262。於一實施例中,則將間隔262控制在約〇· 1 公釐至約5公釐之間,例如約3公董。 8 200822299 在圓板208下側222則貼附了變換器252,以直接對 基材206表面(例如垂直於基材206表面的方向)產生聲波 或音波,以提高清潔效率。於一實施例中,變換器252產 - 生頻率範圍約為3 50 kHz的巨超音波(megasonic waves)。 變換器252的頻率可隨基材206之材料與厚度而改變,以 從基材206有效移除微粒。變換器252大致覆蓋了整個圓 板208的下侧222,例如覆蓋了大於80%的圓板208下側 ,1 222。另外,一或多個變換器252,例如四個變換器,可以 () 相隔四分之一的圓的形式,連接於圓板208下側222。 與室200之底部270相接的導管250中,則設有流體 供給口 228,以從化學藥品源212供應液體264至基材206 背面與圓板208間的間隔262。於一實施例中,液體264 可包含稀釋過的HF或去離子水(DI-H20)、清潔溶液,例 如S C 1及/或S C 2清潔溶液,或其他適用於清潔基材2 〇 6 的清潔溶液。液體264可作為載體,以將巨超音波從變換 器252傳送至基材206,進而促進從基材移除微粒,增加 L) 清潔效率。此外,可將液體264控制在所需溫度,使液體 2 64能從基材206移出/或導入熱量,以將基材206維持於 一預定溫度。 在室200之頂部272上則設有過濾器210,以清潔流 ; 入處理室200中直至基材206上表面216的空氣232。於
基材206上’則設有至少一喷嘴218,以導入清潔化學藥 品之流體298,例如氣體、蒸氣或液體,以搔觸並清潔基 材206。於操作時,則將清潔化學藥品,例如稀釋過的HF 9 200822299 或去離子水(DI-H2〇)、清潔溶液(例如SCI及/或SC2清潔 溶液)塗佈於基材2 0 6上,且當基材支標托架2 4 8旋轉時, 化學藥品的流速足以覆蓋整個基材206表面。於一實施例 • 中,可分別清潔托架248上基材206的上側216與下側 214,以針對基材材料與性質,提供較佳的清潔效率掌控。 . 當由喷嘴2 1 8所提供清潔溶液流速介於約每分鐘〇 · 5升 (Ι/min)至每分鐘2升時,基材支撐托架之轉速可介於約1〇〇 广 rPm至3 000rpm之間。 C ^ 第3圖係繪示能於S0I製程中,清潔基材表面之方法 3 00的流程圖。第4A-4G圖乃緣示依據方法3〇〇,s〇i製 程之各階段剖面圖。 方法300始於步驟302,其係提供至少兩基材402、 4〇4(例如一對),以形成SOI結構,如第4A圖所示。於一 實施例中,第一基材402與第二基材404之材質可例如為 矽晶(例如Si<100>或Si<lll>)、張力石夕晶(strained silicon)、矽鍺(siHc〇n Gernianium)、掺雜或非摻雜多晶 〇 石夕、摻雜或非摻雜矽晶圓、摻雜矽、鍺、鎵、钟、氮化鎵、 玻璃與藍寶石。基材4 02、404可具有各式尺寸,例如直徑 . A釐或公釐之晶圓’亦或長方形或正方形板。除 非另有註記,此述實施例皆指直徑為200公着或3 00公釐 • 之基材。 於步驟304中,則於第一基材402上進行熱氧化製程, 、氧化第一基材402表面與周圍,進而於其上方形成一氧 化石夕層406。氧化層406之厚度介於約500Α至5〇〇〇Α之 10 200822299 間,例如約ΙΟΟΑ與約2000A。 於步驟306中,進行一高能分裂離子佈植步驟,將離 子(例如氫氣)植入表面416下方之一相同深度,進而於第 • 一基材402中定義出一裂面408,如第4C圖所示。於裂面 408中,步驟306的離子佈植會對矽晶格之原子鍵造成損 * - 傷,進而使基材能輕易沿著裂面408分離,此部份將於下 述的製程中作進一步的利用。於一實施例中,裂面408可 形成於氧化矽層406上表面416之下方約3Ό00Α至5000A 處,或於基材402表面410下方約1〇〇〇A至約3000A處。 電漿浸沒離子佈植製程可利用電漿浸沒離子佈植反應器進 行。電漿浸沒離子佈植反應器之一示例為包含p 3 i之反應 器,可由Applied Materials,Inc購得。電漿浸沒離子佈植 製程則揭示於美國專利公開號US 2005/0,070,073,於2005 年3月3 1曰公開,發明人為A1-bayati,標題為「利用表 面活化電漿浸沒離子佈植,提高晶圓對晶圓吸附,以進行 絕緣層上覆梦晶圓轉移之方法(Silicon-on-insulator wafer transfer method using surface activation plasma immersion ion implantation for wafer-to-wafer adhesion enhancement)」〇 於步驟308中,清潔製程則用來清潔與活化第一與第 二基材402、404表面,如第4D圖所示。