CN104190665B - 一种中大尺寸蓝宝石晶圆图案化制程黄光涂布前清洗装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种蓝宝石晶圆图案化制程黄光涂布前清洗装置，由电机、真空吸附台、底部喷头、顶部喷头、侧喷头和刷头组成，真空吸附台安装在电机的输出端，底部喷头安装在真空吸附台下方的侧边，顶部喷头以可水平移动的方式安装在真空吸附台上方，侧喷头安装在真空吸附台上方的侧边，刷头也以可水平移动的方式安装在真空吸附台上方。本发明还公开一种蓝宝石晶圆图案化制程黄光涂布前清洗方法。本发明可以避免交叉污染的现象，达到清洗的效果，进而提高了后续图案化制程及MOCVD制程的成品率及良率。
Description
技术领域
本发明涉及蓝宝石晶圆图案化制程黄光涂布前清洗技术领域，尤其涉及改变由传统之酸槽清洗技术改变成单片晶圆清洗技术，特别指一种中大尺寸蓝宝石晶圆(＞4吋)图案化制程黄光涂布前清洗装置和方法，应用于PSS图案化蓝宝石晶圆衬底制作。
背景技术
现行应用于中大尺寸蓝宝石晶圆图案化制程的晶圆，在经过抛光后表面残留小尺寸的污染物。目前在黄光涂布前的晶圆清洗制程，都是槽体式的清洗设备，具体如图1所示是采用酸槽，依次进行新丙酮兆声波清洗、去离子水清洗、异丙醇兆声波清洗、去离子水清洗、SPM（硫酸过氧化氢混和清洗液，主要是由H2SO4与H2O2依比例组合，属于现有技术）清洗和去离子水兆声波清洗。此种槽体式的清洗设备每次必须整批放进到清洗槽中，此种清洗技术应用于中大尺寸蓝宝石晶圆图案化制程中，不仅手续繁复并且小尺寸的污染物不易清除，亦常造成交叉污染，容易于晶圆表面留下残存物，如微粒、污渍及前制程之抛光划痕。常规的湿法技术在晶圆的表面上使用液流体来清除污染物，然而，它们的效率不佳，无法完全清除较小的污染物，因此部分污染物仍旧保留在晶圆的表面上。而此种小型污染物也是目前现行常用的晶圆检验设备AOI不易验出的部分，常常在MOCVD的制程完成后，才发现这样的问题，这对成品率及良率造成很大的影响，因为这些残存在晶圆表面的东西在蚀刻过后会对蓝宝石晶圆图案化制程造成重大缺陷及图案异常，而此缺陷及图案异常就是磊晶(MOCVD)后的成品率及良率问题的主要杀手之一。
发明内容
本发明的目的在于提供一种蓝宝石晶圆图案化制程黄光涂布前清洗装置和方法，以避免交叉污染的现象，达到清洗的效果，进而提高了后续图案化制程及MOCVD制程的成品率及良率。
为了达成上述目的，本发明的解决方案是：
一种蓝宝石晶圆图案化制程黄光涂布前清洗装置，由电机、真空吸附台、底部喷头、顶部喷头、侧喷头和刷头组成，真空吸附台安装在电机的输出端，底部喷头安装在真空吸附台下方的侧边，顶部喷头以可水平移动的方式安装在真空吸附台上方，侧喷头安装在真空吸附台上方的侧边，刷头也以可水平移动的方式安装在真空吸附台上方。
所述顶部喷头和刷头安装在机械手臂上，由机械手臂带动在真空吸附台上方水平移动。
一种蓝宝石晶圆图案化制程黄光涂布前清洗方法，其步骤是：
第一步，将蓝宝石晶圆采用真空吸附台固定，开启真空吸附台下方的电机带动真空吸附台和蓝宝石晶圆旋转，转速100rpm；
第二步，开启真空吸附台下方侧边的底部喷头，用底部喷头从底部向蓝宝石晶圆边缘持续喷去离子水；
第三步，持续第一步和第二步，同时，用顶部喷头从顶部由中间往外向蓝宝石晶圆喷洒SPM进行清洗；
第四步，持续第一步和第二步，同时，用顶部喷头从顶部由中间往外向蓝宝石晶圆喷洒去离子水进行兆声波清洗；
第五步，持续第一步和第二步，同时，用顶部喷头从顶部由中间往外向蓝宝石晶圆喷洒cold SC1(低溫氨与过氧化氢混和清洗液，是指40℃之氨与过氧化氢混和清洗液) 进行清洗；
