CN109698122A - 晶圆处理方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种晶圆处理方法和装置，根据本发明的晶圆处理方法，在对晶圆进行端面研磨之前，去除晶圆上的自然氧化膜，去除晶圆上的自然氧化膜包括以下步骤：控制晶圆旋转并利用清洗液对晶圆进行清洗。根据本发明的晶圆处理方法，在对晶圆进行端面研磨之前，去除晶圆上的自然氧化膜，通过控制晶圆旋转并利用清洗液对晶圆进行清洗以去除自然氧化膜，能够避免污染源对晶圆造成损伤，避免自然氧化膜在研磨时引发化学掩膜现象，减少自然氧化膜对研磨的影响，使得研磨速度均匀稳定，摩擦力均匀变化，提高研磨品质。通过上述晶圆处理装置能够实现上述方法，能够较好地对晶圆进行清洗以去除自然氧化膜。

Description

晶圆处理方法和装置
技术领域
本发明涉及晶圆技术领域，特别涉及一种晶圆处理方法和装置。
背景技术
硅片加工过程中，通常进行化学机械研磨，在研磨工程后，硅片表面被研磨剂的残余物污染，因而应立刻进行清洗，清洗后残留于表面上的颗粒是半导体收率损失的主要原因，因而应尽量彻底去除，并且，由于研磨不均导致的表面粗糙度变化也成为半导体收率损失的原因，因而应进行控制。
通常，在最终抛光前，硅片会因生产计划等多种原因在无尘室处于作业待机状态，此时，硅片表面会生成厚度为0.5-2nm的自然氧化膜，随着生成自然氧化膜，颗粒或污染源时而会陷落于硅片表面与自然氧化膜之间。
最终抛光工程是端面研磨工程，是在用硅片吸附模板吸附硅片背面的状态下施加压力，用浆料和抛光研磨垫研磨的工程，此时，若硅片背面有污染源，则成为硅片背面的损伤源，而且在抛光室还会将背面陷落于自然氧化膜的污染源移动至预清洗机的载体，会恶化清洗机性能，对颗粒去除率造成影响。此外，自然氧化膜在抛光时引发化学掩膜现象，降低浆料的化学研磨能力而降低掩膜率，且机械性地磨损绒系列的研磨垫表面而造成寿命减少。
在研磨工程中，就硅片的待机而言，通常将硅片置于无尘室或去离子水中保管而待机，在无尘室环境中，硅片与空气中的氧结合，经过一定时间后，生长自然氧化膜；当浸渍于去离子水中保管时，硅片表面被水中的溶解氧氧化形成氧化层，研磨硅片时，氧化层导致负荷增加。为了对生成自然氧化膜的硅片进行研磨加工，硅片贴附于贴附在加工头的硅片吸附模板，利用研磨垫和研磨浆料研磨，通过研磨硅片将包括自然氧化膜在内地直接加工生成硅硬面，研磨品质下降。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种晶圆处理方法。
本发明还提供一种晶圆处理装置，通过晶圆处理装置能够实现晶圆处理方法，能够对晶圆进行清洗以去除自然氧化膜，减少自然氧化膜对端面研磨的影响。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
根据本发明第一方面实施例的晶圆处理方法，在对晶圆进行端面研磨之前，去除晶圆上的自然氧化膜。
进一步地，所述去除晶圆上的自然氧化膜包括以下步骤：
步骤S1，控制所述晶圆旋转并利用清洗液对所述晶圆进行清洗。
进一步地，在步骤S1中，所述晶圆的旋转速度为100-1000rpm，所述晶圆的清洗时间小于等于3min，清洗所述晶圆的清洗液为HF水溶液。
进一步地，在步骤S1中，所述HF水溶液的浓度为0.5-1.5％，同时向所述晶圆的正面和背面供应所述HF水溶液且供应速度为1-3L/min。
进一步地，在步骤S1中，通过所述HF水溶液清洗所述晶圆后再用去离子水清洗所述晶圆。