清潔製程會對基 材表面進行清潔並些微蝕刻,進而移除基材表面上之微粒 及/或表面污染物。清潔製程可於第2圖所述之室2 0 0中進 11 200822299 行。可想見的是清潔製程亦可利用其他清潔工具,包含由 其他製造商所提供之清潔工具中進行。 清潔製程可經由RCA清潔製程進行,其包含SCI清 潔,並續以選擇性的SC2清潔。於一實施例中,SCI清潔 溶液包含氫氧化銨(NH4OH)、過氧化氫(H2〇2)以及去離子 水。氫氧化銨、過氧化氫以及去離子水係以介於約5:1:1 至約1000 : 1 : 1間的一預定稀釋比例混合成SCI溶液。 而氫氧化銨與過氧化氫間的比例可控制在約〇·〇5 : 1至約 5 ·· 1之間。另外,可選擇性地使用過氧化氫。而配製用來 混合SC 1溶液之氫氧化銨溶液,則可利用NH3對去離子水 之重量百分率為25-30% (w/w)的溶液製備。配製用來混 合sci溶液之過氧氧化氫溶液,則可科用H2〇2對去離子 水之重量百分率為30-3 5% (w/w)的溶液配製。而Sc)溶 液的pH值則控制在約9 - 1 2。 於SCI溶液中的氫氧化銨與過氧化氫化合物,會對基 材402、404的表面410、412同時進行蝕刻與提舉,以移 除微粒、污染物與有機化合物。表面410、412會先被過氧 化氫提舉和氧化,接著再被氫氧化銨蝕刻,以下切並移除 於基材表面410、412之微粒與污染物。基材表面41〇、412 的微粒及/或Θ染物會與氫氧化銨反應,進而形成溶於sci 中的二氧化梦。於SC1溶液中的氫氧化銨可使溶液呈高pH 值(例如約9-12),進而使溶液中的微粒與基材表面帶有負 12 200822299 電荷,產生相互排斥的靜電力,以將微粒侷限於溶液中, 避免微粒再次沉積於基材表面。SC 1溶液中的氮氧化銨亦 會使基材表面4 1 0、4 1 2呈親水性狀態,如第5 Α-Β圖所示, 以於後續接合製程中,提供較佳的表面狀態。聲波能 (Acoustic Energy)則可用以提高微粒移除效率。
Ο 於另一實施例中,可將螯合劑與界面活性劑加入SCI 溶液中,以改善清潔效能。適用之螯合劑示例包含聚丙烯 酸酯(polyacrylates)、碳酸鹽(carbonates)、填酸鹽 (phosphonates)、葡萄糖酸鹽(gluconates)、乙二胺四乙酸 (ethylenediaminetetraacetic acid ,EDTA)、N,N,-雙(2-經 基苯) 乙 二 亞 胺 二乙酸 (N,N’-bis(2_hydroxyphenyl)ethylenediiminodiacetic acid , HPED) 、三乙 四 胺 六 乙 酸 (triethylenetetranitrilohexaaxtic,TTHA)、去鐵烴氧胺 B ((168【61*14-『61>1^0义&1111116 8)、]^,]^’,]^’’-參[2-(1^-經基叛基)乙 基 卜1,3,5- 三 甲 醯胺苯 (N,N’,N’、tris[2-(N-hy droxycarbonyl)ethyl] -1,3,5-benzene tricarboxamide , BAMTPH)與乙二胺二經基苯乙酸 (ethylenediaminediorthohy droxypheny lacetic acid , EDDHA)。力σ入SC 1溶液中的螯合計濃度介於約1 ppm至 約4 0 0 p p m之間。螯合劑带有稱為配位基(1 i g a n d)之負電 離子,其可與游離的金屬雜質和離子結合,進而於SCI溶 13 200822299 液中形成化合的錯合物溶液,藉以將雜質從基材表面移除 至S C 1溶液中。 加入SCI溶液中的界面活性劑可避免在將微粒從基材 移除後,微粒再次附著或沉積於基材上。界面活性劑具有 長妷氫鏈’其包含一親水基(極性溶水基團)與一疏水基 (非及性不溶水基團)。界面活性劑具有一非極性基團,此 非極性基團會黏附於基材表面410、412之微粒。界面活性 劑之極性基團則會將微粒拉離基材表面410、412,並將微 粒溶於SCI溶液中。與界面活性劑結合的微粒則會與基材 402、404表面410、412產生靜電排斥,有助於微粒的移 除。加入SCI溶液中的界面活性劑可為非離子的 '陰離子 的或非離子與陰離子化合物之混合D適用之界面活性劑包 含聚氧伸乙基 丁基苯基 _ (polyoxyethylene butylphenyl ether) ’ t乳伸乙基燒基本基硫酸鹽(p〇iyOXyetliyleiie alkylphenyl sulfate)或由日本東京 Mitsubishi Chemical 公 司所購得之MCX-SD2000溶液。 於操作時,於基材表面410、412供應SCI溶液。基 材402、404貝丨J以約500 rpm至约300 rpm的速度旋轉,以 使SCI溶液可覆蓋整個基材4〇2、404之表面410、412。 可選擇地或另外,可於基材402、404下表面供應SCI溶 液,以清潔基材背面。於基材402、404背面的微粒亦可用 去離子水移除。清潔製程的時間可維持在介於約5秒至約 14
