CN112588692A - 一种高疏水性超薄晶圆清洗装置 - Google Patents

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严立巍
文锺
符德荣
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Shaoxing Tongxincheng Integrated Circuit Co ltd
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Shaoxing Tongxincheng Integrated Circuit Co ltd
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    • B08B5/04—Cleaning by suction, with or without auxiliary action

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Abstract

本公开公开了一种高疏水性超薄晶圆清洗装置，属于晶圆生产技术领域，包括治具、治具上盖、清洗槽体上盖和清洗槽体，治具位于清洗槽体内，清洗槽上盖可拆卸连接在清洗槽体上，清洗槽体和清洗槽上盖的连接处设有密封垫，超薄晶圆采用重直式固定于治具内，清洗槽体的底端设有第一通孔和第二通孔，治具上设有治具上盖，治具上盖上固定连接有若干对第一固定条，治具内设有若干对第二固定条；本方案解决了现有技术中超薄晶圆表面清洗以及干燥产生水痕的问题。

Description

一种高疏水性超薄晶圆清洗装置
技术领域
本公开涉及晶圆生产技术领域，更具体地说，涉及一种高疏水性超薄晶圆清洗装置。
背景技术
Heavy doped的Si orpoly Si是hydrophobic Surface(疏水性的表面)，在清洗或抛光或去除(蚀刻)工艺的最后表面做清洗及干燥时，一般采用机械或加热式；CMP工艺或是背面研磨、蚀刻工艺，一般采用刷洗(Scrubber clean)或加上NH4OH/H2O2(SC-1)的清洗，还是无法避免heavy doped Si or poly silicon产生大量Water Mark(水痕)的defect。如采用Marogoni或IPA Dry在超薄晶圆上应用，由于需要缓慢通过表面张力，分离水膜。超薄晶圆的翘曲(warpage)问题将形成重大阻碍。
超薄晶圆清洗及干燥限制。加上heavy doped Si及poly-silicon hydrophobic表面的清洗及犯罪的限制使得超薄晶圆背面工艺的施行十分困难。现有技术的缺点现行工艺的限制如下：1。传统的清洗设备，旋转喷淋式，开放浸泡槽式皆无法避免超薄晶圆制作中所产生的破片风险。2。现行CMP工艺及设备，在抛光工程完成后，会采用刷洗(Scrubber)clean及NH4OH/H2O2的SC-1清洗，可透过改变表面(Si orpoly-Silicon)特性顺利将研磨剂及微粒(particle)移除，但由于表面的高疏水性，在旋转干燥时无法避免微观大量Water Mark(水痕)的形成。3。而若使用Marogaoni的方式及IPALP Dry(IPA低压)dry的方式，若是晶圆已是超薄厚度(<120um)以下，一般300㎜晶圆在150-180um厚度以下会形成warpage,而200㎜晶圆最低待120um以下也会warpage，因此使用IPA相关利用表面张力的干燥方式也很难操作。4。超薄晶圆不适宜喷淋式清洗，但必须有效移除晶圆表面的有机及金属污染，也不能使用高速旋转干燥，机械动作所产生晶圆与治具的应力变化会产生破片。5。重直式的IPA(marogoni)dry,由于晶片弯曲会导致相邻晶圆贴黏(部份连接)，影响制程的均匀操作。亦容易产生破片。6。晶圆直接加热干燥，则因hydrophobic Surface(疏水性的表面而产生watermark(水痕)。
发明内容
针对现有技术的不足，本公开的目的在于提供一种高疏水性超薄晶圆清洗装置，解决了现有技术中超薄晶圆表面清洗以及干燥产生水痕的问题。
本公开的目的可以通过以下技术方案实现：
一种高疏水性超薄晶圆清洗装置，包括治具、治具上盖、清洗槽体上盖和清洗槽体，治具位于清洗槽体内，清洗槽上盖可拆卸连接在清洗槽体上，清洗槽体和清洗槽上盖的连接处设有密封垫，超薄晶圆采用重直式固定于治具内，清洗槽体的底端设有第一通孔和第二通孔，治具上设有治具上盖，治具上盖上固定连接有若干对第一固定条，治具内设有若干对第二固定条。
作为本发明的一种优选方案,第一通孔和第二通孔用于去离子水以及臭氧均匀缓慢注入密闭腔体中，避免产生扰流而造成超薄晶圆的剧烈振动。
作为本发明的一种优选方案,使用高环度臭氧作用于晶圆表面，移除不纯物有机物及金属污染。
作为本发明的一种优选方案,清洗槽上盖密封洗槽体，利用抽气泵快速抽出水槽内气体形成真空状态，超薄晶圆表面水滴干燥气化形成疏水性表面。
本公开的有益效果：
本公开在从制程及设备及设计上彻底解决超薄晶圆及heavy doped Si or polysilicon晶圆表面清洗及干燥避免水痕及大量缺陷点的问题；为了克服超薄晶圆产生弯曲及不能高速旋转的限制及处理heavy doped hydrophobic Si or poly silicon表面的水痕。采用CMP之后以water track(水传送道)传至高浓度臭氧的水槽，利用Ozone的反应去除表面的organic及metal contaminate(有机及金属污染物)，同时形成晶圆表面一层很薄的Oxidation layer(氧化层)(由臭氧与硅或多晶硅反应生成。)然后在反应完成后，以去离子水清洗晶圆表面，最后排掉去离子水后，运用抽气形成接近真空状态，可将晶圆表面的水滴气化抽取掉，由于已是hydrophobic Surface(亲水性表面)不会形成水痕的缺陷，且由于不依赖表面张力的作用，薄晶圆弯曲也不影响晶圆的清洗和干燥。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图中标号说明：
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明治具的结构示意图；
图3为治具上盖的结构示意图；
图4为图2中A处放大图；
图5为图3中B处放大图。
1、治具；2、治具上盖；3、密封垫；4、清洗槽体上盖；5、清洗槽体；6、固定条；7、固定条。
具体实施方式
下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本公开保护的范围。
如图所示，一种高疏水性超薄晶圆清洗装置，包括治具1、治具上盖2、清洗槽体上盖4和清洗槽体5，治具1位于清洗槽体5内，清洗槽上盖4可拆卸连接在清洗槽体5上，清洗槽体5和清洗槽上盖4的连接处设有密封垫3，超薄晶圆采用重直式固定于治具内，清洗槽体5的底端设有第一通孔和第二通孔，治具上设有治具上盖2，治具上盖2上固定连接有若干对第一固定条6，治具1内设有若干对第二固定条7。
第一通孔和第二通孔用于去离子水以及臭氧均匀缓慢注入密闭腔体中，避免产生扰流而造成超薄晶圆的剧烈振动。
使用高环度臭氧作用于晶圆表面，移除不纯物有机物及金属污染。
清洗槽上盖密封洗槽体，利用抽气泵快速抽出水槽内气体形成真空状态，超薄晶圆表面水滴干燥气化形成疏水性表面。
本公开在从制程及设备及设计上彻底解决超薄晶圆及heavy doped Si or polysilicon晶圆表面清洗及干燥避免水痕及大量缺陷点的问题；为了克服超薄晶圆产生弯曲及不能高速旋转的限制及处理heavy doped hydrophobic Si or poly silicon表面的水痕。采用CMP之后以water track(水传送道)传至高浓度臭氧的水槽，利用Ozone的反应去除表面的organic及metal contaminate(有机及金属污染物)，同时形成晶圆表面一层很薄的Oxidation layer(氧化层)(由臭氧与硅或多晶硅反应生成。)然后在反应完成后，以去离子水清洗晶圆表面，最后排掉去离子水后，运用抽气形成接近真空状态，可将晶圆表面的水滴气化抽取掉，由于已是hydrophobic Surface(亲水性表面)不会形成水痕的缺陷，且由于不依赖表面张力的作用，薄晶圆弯曲也不影响晶圆的清洗和干燥。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本公开的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上显示和描述了本公开的基本原理、主要特征和本公开的优点。本行业的技术人员应该了解，本公开不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本公开的原理，在不脱离本公开精神和范围的前提下，本公开还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本公开范围内。