第六步，持续第一步和第二步，同时，用侧喷头从顶部侧边向蓝宝石晶圆喷洒去离子水进行兆声波清洗，并且，用刷头由内往外刷洗蓝宝石晶圆；
第七步，持续第一步，将蓝宝石晶圆快速旋干，关闭电机即可。
采用上述方案后，本发明提供单片清洗的设备和新式清洗制程，通过蓝宝石晶圆旋转对于污染物产生一个离心力，并将带兆声能的液体(去离子水及溶剂的清洗剂)由中间往外喷洒，刷头由内往外刷洗。由于兆声能能让流体形成小的空化泡沫，有助于从蓝宝石晶圆的表面去除颗粒，刷头在刷洗过程中并不与蓝宝石晶圆的表面相接，而是在刷头滑动时，被液体拖曳力所移动的污染物颗粒可以被刷头压缩和推动，再加上蓝宝石晶圆旋转对于污染物产生一个离心力，最后污染物可随着流体流动从蓝宝石晶圆表面去除，确保不会产生交叉污染的现象，以及达到清洗的效果，也提高了接下来的图案化制程及MOCVD制程的成品率及良率。
附图说明
图1是现有技术黄光涂布前的晶圆清洗制程示意图；
图2是本发明黄光涂布前的晶圆清洗制程示意图；
图3是本发明黄光涂布前的晶圆清洗装置使用示意图一；
图4是本发明黄光涂布前的晶圆清洗装置使用示意图二。
具体实施方式
如图3和图4所示，本发明揭示了一种蓝宝石晶圆图案化制程黄光涂布前清洗装置，由电机（常见构件，图中未示出）、真空吸附台1、底部喷头2、顶部喷头3、侧喷头4和刷头5组成。真空吸附台1安装在电机的输出端，底部喷头2安装在真空吸附台1下方的侧边，顶部喷头3以可水平移动的方式安装在真空吸附台1上方，侧喷头4安装在真空吸附台1上方的侧边，刷头5也以可水平移动的方式安装在真空吸附台1上方。其中，顶部喷头3和刷头5安装在机械手臂或其它传动机构（常见构件，图中未示出）上，由机械手臂等带动在真空吸附台1上方水平移动。
如图2所示，本发明揭示的一种蓝宝石晶圆图案化制程黄光涂布前清洗方法，使用图3和图4所示装置进行清洗，其步骤是：
第一步，先将蓝宝石晶圆10采用真空吸附台1固定，再开启真空吸附台1下方的电机，由电机带动真空吸附台1和蓝宝石晶圆10旋转，转速100rpm；
第二步，开启真空吸附台1下方侧边的底部喷头2，用底部喷头2从底部向蓝宝石晶圆10边缘持续喷去离子水，这样做是避免清洗液沿蓝宝石晶圆10边缘流到蓝宝石晶圆10背面而造成污染；
第三步，持续第一步和第二步，使蓝宝石晶圆10维持旋转，底部喷头2一直从底部向蓝宝石晶圆10边缘持续喷去离子水，同时，用顶部喷头3从顶部由中间往外向蓝宝石晶圆10喷洒SPM进行清洗，主要用于去除晶圆上之有机物，达到清洗的效果，也提高了接下来的图案化制程及MOCVD制程的成品率及良率；
第四步，持续第一步和第二步，使蓝宝石晶圆10维持旋转，底部喷头2一直从底部向蓝宝石晶圆10边缘持续喷去离子水，同时，用顶部喷头3从顶部由中间往外向蓝宝石晶圆10喷洒带有兆声能的去离子水进行兆声波清洗，主要用于将之前晶圆表面的SPM清除，并将微粒带走；
第五步，持续第一步和第二步，使蓝宝石晶圆10维持旋转，底部喷头2一直从底部向蓝宝石晶圆10边缘持续喷去离子水，同时，用顶部喷头3从顶部由中间往外向蓝宝石晶圆10喷洒cold SC1进行清洗，主要是碱性氧化，去除晶圆上的颗粒，和Au、Ag、Cu、Ni、Cd、Zn、Ca、Cr等金属原子污染；
第六步，持续第一步和第二步，使蓝宝石晶圆10维持旋转，底部喷头2一直从底部向蓝宝石晶圆10边缘持续喷去离子水，同时，用侧喷头4从顶部侧边向蓝宝石晶圆10喷洒带有兆声能的去离子水进行兆声波清洗，并且，用刷头5由内往外刷洗蓝宝石晶圆10；
以上清洗时，通过兆声能让流体形成小的空化泡沫，有助于从蓝宝石晶圆10的表面去除颗粒，刷头5在刷洗过程中并不与蓝宝石晶圆10的表面相接，只在刷头5滑动时，压缩和推动被液体拖曳力所移动的污染物颗粒，再加上蓝宝石晶圆10旋转，使污染物产生一个离心力，最后污染物可随着流体流动从蓝宝石晶圆10表面去除，确保不会产生交叉污染的现象。