Ο 200822299 500秒之間,例如介於約3〇秒至約ΐ8〇秒之間。 在以sci溶液完成基材表面41〇、412之清潔 將SC2溶液選擇性地供應至清潔室2〇〇,以對清潔 面410 ' 412作更進一步地清潔。SC2溶液可包 (HC1)、過氧化氫(Η"2)與去離子水。於sc2溶液中 係用以移除基材表面410、412上的金脣離子。由 SCI溶液中的鰲合劑亦可促進從基材表面移除金屬 污染物,因此可選擇性地使用SC2溶液。可於SC1 SC2 β潔過程之間,進行去離子水的潤洗,以避免 液於基材表面上發生反應。 於另一實施例中,SC2溶液中的鹽酸、過氧化 離子水比例可介於約1 : 1 : 2至約1 : 1 : 10之間,」 1 : 5。SC2清潔製程可進行約5秒至約1 5分鐘,例 約8分鐘至約1 〇分鐘。 於步驟308中,以SCI及/或SC2清潔製程所 或活化之表面410、412會產生輕微的表面微粗糙i 潔淨效果,以開啟晶格,進而使晶格能與另一表ί 形成共價鍵。另外,與未餘刻之表面相較’經飯刻 化的表面410、412則略微粗糙,因而可於揍觸表3 較佳的嚅合,進而能牢牢地相互貼附,提高彼此5 能。 在SC2清潔製程之後,略偏酸性之SC2溶液巧 後,可 基材表 含鹽酸 r 的 HC1 於加入 離子與 清潔與 i清潔溶 >氫與去 ί列如1 : 如介於 蝕刻及/ .良好的 「之晶格 及/或活 f上提供 i的鍵結 _提供能 15 200822299 吸附在基材表面4 1 0、4 1 2上的氫離子,以如第5 A圖所示, 使基材402之氧化砍層406表面形成親水性狀態,而基材 4 04之表面矽表面則呈疏水性狀態,如第5B圖所示。疏水 性狀態對稍後表面接合製程之鍵結能有不利的影響。因 此,可於步驟310中進行表面活化製程,以活化基材402、 404表面410、412,進而使第一與第二基材4〇2、4〇4之表 面轉換且確保呈親水性狀態。親水性狀態可促進基材 402、404之間的鍵結能。 於步驟3 1 0中所進行的表面活化製程可活化基材 402、404之表面410’、412’,如第4E圖所示,可於基材 表面410’、41 2’形成氧化層。表面活化製程包含將氧氣提 供至電漿浸沒離子佈植反應器,而氧氣則會被RF功率離 子化以提供氧離子。氧離子則氧化基材4 〇 2、4 0 4之表面, 進而於基材402、404上形成氧化石夕層410,、412,。基材 404之疏水性狀態現已轉換成具有尾端矽醇基(例如Si_〇H 鍵)之親水性狀態’如第5 C圖所示。氧化石夕層4 11),、4 1 2, 則提供能促進基材402、404間鍵結能的親水性表面。 於步驟312中,第一基材4〇2則被翻轉並與第二基材 4 04接合,如第4F圖所示。凡德瓦力可使兩表面41〇,、412, 相黏附。第5D-5F圖則繪示了發生在基材介面間的接合機 制。由於基材402、404之親水性狀態會於表面41〇,、412, 上產生終端的矽醇基(Si-OH),於每一基材表面上的氫原子 16 200822299 則與陰電性原子(例如氧原子)相接,如第5D圖所示。 醇基所提供的氧原子則作為氫鍵的供體(donor),而氫 則作為氫鍵的受體(acceptor),以於兩基材表面間產生 間的作用力(例如氫鍵),如策5E圖所示。藉由將基材 4 04加熱至一預定溫度所提供的熱能,則可將形成於 上的水分子趕出且蒸發以促進表面黏附,如第5 F圖戶/ 進而於表面410’、4 12’間形成強力的鍵結。於一實施存 則將基材4 0 2、4 0 4加熱至高於約8 0 0 之溫度。 此外’熱能會造成於氧化石夕層表面4 1 〇,、4 1 2,中 晶格間所形成的原子鍵取代了凡德瓦力。而於每一 410’、412’中的晶格原子處則有較大的比例,能夠與 308中以電漿浸沒離子佈植製程於另一表面所產生的 處,進行原子鍵結。因此,與習知技術相較,可增加 402、404間的鍵結能。 於步驟314中,將第一基材402沿著裂面408分 留下第一基材402之薄層部份414與第二基材4〇4相 如第4G圖所示。