Claims (4)

1.一种高疏水性超薄晶圆清洗装置，其特征在于：包括治具(1)、治具上盖(2)、清洗槽体上盖(4)和清洗槽体(5)，治具(1)位于清洗槽体(5)内，清洗槽上盖(4)可拆卸连接在清洗槽体(5)上，清洗槽体(5)和清洗槽上盖(4)的连接处设有密封垫(3)，超薄晶圆采用重直式固定于治具内，清洗槽体(5)的底端设有第一通孔和第二通孔，治具上设有治具上盖(2)，治具上盖(2)上固定连接有若干对第一固定条(6)，治具(1)内设有若干对第二固定条(7)。
2.根据权利要求1的一种高疏水性超薄晶圆清洗装置，其特征在于：第一通孔和第二通孔用于去离子水以及臭氧均匀缓慢注入密闭腔体中，避免产生扰流而造成超薄晶圆的剧烈振动。
3.根据权利要求1的一种高疏水性超薄晶圆清洗装置，其特征在于：使用高环度臭氧作用于晶圆表面，移除不纯物有机物及金属污染。
4.根据权利要求1的一种高疏水性超薄晶圆清洗装置，其特征在于：清洗槽上盖密封洗槽体，利用抽气泵快速抽出水槽内气体形成真空状态，超薄晶圆表面水滴干燥气化形成疏水性表面。
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