进一步地，清洗所述晶圆之后，端面研磨之前，所述处理方法还包括：步骤S2，通过氮气干燥清洗后的晶圆。
根据本发明第二方面实施例的晶圆处理装置，包括处理机构，用于在对晶圆进行端面研磨之前，去除晶圆上的自然氧化膜。
进一步地，所述处理机构包括：旋转清洗台，用于控制所述晶圆旋转并利用清洗液对所述晶圆进行清洗。
进一步地，所述旋转清洗台用于控制所述晶圆的旋转速度为100-1000rpm，所述晶圆的清洗时间小于等于3min，所述旋转清洗台用HF水溶液作为清洗液清洗所述晶圆。
进一步地，所述旋转清洗台用于向所述晶圆的正面和背面供应所述HF水溶液且供应速度为1-3L/min。
进一步地，在步骤S1中，所述旋转清洗台用于通过所述HF水溶液清洗所述晶圆后再用去离子水清洗所述晶圆。
进一步地，所述晶圆处理装置还包括干燥结构，用于通过氮气干燥清洗后的晶圆。
本发明的上述技术方案至少具有如下有益效果之一：
根据本发明的晶圆处理方法，在对晶圆进行端面研磨之前，去除晶圆上的自然氧化膜，通过控制晶圆旋转并利用清洗液对晶圆进行清洗以去除自然氧化膜，能够避免污染源对晶圆造成损伤，避免自然氧化膜在研磨时引发化学掩膜现象，减少自然氧化膜对研磨的影响，使得研磨速度均匀稳定，摩擦力均匀变化，提高研磨品质。通过上述晶圆处理装置能够实现上述方法，能够较好地对晶圆进行清洗以去除自然氧化膜。
附图说明
图1为晶圆上生成自然氧化膜后的示意图；
图2为本发明实施例的晶圆处理装置中旋转清洗台的结构示意图；
图3为本发明实施例的晶圆处理装置中研磨盘的结构示意图；
图4为未布置旋转清洗台的示意图；
图5为本发明实施例的晶圆处理装置中布置旋转清洗台的示意图。
附图标记：
旋转清洗台10；承载结构11；喷洒结构12；
晶圆20；自然氧化膜21；
晶圆输送盒装载部30；机械臂31；
晶圆吸附模板的贴附台40；
研磨盘50；模板51；后垫52；研磨垫53；
干燥结构60。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面首先具体描述根据本发明实施例的晶圆处理方法。
根据本发明实施例的晶圆处理方法，在对晶圆进行端面研磨之前，去除晶圆上的自然氧化膜。其中，去除晶圆上的自然氧化膜包括以下步骤：
步骤S1，控制晶圆旋转并利用清洗液对晶圆进行清洗。可以通过旋转台来控制晶圆旋转，在清洗过程中，具体的清洗方式可以根据实际情况选择，比如，可以通过超声波、刷笔或辊式清洗机来清洗晶圆，也可以是多种清洗方式的结合。在实际生产过程中，如图1所示，在晶圆20上生成自然氧化膜21，颗粒或污染源时而会陷落于晶圆20表面与自然氧化膜21之间，会造成晶圆研磨品质下降，通过上述方法能够在端面研磨之前去除自然氧化膜21，以提高研磨质量。
在一些实施例中，在步骤S1中，晶圆的旋转速度可以为100-1000rpm，晶圆的旋转速度越大清洗效果越好，清洗速度越快，所需清洗时间越短。晶圆的清洗时间可以小于等于3min，比如，可以为2min，清洗时间不易过长，清洗时间过长会降低清洗效率，综合考虑清洗效果和清洗时间，晶圆的旋转速度在100-1000rpm之间，清洗时间小于等于3min时较为合理。清洗晶圆的清洗液可以为HF水溶液，通过HF水溶液清洗晶圆上的自然氧化膜清洗效果好，效率高。