薄層部份414包含矽基材4〇4上方 化石夕層4 0 6上的石夕層。 於步驟316中,來自第一基材4〇2的矽層414之 膜,與第一基材404上方之氧化矽層4〇6則用以形成 結構。 由於分割之後或因步驟3〇6離子轟擊所造成的損 由矽 原子 分子 402、 介面 ί示, ι!中, 相對 表面 步驟 晶格 基材 開, 接, 之氧 堆疊 ,SOI 傷, 17 200822299 於第二基材404上所形成的分割面418可能較為粗糙,因 此可再進行一表面平滑佈植製程,以使矽層414表面變得 平滑或再結晶。可使用低能量的重離子(例如氙、氬),並 以低能量且相對高動量來佈植離子,以進行表面平滑佈植 製程。表面平滑佈植製程可於第2A_B圖中所述之反應哭 2〇〇或其他合適的反應器中進行。亦可以其他合適之製程 進行表面平滑佈植製程。 據此,本發明提供了 一種促進介面鍵結能之方法。此 改良方法有助於修飾基材表面性質,且可移除表面污染物 與微粒’進而活化且提升基材間的鍵結力,有助於製造堅 固的SOI結構。 雖然於本發明所述之清潔基材介面之方法乃用以形成 S〇I,當理解的是亦可運用於清潔不同的基材材質,例如 氮化鎵、矽化鍺、矽、氧化矽、磷化銦、珅化鎵、玻璃、 塑膠、金屬與其類似者。 雖然本發明已以實施例揭露如上,然其並非用以限定 本發明,任何熟習此技藝者,在不脫離本發明之精神和範 圍内,當可作各種之更動與潤飾,因此本發明之保護範園 备視後附之申請專利範圍所界定者為準。 【圖式簡單說明】 為讓本發明與所述之特徵更淺顯易懂,因此請參照所 附圖式,以作更詳盡之說明。當所理解的是,所附之圖示 18 200822299 僅繪示本發明部份典型之實施例,本發明當可作各種變化 與潤飾,不應侷限在於此所揭示之圖示。 第1A-1G圖繪示習知製造SOI結構之流程示意圖。 第2圖係繪示本發明一實施例中,適用於實現本發明 • 之單一基材濕式清潔工具圖。 第3圖係繪示依照本發明一實施例,一製造8〇1結構 • 之方法流程圖。 第4A-4G圖係繪示依第3圖所述之方法所形成的s〇I 結構剖面圖。 第5A-5F圖係繪示依照本發明一實施例,一表面接合 機制。 為了更易了解,相同的元件符號則代表圖中相同的元 件。而於一實施例中的元件與特徵可併入另—實施例中, 而不造成限制。 然而,當注意的是·,所附之圖示僅繪示本發明部份實 G 施例,本發明當可作各種變化與潤飾,不應侷限在於此所 揭示之圖示。 104操控基材 108裂面 11 2活化表面 2 00清潔室 【主要元件符號說明 / 102供給基材 106氧化矽層 11 0部份發層 11 4活化表面 19 200822299
206 基材 208 圓板 212 化學藥品源 214 下側 216 上表面 218 喷嘴 222 下側 224 上表 面 228 流體供給口 232 空氣 248 基材支撐托架 250 導管 252 變換器 260 狹口 閥 262 間隔 264 液體 270 底部 272 頂部 300 方法 302 步驟 304 步驟 306 步驟 308 步驟 310 步驟 312 步驟 314 步驟 316 步驟 402 第一 基材 404 第二基材 406 氧化 > s夕層 408 裂面 410 表面 410 ’活化後表面 412 表面 412 ’活化後表面 414 薄層 部份 416 表面 418 分割 面 20
Claims (1)
- 200822299 十、申請專利範圍: 1. 一種清潔基材表面之方法,其至少包含: 提供一第一基材與一第二基材,其中該第一基 一氧化矽層形成於其上,以及定義於其中之一裂面 於該第一基材上之該氧化矽層表面與該第二基 面,進行一濕式清潔製程;以及 將該清潔過的氧化矽層接合於該第二基材之該 的表面上。 2 ·如申請專利範圍第1項所述之方法,其中該 式清潔製程之步驟更包含: 將談第一基材上之該氧化矽層表面與該第二基 面暴露於一第一溶液中,該第一溶液包含氫氧化銨 化氫以及水。 I; 3.如申請專利範圍第2項所述之方法,其中該 液之pH值維持在約9到12之間。 4.如申請專利範圍第2項所述之方法,其中該 液更包含一螯合劑。 