CN114226388A - 一种晶圆的清洗改善方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于半导体材料加工技术领域，公开了一种晶圆的清洗改善方法。所述方法包括如下步骤：在晶圆清洗机台取放片区域上方设置除静电装置，通过除静电装置在运行过程中消除晶片本身带有的静电，同时消除取片手和晶片接触产生静电，达到阻止晶片表面聚集线状颗粒、降低晶圆清洗难度的目的。本发明方法可以有效降低取片手和晶片接触产生静电所造成的晶片表面线状颗粒聚集，从而降低清洗难度，增加机台的清洗效率，改善成品率和减少资金投入成本。
Description
技术领域
本发明属于半导体材料加工技术领域，具体涉及一种晶圆的清洗改善方法。
背景技术
砷化镓(GaAs)材料是目前生产量最大、应用最广泛，因而也是最重要的化合物半导体材料，是仅次于硅的最重要的半导体材料，由于其优越的性能和能带结构，使砷化镓材料在微波器件和发光器件等方面具有很大的发展前景。目前国际上砷化镓外延衬底材料大都采用免清洗抛光片，经过抛光加工的砷化镓晶片表面，仍会残留有肉眼看不到的污染，在提供给外延商之前，必须利用各种清洗方法将这些污染全部去除，才能满足外延工艺的需要。砷化镓抛光片表面存在着各种不同类型的污染，包括有机物残留，金属离子残留以及吸附在抛光片表面的各种颗粒物。
工业生产中由于物品相互之间的摩擦、剥离、挤压、感应等使物体表面积存有不同性质的电荷。当此种电荷积累达到一定程度时，就会产生静电吸附和放电现象。静电荷的积聚和放电对工业生产会造成很大的影响和破坏。比如晶片颗粒的粘附等现象。
现有的清洗工艺主要是利用有机试剂的表面溶解力来达到去除抛光片表面杂质的目的，清洗效果是十分有限的；硫酸腐蚀的方法虽然能够去除大部分颗粒，但会增加抛光片的表面粗糙度，降低抛光片的表面质量。现有的清洗工艺都存在一定的缺陷，清洗机台利用有机试剂来清洗晶片表面的杂质，晶片表面杂质以及吸附的颗粒不能够完全清除，这在一定程度上降低晶片的成品率，影响产能，从而增加投资成本。
通过除静电装置对晶圆进行去静电的操作已有报道。如专利CN 112235926 A公开了一种晶圆去静电和清洗方法，通过静电消除器发射正负离子风以去除位于清洗槽内的晶圆上的静电，通过晶圆盒支撑架摆动带动晶圆摆动，使晶圆的间隙能够以不同角度接收静电消除器喷出的正负离子风，使得更多的正负离子风能够进入晶圆间隙并能到达更接近晶圆底部的问题，从而提高了对整个晶圆的去静电效果。专利CN 112676226 A公开了一种晶圆清洗装置，包括：旋转室；旋转组件，设置于所述旋转室内，所述旋转组件包括旋转台，所述旋转台上设置有吸盘，用于吸住晶圆以使所述晶圆随着所述旋转台的旋转而旋转；静电感测器，用于感测所述晶圆上是否存在静电电荷；软X射线电离器，设置于所述晶圆的上方，在所述静电感测器感测到所述晶圆上存在静电电荷时，向所述晶圆照射软X射线以将所述旋转室内的空气离子化进而消除所述晶圆上的静电电荷。通过上述方式，能够有效地消除晶圆上所产生的静电。专利CN 113140445 A公开了一种后段刻蚀后清洗方法，包括步骤：步骤一、提供一晶圆，晶圆的第一表面上完成了后段刻蚀，第一表面的背面为第二表面；步骤二、对晶圆的第一表面和第二表面进行预清洗，预清洗为去静电清洗以去除晶圆的第一表面和第二表面的静电；步骤三、采用uDHF溶液对晶圆的第一表面进行主清洗，以去除后段刻蚀的刻蚀残余物。
上述现有技术虽然均涉及到晶圆的静电去除，但其均单指晶圆上的静电，没有其他静电与其产生作用，则不会提高现有工艺清洗难度。现有晶片清洗加工过程中，机械手取放片过程与晶片接触也易产生静电，形成变化的电场，变化的电场在周围形成变化的磁场，变化的磁场又在产生变化的电场，电场和磁场相互叠加在空间中形成电磁场，在取片过程中做切割磁感线运动，导体上(取片手)的自由电子还在做无规则运动，伴随导体(取片手)一起运动，因此导体中的自由电子受到磁场的力的方向一致，在这个力的作用下，自由电子运动方向一致，都从导体的一端运动到另一端，一端多余正电荷，一端多余负电荷，产生电压，电荷在电压的推动下，发生定向移动，形成电流吸附颗粒在晶片表面聚集呈线状颗粒，形成晶片较难清洗的情况，影响晶片成品率。但现有技术均未对晶圆与机械手相互作用的静电所导致的清洗难度增加提出解决方案。
发明内容
针对以上现有技术存在的缺点和不足之处，本发明的目的在于提供一种晶圆的清洗改善方法。本发明方法能够有效的提升清洗效果，解决清洗过程中清洗缺陷-晶片颗粒污染，能够大幅度改善晶片成品率。