在另一些实施例中，在步骤S1中，HF水溶液的浓度可以为0.5-1.5％，在清洗时，可以同时向晶圆的正面和背面供应HF水溶液，以便晶圆的正面和背面的自然氧化膜都可以被清洗，HF水溶液的供应速度可以为1-3L/min，HF水溶液的浓度越高，供应速度越大，清洗效果越好，所需清洗时间越短，综合考虑，HF水溶液的浓度可以选择为0.5-1.5％，供应速度可以为1-3L/min，以便在较短的时间内用较少的HF水溶液清洗去自然氧化膜。也可以根据实际情况合理选择HF水溶液的浓度和供应速度，比如，如果晶圆在空气中接触时间长，形成的自然氧化膜较厚，可以提高HF水溶液的浓度为2.0％，供应速度可以为4L/min，以便在较短时间内有效清洗自然氧化膜。
优选地，在步骤S1中，通过HF水溶液清洗晶圆后可以再用去离子水清洗晶圆，以便去除晶圆表面的HF水溶液以及HF水溶液清洗后生成的污染颗粒，提高清洗效果，降低污染源对后续研磨工序的影响。
在一些优选实施例中，清洗晶圆之后，端面研磨之前，处理方法还可以包括：步骤S2，通过氮气干燥清洗后的晶圆。也即是，控制晶圆旋转并利用清洗液对晶圆进行清洗后，再通过氮气干燥清洗后的晶圆，避免清洗液或去离子水对后续端面研磨的影响，便于后续的端面研磨。
现有技术中，在最终抛光工程中，通过晶圆输送盒装载部将晶圆输送到与晶圆吸附模板的贴附台，然后通过研磨盘对晶圆进行端面研磨，由于晶圆与氧气接触形成自然氧化膜，进行端面研磨前没有去除自然氧化膜，致使自然氧化膜影响研磨品质。而本发明中在对晶圆进行端面研磨之前，去除晶圆上的自然氧化膜，通过控制晶圆旋转并利用清洗液对晶圆进行清洗，以去除自然氧化膜，可以在晶圆输送盒装载部与晶圆吸附模板的贴附台之间设置旋转清洗台，可以通过旋转清洗台对晶圆进行清洗，避免自然氧化膜对后续晶圆研磨的影响。
根据本发明的晶圆处理方法，在对晶圆进行端面研磨之前，去除晶圆上的自然氧化膜，通过控制晶圆旋转并利用清洗液对晶圆进行清洗以去除自然氧化膜，通过上述方法能够有效去除自然氧化膜，避免污染源对晶圆造成损伤，减少自然氧化膜对研磨的影响，便于提高后续的研磨品质。
本发明还提供一种晶圆处理装置，晶圆处理装置包括处理机构，处理机构用于在对晶圆进行端面研磨之前，去除晶圆上的自然氧化膜。
如图2至图5所示，处理机构包括：旋转清洗台10，旋转清洗台10用于控制晶圆20旋转并利用清洗液对晶圆20进行清洗。可以将晶圆20置于旋转清洗台10进行清洗，如图2所示，旋转清洗台10上可以设有承载结构11和喷洒结构12，晶圆20可以置于承载结构11上，承载结构11可以带动晶圆20旋转，喷洒结构12可以向晶圆20上喷洒清洗液进行清洗晶圆20。晶圆处理装置还可以包括晶圆输送盒装载部30、晶圆吸附模板的贴附台40和研磨盘50，晶圆输送盒装载部30可以用于向旋转清洗台10输送晶圆20，可以通过机械臂31转移输送晶圆20，晶圆吸附模板的贴附台40可以将清洗后的晶圆20输送至研磨盘50进行研磨，如图3所示，研磨盘50可以包括模板51、后垫52与研磨垫53，通过后垫51与研磨垫52进行研磨，研磨盘50可以包括多个，比如，三个，以对晶圆20进行多次研磨，提高研磨效果和效率。
旋转清洗台10可以设置在晶圆输送盒装载部30与晶圆吸附模板的贴附台40之间，在对晶圆20进行端面研磨之前，通过旋转清洗台10去除晶圆20上的自然氧化膜，然后在对晶圆20进行端面研磨。如图4所示为未布置旋转清洗台10的示意图，晶圆输送盒装载部30与晶圆吸附模板的贴附台40之间未安装旋转清洗台10，晶圆吸附模板的贴附台40直接将晶圆20置于研磨盘50进行端面研磨，可以包括多个研磨盘50以实现对晶圆20进行多次研磨，研磨结束后将晶圆20卸载。如图5所示为布置旋转清洗台10的示意图，在晶圆输送盒装载部30与晶圆吸附模板的贴附台40之间设置旋转清洗台10，晶圆20装置于晶圆输送盒装载部30后，再将晶圆20置于旋转清洗台10上通过旋转清洗台10去除晶圆20上的自然氧化膜，然后再通过研磨盘50对晶圆20进行端面研磨，研磨结束后可以通过卸载机将晶圆20卸载。