5 ·如申請專利範圍第4項所述之方法,其中該 係選自由聚丙稀酸酯(polyacrylates)、 碳 材具有 材之表 清潔過 進行濕 材之表 、過氧 第一溶 第一溶 螯合劑 酸鹽 21 200822299 (carbonates)、石粦酸鹽(phosphonates)、葡萄糖酸鹽 (gluconates)、乙二胺四乙酸(ethylenediaminetetraacetic acid ,EDTA)、N,N’·雙(2-羥基苯)乙二亞胺二乙酸 (Ν,Ν9-bis(2-hydroxyphenyl)ethylenediiminodiacetic acid HPED) 、 三 乙 四胺六 乙 酸 , (triethylenetetranitrilohexaaxtic,TTHA)、去鐵烴氧胺丑 • (desferri-ferrioxamin B)、N,N’,N’’-參[2-(N-羥基羧基)乙 Ο 基 ]-1,3,5_ 三 甲 醯 胺 苯 (N?N,,N"-tris[2-(N-hydroxycarbonyl)ethyl] -1,3,5-benzene tricarboxamide,BAMTPH)以及乙二胺二經基苯乙酸 (ethylenediaminediorthohydroxyphenyl acetic acid , EDDHA)所組成之一族群。 6·如申請專利範圍第2項所述之方法,其中該第一溶 液更包含一界面活性劑。 L/ 7.如申請專利範圍第6項所述之方法,其中該界面活 , 性劑係選自由聚氧伸乙基丁基苯基屬(polyoxyethylene butylphenyl ether), 聚氧伸乙基基苯基硫酸鹽 (polyoxyethylene alkylphenyl sulfate)以及 MCX-SD2000 溶液所組成之一族群。 8·如申請專利範圍第2項所述之方法,其中該將表面 22 200822299 暴露於 將 該第二 9· 、 式清潔 „ 將 f、 溶液中 10 材暴露 將 中。 11 (J 溶液為 12 溶液為 13 濕式清 將 該第一溶液之步驟更包含: 該第一與該第二基材之表面暴露於一第二 溶液包含鹽酸、過氧化氫以及水。 如申請專利範圍第1項所述之方法,其中 製程之步驟更包含: 該第一與該第二基材之上表面與下表面暴 •如申請專利範圍第9項所述之方法,其 於不同溶液中之步驟更包含: 該第一與該第二基材之下表面暴露於一 •如申請專利範圍第1 〇項所述之方法,其 去離子水' •如申請專利範圍第1 〇項所述之方法,其 該第一溶液。 •如申請專利範圍第1項所述之方法,其 潔製程之步驟更包含: 該基材放置於一基材清潔工具中的一基材 溶液中, 該進行濕 露於不同 中該將基 第三溶液 中該第三 中該第三 中該進行 支撐托架 23 200822299 上; 將該基材之一上表面暴露於一第一溶液中,並將該基 材之一下表面暴露於一第三溶液中,以同時進行清潔。 1 4 ·如申請專利範圍第8項所述之方法,其中該將基 - 材暴露於該第二溶液之步驟更包含: • 在利用該第二溶液清潔該基材前,先潤洗該基材。 Γ . 1 5.如申請專利範圍第1項所述之方法,其中該進行 濕式清潔製程之步驟更包含: 從該基材移除微粒及/或污染物。 1 6.如申請專利範圍第1項所述之方法,其中該進行 濕式清潔製程之步驟更包含: 氧化該第一與該第二基材之表面;以及 (J 將該第一與該第二基材表面改質為親水性狀態。 β 17.如申請專利範圍第1項所述之方法,其中該將清 潔過之表面接合的步驟更包含: 將該接合之基材加熱至高於約8 00 °C之一温度。 1 8如申請專利範圍第1項所述之方法,更包含: 沿著該裂面分割該第一基材。 24 200822299 1 9.如申請專利範圍第1項所述之方法,更包含: 於該第二基材上形成一絕緣層上覆矽(SOI)結構。 2 0.—種用於促進介面鍵結能之方法,其包含: 提供一第一基材與一第二基材,其中該第一基材具有 一氧化矽層形成於其上,以及定義於其中之一裂面; 利用一濕式清潔製程,由該第一基材之表面與該二基 材之表面移除微粒及/或污染物; 活化該第一與該第二基材之該清潔過的表面;以及 將該第一基材之該氧化矽層接合於該第二基材之該活 化過的表面上。 21.如申請專利範圍第20項所述之方法,其中該移除 微粒及/或污染物之步驟更包含: 將該基材之表面暴露於一第一溶液中,該第一溶液包 〇 含氫氧化銨、過氧化氫以及水。 β 22.如申請專利範圍第20項所述之方法,其中該移除 微粒及/或污染物之步驟更包含: 將該基材之表面暴露於一第二溶液中,該第二溶液包 含鹽酸、過氧化氫以及水。 2 3.如申請專利範圍第21項所述之方法,其中該第一 25 200822299 溶液更包含一螯合劑。 24.如申請專利範圍第21項所述之方法,其中該第一 溶液更包含一界面活性劑。 • 25. —種用於促進介面鍵結能之方法,其包含: • 提供一第一基材與一第二基材,其中該第一基材具有 ί、 一氧化矽層形成於其上,以及定義於其中之一裂面; 將該氧化矽層表面與該第二基材表面暴露於一溶液 中,以進行一濕式清潔製程,其中該溶液包含氫氧化銨、 過氧化氫與水; 活化該第一與該第二基材之該清潔過的表面; 將該氧化矽表面接合於該第二基材之該活化過的表面 上;以及 沿著該裂面分割該第一基材。 2 6.如申請專利範圍第25項所述之方法,其中該溶液 β 更包含一螫合劑。 2 7.如申請專利範圍第25項所述之方法,其中該溶液 更包含一界面活性劑。 26