本发明目的通过以下技术方案实现：
一种晶圆的清洗改善方法，包括如下步骤：
在晶圆清洗机台取放片区域上方设置除静电装置，通过除静电装置在运行过程中消除晶片本身带有的静电，同时消除机械取片手和晶片接触产生静电，达到阻止晶片表面聚集线状颗粒、降低晶圆清洗难度的目的。
进一步地，所述除静电装置为空气离子化静电消除装置。
进一步地，所述除静电装置的安装位置为待洗晶片上方10～14cm。机械取片手取片时能覆盖到取片手。
进一步地，所述除静电装置的运行要求为7s秒内消除静电压力。
进一步地，所述机械取片手上设置真空吸附槽，机械取片手通过真空吸附方式进行取放片操作。
本发明原理为：机械手取放片过程中与晶片接触易产生静电，形成变化的电场，变化的电场在周围形成变化的磁场，变化的磁场又在产生变化的电场，电场和磁场相互叠加在空间中形成电磁场，在取片过程中做切割磁感线运动，导体上(取片手)的自由电子还在做无规则运动，但随导体(取片手)一起运动，因此导体中的自由电子受到磁场的力的方向一致，在这个力的作用下，自由电子运动方向一致，都从导体的一端运动到另一端，一端多余正电荷，一端多余负电荷，产生电压，电荷在电压的推动下，发生定向移动，形成电流吸附颗粒在晶片表面聚集呈线状颗粒，形成晶片较难清洗的情况，影响晶片成品率。在清洗机台取放片上方装置除静电装置，除静电装置在运行过程中消除晶片本身带有的静电，同时能够消除取放片机械手和晶片接触产生静电，通过试验验证静电场消除能够有效降低晶片清洗难度，减少晶片缺陷—晶片颗粒污染，改善成品率，减少投入成本。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明方法可以有效降低取片手和晶片接触产生静电所造成的晶片表面线状颗粒聚集，从而降低清洗难度，增加机台的清洗效率，改善成品率和减少资金投入成本。
附图说明
图1为本发明实施例中一种晶圆的清洗改善方法的原理示意图。图中编号说明如下：1-晶片；2-机械取片手；3-真空吸附槽；4-静电颗粒；5-线性颗粒。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
本实施例的一种晶圆的清洗改善方法，包括如下步骤：在晶圆清洗机台取放片区域上方设置除静电装置，在取放片区域设置机械取片手2，机械取片手2上设置真空吸附槽3，机械取片手2通过真空吸附槽3吸附晶片1进行取放片操作。通过除静电装置在运行过程中消除晶片1本身带有的静电，同时消除机械取片手2和晶片1接触产生静电，达到阻止晶片表面聚集线状颗粒、降低晶圆清洗难度的目的。上述清洗改善方法的原理示意图如图1所示，具体为：晶片1加工后带有静电颗粒4，机械取片手2的真空吸附槽3带有静电，在周围形成变化的磁场，变化的磁场又在产生变化的电场，电场和磁场相互叠加在空间中形成电磁场，机械取片手2向晶片1接触的过程中做切割磁感线运动，真空吸附槽3上自由电子受到磁场力的作用方向一致，形成电压，电荷定向移动形成定向电流，电流使静电颗粒4吸附在晶片1上形成线性颗粒5增加清洗难度，静电装置主要能够中和静电颗粒4上带有的正、负电荷；静电装置同时能吸附机械取片手2与晶片1接触时产生磁场后在晶片1上产生的静电颗粒4，避免静电颗粒4形成线性颗粒5；以及吸附机台在运转过程中产生的静电颗粒，消除静电颗粒的吸附能力，降低清洗难度，减少晶片表面污染。
本实施例的清洗改善方法经测试清洗后晶片颗粒污染占比0％～0.5％，而常规方法：静电引起的颗粒污染占比3％～4％，清洗改善效果显著。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种晶圆的清洗改善方法，其特征在于，包括如下步骤：
在晶圆清洗机台取放片区域上方设置除静电装置，通过除静电装置在运行过程中消除晶片本身带有的静电，同时消除机械取片手和晶片接触产生静电，达到阻止晶片表面聚集线状颗粒、降低晶圆清洗难度的目的。
2.根据权利要求1所述的一种晶圆的清洗改善方法，其特征在于，所述除静电装置为空气离子化静电消除装置。
3.根据权利要求1所述的一种晶圆的清洗改善方法，其特征在于，所述除静电装置的安装位置为待洗晶片上方10～14cm。
4.根据权利要求1所述的一种晶圆的清洗改善方法，其特征在于，所述除静电装置的运行要求为7s秒内消除静电压力。
5.根据权利要求1所述的一种晶圆的清洗改善方法，其特征在于，所述机械取片手上设置真空吸附槽，机械取片手通过真空吸附方式进行取放片操作。
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