第七步，持续第一步，将蓝宝石晶圆10快速旋干，关闭电机即可。
本发明实现了单片晶圆旋转清洗，不会产生交叉污染的现象，达到彻底清洗的效果，提高了接下来的图案化制程及MOCVD制程的成品率及良率。
Claims (1)
1.一种蓝宝石晶圆图案化制程黄光涂布前清洗方法，其特征在于步骤是：
第一步，将蓝宝石晶圆采用真空吸附台固定，开启真空吸附台下方的电机带动真空吸附台和蓝宝石晶圆旋转，转速100rpm；
第二步，开启真空吸附台下方侧边的底部喷头，用底部喷头从底部向蓝宝石晶圆边缘持续喷去离子水；
第三步，持续第一步和第二步，同时，用顶部喷头从顶部由中间往外向蓝宝石晶圆喷洒SPM进行清洗；
第四步，持续第一步和第二步，同时，用顶部喷头从顶部由中间往外向蓝宝石晶圆喷洒去离子水进行兆声波清洗；
第五步，持续第一步和第二步，同时，用顶部喷头从顶部由中间往外向蓝宝石晶圆喷洒cold SC1进行清洗；
第六步，持续第一步和第二步，同时，用侧喷头从顶部侧边向蓝宝石晶圆喷洒去离子水进行兆声波清洗，并且，用刷头由内往外刷洗蓝宝石晶圆；
第七步，持续第一步，将蓝宝石晶圆快速旋干，关闭电机即可。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 361000 Fujian, Xiamen torch hi tech Zone (Xiangan) Industrial Zone, Yue Yue Road, No. 4, building No. 1, layer 1 Applicant after: SUNPHIRE Opt-tronic Co., Ltd. Address before: 361000 Fujian, Xiamen torch hi tech Zone (Xiangan) Industrial Zone, Yue Yue Road, No. 4, building No. 1, layer 1 Applicant before: XIAMEN CRYSTAL EMBELLISH PHOTOELECTRIC CO., LTD. |
|
| COR | Change of bibliographic data | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PP01 | Preservation of patent right |
Effective date of registration: 20181109 Granted publication date: 20170215 |
|
| PP01 | Preservation of patent right | ||
| PD01 | Discharge of preservation of patent |
Date of cancellation: 20211109 Granted publication date: 20170215 |
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| PD01 | Discharge of preservation of patent | ||
| PP01 | Preservation of patent right |
Effective date of registration: 20211109 Granted publication date: 20170215 |
|
| PP01 | Preservation of patent right |