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US11/463,429 US20080268617A1 (en) | 2006-08-09 | 2006-08-09 | Methods for substrate surface cleaning suitable for fabricating silicon-on-insulator structures |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TW200822299A true TW200822299A (en) | 2008-05-16 |
Family
ID=39082879
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW096129443A TW200822299A (en) | 2006-08-09 | 2007-08-09 | Methods for substrate surface cleaning suitable for fabricating silicon-on-insulator structures |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20080268617A1 (zh) |
EP (1) | EP2057668A4 (zh) |
TW (1) | TW200822299A (zh) |
WO (1) | WO2008021747A2 (zh) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4577382B2 (ja) * | 2008-03-06 | 2010-11-10 | 信越半導体株式会社 | 貼り合わせウェーハの製造方法 |
US8557679B2 (en) | 2010-06-30 | 2013-10-15 | Corning Incorporated | Oxygen plasma conversion process for preparing a surface for bonding |
FR2981940B1 (fr) * | 2011-10-26 | 2014-06-06 | Commissariat Energie Atomique | Procede de collage direct d'une couche d'oxyde de silicium |
CN102618936B (zh) * | 2012-03-21 | 2015-01-14 | 北京通美晶体技术有限公司 | 砷化镓表面化学腐蚀方法和化学腐蚀液 |
US20140273467A1 (en) * | 2013-03-14 | 2014-09-18 | Intermolecular Inc. | Polycrystalline-silicon etch with low-peroxide apm |
US9687885B2 (en) * | 2015-07-17 | 2017-06-27 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Multi-cycle wafer cleaning method |
JP2018164006A (ja) * | 2017-03-27 | 2018-10-18 | 信越半導体株式会社 | 貼り合わせウェーハの製造方法及び貼り合わせウェーハ |
US10468243B2 (en) * | 2017-11-22 | 2019-11-05 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Method of manufacturing semiconductor device and method of cleaning substrate |
US20230369056A1 (en) * | 2022-05-12 | 2023-11-16 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Wet bench process with in-situ pre-treatment operation |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5849627A (en) * | 1990-02-07 | 1998-12-15 | Harris Corporation | Bonded wafer processing with oxidative bonding |
