CN107799446B - 一种芯片势垒前的清洗装置 - Google Patents

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Abstract

一种芯片势垒前的清洗装置及清洗工艺。涉及集成电路制造领域，尤其涉及芯片势垒前的清洗工艺。提供了一种方便加工，有效去除水分，提高产品质量的芯片势垒前的清洗装置及清洗工艺。包括箱体，所述箱体的中间设有通过驱动器驱动的支撑台，所述支撑台上设有若干框架，若干框架呈环形均布设置，所述框架用于放置若干晶圆，所述箱体的顶口铰接设有箱盖，所述箱盖的中心设有喷管，所述喷管位于箱盖的上部连通管道一和管道二、位于箱盖的下部设有若干喷口。本发明操作可靠，保证了产品的质量。

Description

一种芯片势垒前的清洗装置
技术领域
本发明涉及集成电路制造领域，尤其涉及芯片势垒前的清洗工艺。
背景技术
芯片势垒清洗工艺过程后管芯里面的si与金属结合，但是在清洗后si表面会出现的水渍残留，在势垒腐蚀后发现管芯出现异常圆点尺寸大小<15um 不等，出现此异常的管芯出现IR异常导致芯片报废，且无法返工；
水渍残留原因：势垒清洗时，悬挂的硅原子会和水发生化合反应生成非定型的可溶解性的硅胶，残留的水滴蒸发后会在硅表面留下硅胶和SIO2。
现有技术中HF 结尾工艺，水在其表面的接触角在60~80之间，接触角越大，表面张力越强，需要足够的离心力去除，惯性质量小（水滴的大小），所需要的离心力就越大，转速越高，水珠的甩干效果越佳，但FSI机台本身的限制，最高转速为500RPM/MIN，靠离心力不足以将表面水珠完全甩出芯片。
发明内容
本发明针对以上问题，提供了一种方便加工，有效去除水分，提高产品质量的芯片势垒前的清洗装置及清洗工艺。
本发明的技术方案是：包括箱体，所述箱体的中间设有通过驱动器驱动的支撑台，所述支撑台上设有若干框架，若干框架呈环形均布设置，所述框架用于放置若干晶圆，所述箱体的顶口铰接设有箱盖，所述箱盖的中心设有喷管，所述喷管位于箱盖的上部连通管道一和管道二、位于箱盖的下部设有若干喷口。
所述管道二用于连接雾化机构，所述雾化机构包括雾化器，所述雾化器内设有氢氟酸，所述雾化器内连通氮气。
所述箱体的底部设有排水口，箱盖上设有排气口，所述排气口内设有单向阀。
若干喷口设在喷管的一侧、且沿着喷管的中心线设置。
所述喷管位于箱盖的下部均布设有湿度传感器，所述湿度传感器位于喷管的另一侧。
所述箱体内可拆卸设有分隔组件，所述分隔组件包括若干平行设置的隔板和一框体，所述隔板具有用于放置喷管的中孔，若干隔板之间支杆连接，所述隔板位于相邻湿度传感器之间，
所述隔板上设有穿孔，所述框体位于若干隔板的穿孔内，所述框体上可拆卸设有朝向喷口的挡板。
所述挡板上设有吸附层。
一种芯片势垒前的清洗装置的清洗工艺，包括以下步骤：
1）将若干晶圆放入箱体内；
2）清洗，管道一依次通入浓H2SO4和H2O2对晶圆表面进行清洗；
3）一次测量湿度，通过中心湿度传感器测量箱体内的湿度；
4）一次甩干，将氢氟酸进行加压雾化形成氢氟酸雾，对晶圆表面进行甩干；
5）二次测量湿度，若干湿度传感器同时测量箱体内不同区域的湿度；
6）先在框体的相应部位放上挡板，再将分隔组件中的隔板放入箱体内，最后，框体放入隔板的穿孔内；
7）二次甩干，将氢氟酸进行加压雾化形成氢氟酸雾，对晶圆表面进行甩干；
8）完成、取出。
本发明在工作中，将晶圆放置在框架上，驱动器带动支撑台旋转动作，管道一、二内通入溶液分别从喷管喷出用于清洗晶圆，去除表面残留的有机物和颗粒；再带走甩干晶圆上的水渍。在喷管上设置湿度传感器，便于测量湿度，从而可靠通入氢氟酸雾，将晶圆上的残余水渍带走，提高加工的质量；分隔组件可拆卸设置在箱体内，可根据不同位置的湿度传感器测量的数据，进而在框体上设置相应的挡片，降低相应区域氢氟酸雾的用量，避免对晶圆的过度腐蚀。本发明操作可靠，保证了产品的质量。
附图说明
图1是本发明的结构示意图，
图2是隔板的结构示意图，
图3是框体的结构示意图；
图中1是箱体，2是驱动器，3是支撑台，4是框架，5是箱盖，6是喷管，7是管道一，8是管道二，9是喷口，10是雾化器，11是排水口，12是排气口，13是湿度传感器，14是隔板，140是穿孔，15是支杆，16是框体，17是挡板，18是吸附层，19是定位柱。
具体实施方式
本发明如图1-3所示，包括箱体1，所述箱体的中间设有通过驱动器2驱动的支撑台3，所述支撑台上设有若干框架4，若干框架呈环形均布设置，所述框架用于放置若干晶圆，所述箱体的顶口铰接设有箱盖5，所述箱盖的中心设有喷管6，所述喷管位于箱盖的上部连通管道一7和管道二8、位于箱盖的下部设有若干喷口9。
工作中，将晶圆放置在框架上，驱动器（即电机）带动支撑台旋转动作，管道一、二内通入溶液分别从喷管喷出用于清洗晶圆，去除表面残留的有机物和颗粒。
所述管道二用于连接雾化机构，所述雾化机构包括雾化器10，所述雾化器内设有氢氟酸（即HF），所述雾化器内连通氮气。
通过氮气使得氢氟酸雾化形成氢氟酸雾，氢氟酸雾溶于晶圆上残留的水渍中，然后和表面的SIO2发生反应，产生SIF4气体带走表面水渍。
所述箱体的底部设有排水口11，箱盖上设有排气口12，所述排气口内设有单向阀。排水口便于排出清洗后的清洗液，排气口便于排气，操作可靠。
若干喷口9设在喷管的一侧、且沿着喷管的中心线设置；便于加工，适应清洗动作。
所述喷管位于箱盖的下部均布设有湿度传感器13，所述湿度传感器位于喷管的另一侧。设置湿度传感器，便于测量湿度，从而通过氢氟酸雾将水分带走，避免水渍残留。
所述箱体内可拆卸设有分隔组件，所述分隔组件包括若干平行设置的隔板14和一框体16，所述隔板具有用于放置喷管的中孔，若干隔板之间支杆15连接，所述隔板位于相邻湿度传感器之间，
所述隔板上设有穿孔140，所述框体16位于若干隔板的穿孔内，所述框体上可拆卸设有朝向喷口的挡板。
设置分隔组件，将箱体内框架上的晶圆进行分区，通过若干湿度传感器进行测量不同的湿度，这样，可以针对性的通入相应量的氢氟酸雾，从而可靠去除水分；框体上根据测量的湿度，在相应的区域放入挡板，从而降低相应区域的氢氟酸雾用量，避免氢氟酸雾对晶圆造成过量的腐蚀。
所述挡板上设有吸附层18；设置吸附层，可直接吸附氢氟酸雾，降低相应区域的氢氟酸雾的用量。
所述箱盖的底面设有定位柱19，分隔组件中位于最上方的隔板设有定位孔，所述定位柱位于定位孔内，用于分隔组件的定位。这样，在工作中，分隔组件和喷管保持相对固定，使得框体上的挡板可靠对应喷口。
一种芯片势垒前的清洗装置的清洗工艺，包括以下步骤：
1）将若干晶圆放入箱体内；
2）清洗，管道一依次通入浓H2SO4和H2O2对晶圆表面进行清洗，去除表面残留的有机物和颗粒；
3）一次测量湿度，通过中心湿度传感器测量箱体内的湿度；
4）一次甩干，将氢氟酸进行加压雾化形成氢氟酸雾，对晶圆表面进行甩干；
5）二次测量湿度，若干湿度传感器同时测量箱体内不同区域的湿度；
6）先在框体的相应部位放上挡板，再将分隔组件中的隔板放入箱体内，最后，框体放入隔板的穿孔内；
7）二次甩干，将氢氟酸进行加压雾化形成氢氟酸雾，对晶圆表面进行甩干；
8）完成、取出。
本发明在清洗后，通过两次测量湿度，从而分别控制氢氟酸雾的用量；一次测量后，通过对整个箱体内的晶圆统一去除水渍；二次测量后，可针对性地对相应的区域进行水渍去除，提高了产品加工的可靠性。
本发明基于FSI清洗机（即MERCURY MP Surface Condition Division System）的基础上，通过增加管道二，通过氮气将氢氟酸进行雾化形成氢氟酸雾溶于晶圆上残留的水渍中，然后和表面的SIO2发生反应，产生SIF4气体带走表面水渍。
清洗时，还需均匀地将酸液喷洒至硅片表面，从而腐蚀掉硅片表面的自然氧化层，得到一个干净的势垒界面，但硅片表面的水渍残留会影响势垒形成。然后，再通过氢氟酸雾的形成，从而甩干水渍（即反应变成气体排出）。