在一些实施例中，旋转清洗台10可以用于控制晶圆20的旋转速度为100-1000rpm，晶圆20的清洗时间小于等于3min，旋转清洗台10可以用HF水溶液作为清洗液清洗晶圆20。
具体地，旋转清洗台10可以用于向晶圆20的正面和背面供应HF水溶液且供应速度为1-3L/min。也可以根据实际情况合理选择HF水溶液的浓度和供应速度，比如，如果晶圆20在空气中接触时间长，形成的自然氧化膜较厚，可以提高HF水溶液的浓度为2.0％，供应速度可以为4L/min。
优选地，旋转清洗台10可以用于通过HF水溶液清洗晶圆20后再用去离子水清洗晶圆20。
在一些实施例中，晶圆处理装置还可以包括干燥结构60，干燥结构60用于通过氮气干燥清洗后的晶圆20。
上述实施例中的晶圆处理装置与晶圆的处理方法相对应，具体可以参见晶圆的处理方法，在此不再赘述。
通过上述晶圆处理装置能够实现上述的晶圆处理方法，能够较好地对晶圆进行清洗以去除自然氧化膜，能够避免污染源对晶圆造成损伤，避免自然氧化膜在研磨时引发化学掩膜现象，减少自然氧化膜对研磨的影响。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种晶圆处理方法，其特征在于，在对晶圆进行端面研磨之前，去除晶圆上的自然氧化膜。
2.根据权利要求1所述的晶圆处理方法，其特征在于，所述去除晶圆上的自然氧化膜包括以下步骤：
步骤S1，控制所述晶圆旋转并利用清洗液对所述晶圆进行清洗。
3.根据权利要求2所述的晶圆处理方法，其特征在于，在步骤S1中，所述晶圆的旋转速度为100-1000rpm，所述晶圆的清洗时间小于等于3min，清洗所述晶圆的清洗液为HF水溶液。
4.根据权利要求3所述的晶圆处理方法，其特征在于，在步骤S1中，所述HF水溶液的浓度为0.5-1.5％，同时向所述晶圆的正面和背面供应所述HF水溶液且供应速度为1-3L/min。
5.根据权利要求3所述的晶圆处理方法，其特征在于，在步骤S1中，通过所述HF水溶液清洗所述晶圆后再用去离子水清洗所述晶圆。
6.根据权利要求2所述的晶圆处理方法，其特征在于，清洗所述晶圆之后，端面研磨之前，所述处理方法还包括：步骤S2，通过氮气干燥清洗后的晶圆。
7.一种晶圆处理装置，其特征在于，包括处理机构，用于在对晶圆进行端面研磨之前，去除晶圆上的自然氧化膜。
8.根据权利要求7所述的晶圆处理装置，其特征在于，所述处理机构包括：
旋转清洗台，用于控制所述晶圆旋转并利用清洗液对所述晶圆进行清洗。
9.根据权利要求8所述的晶圆处理装置，其特征在于，所述旋转清洗台用于控制所述晶圆的旋转速度为100-1000rpm，所述晶圆的清洗时间小于等于3min，所述旋转清洗台用HF水溶液作为清洗液清洗所述晶圆。
10.根据权利要求9所述的晶圆处理装置，其特征在于，所述旋转清洗台用于向所述晶圆的正面和背面供应所述HF水溶液且供应速度为1-3L/min。
11.根据权利要求9所述的晶圆处理装置，其特征在于，在步骤S1中，所述旋转清洗台用于通过所述HF水溶液清洗所述晶圆后再用去离子水清洗所述晶圆。
12.根据权利要求8所述的晶圆处理装置，其特征在于，还包括干燥结构，用于通过氮气干燥清洗后的晶圆。
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