US6927176B2 (en) * | 2000-06-26 | 2005-08-09 | Applied Materials, Inc. | Cleaning method and solution for cleaning a wafer in a single wafer process |
KR100366623B1 (ko) * | 2000-07-18 | 2003-01-09 | 삼성전자 주식회사 | 반도체 기판 또는 lcd 기판의 세정방법 |
US7183177B2 (en) * | 2000-08-11 | 2007-02-27 | Applied Materials, Inc. | Silicon-on-insulator wafer transfer method using surface activation plasma immersion ion implantation for wafer-to-wafer adhesion enhancement |
US6843855B2 (en) * | 2002-03-12 | 2005-01-18 | Applied Materials, Inc. | Methods for drying wafer |
US20030192577A1 (en) * | 2002-04-11 | 2003-10-16 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for wafer cleaning |
US20030232501A1 (en) * | 2002-06-14 | 2003-12-18 | Kher Shreyas S. | Surface pre-treatment for enhancement of nucleation of high dielectric constant materials |
US7163018B2 (en) * | 2002-12-16 | 2007-01-16 | Applied Materials, Inc. | Single wafer cleaning method to reduce particle defects on a wafer surface |
FR2868599B1 (fr) * | 2004-03-30 | 2006-07-07 | Soitec Silicon On Insulator | Traitement chimique optimise de type sc1 pour le nettoyage de plaquettes en materiau semiconducteur |
US20060035475A1 (en) * | 2004-08-12 | 2006-02-16 | Applied Materials, Inc. | Semiconductor substrate processing apparatus |
US7718009B2 (en) * | 2004-08-30 | 2010-05-18 | Applied Materials, Inc. | Cleaning submicron structures on a semiconductor wafer surface |
JP5101287B2 (ja) * | 2004-09-21 | 2012-12-19 | ソイテック | 接合されるべき面の処理を伴う転写方法 |
US7232759B2 (en) * | 2004-10-04 | 2007-06-19 | Applied Materials, Inc. | Ammonium hydroxide treatments for semiconductor substrates |
JP2006303089A (ja) * | 2005-04-19 | 2006-11-02 | Sumco Corp | シリコン基板の洗浄方法 |
US7432177B2 (en) * | 2005-06-15 | 2008-10-07 | Applied Materials, Inc. | Post-ion implant cleaning for silicon on insulator substrate preparation |