Claims (3)

1.一种芯片势垒前的清洗装置，其特征在于，包括箱体，所述箱体的中间设有通过驱动器驱动的支撑台，所述支撑台上设有若干框架，若干框架呈环形均布设置，所述框架用于放置若干晶圆，所述箱体的顶口铰接设有箱盖，所述箱盖的中心设有喷管，所述喷管位于箱盖的上部连通管道一和管道二、位于箱盖的下部设有若干喷口；
所述管道二用于连接雾化机构，所述雾化机构包括雾化器，所述雾化器内设有氢氟酸，所述雾化器内连通氮气，通过氮气使得氢氟酸雾化形成氢氟酸雾；
所述喷管位于箱盖的下部均布设有湿度传感器，所述湿度传感器位于喷管的另一侧；
所述箱体内可拆卸设有分隔组件，所述分隔组件包括若干平行设置的隔板和一框体，所述隔板具有用于放置喷管的中孔，若干隔板之间支杆连接，所述隔板位于相邻湿度传感器之间，
所述隔板上设有穿孔，所述框体位于若干隔板的穿孔内，所述框体上可拆卸设有朝向喷口的挡板；框体上根据测量的湿度，在相应区域放入挡板，从而降低相应区域的氢氟酸雾用量，
所述挡板上设有吸附层，直接吸附氢氟酸雾，降低相应区域的氢氟酸雾的用量。
2.根据权利要求1所述的一种芯片势垒前的清洗装置，其特征在于，所述箱体的底部设有排水口，箱盖上设有排气口，所述排气口内设有单向阀。
3.根据权利要求1所述的一种芯片势垒前的清洗装置，其特征在于，若干喷口设在喷管的一侧、且沿着喷管的中心线设置。
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