-
2006
- 2006-08-09 US US11/463,429 patent/US20080268617A1/en not_active Abandoned
-
2007
- 2007-08-02 WO PCT/US2007/075119 patent/WO2008021747A2/en active Application Filing
- 2007-08-02 EP EP07840676A patent/EP2057668A4/en not_active Withdrawn
- 2007-08-09 TW TW096129443A patent/TW200822299A/zh unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2008021747A2 (en) | 2008-02-21 |
EP2057668A4 (en) | 2011-04-20 |
US20080268617A1 (en) | 2008-10-30 |
WO2008021747A3 (en) | 2008-06-19 |
EP2057668A2 (en) | 2009-05-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TW200822299A (en) | Methods for substrate surface cleaning suitable for fabricating silicon-on-insulator structures | |
TWI409862B (zh) | 在單晶圓製程中用於潔淨晶圓之潔淨方法及溶液 | |
US7914623B2 (en) | Post-ion implant cleaning for silicon on insulator substrate preparation | |
US7469883B2 (en) | Cleaning method and solution for cleaning a wafer in a single wafer process | |
AU721781B2 (en) | Substrate processing method and apparatus and Soi substrate | |
JP5340934B2 (ja) | シリコン・オン・インシュレータ構造に使用されるプラズマ浸漬イオン注入処理による表面活性化のための方法 | |
TW487984B (en) | Method of cleaning porous body and process for producing porous body, non-porous film or bonded substrate | |
JP5572347B2 (ja) | Soi基板の作製方法 | |
US7314854B2 (en) | Ammonium hydroxide treatments for semiconductor substrates | |
CN101292341A (zh) | 绝缘体上应变硅结构的制造方法 | |
TW200816398A (en) | A method of direct bonding two substrates used in electronics, optics, or optoelectronics | |
JPH11243076A (ja) | 陽極化成方法及び陽極化成装置並びに半導体基板の製造方法 | |
JP2001168308A (ja) | シリコン薄膜の製造方法、soi基板の作製方法及び半導体装置 | |
TW200952050A (en) | Method for manufacturing bonded substrate | |
WO2007074551A1 (ja) | Soiウェーハの製造方法及びsoiウェーハ | |
KR102327330B1 (ko) | Soi웨이퍼의 제조방법 | |
JP2004055750A (ja) | Soiウェーハの製造方法 | |
JP2004128389A (ja) | 貼り合わせsoiウエーハの製造方法 | |
JP3320379B2 (ja) | 貼り合わせ基板の作製方法 | |
TW202349491A (zh) | 剝除及清洗半導體結構之方法 | |
TW200529459A (en) | Wafer bonded epitaxial templates for silicon heterostructures |