一種中大尺寸藍(lán)寶石晶圓圖案化制程蝕刻后清洗裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種中大尺寸藍(lán)寶石晶圓圖案化制程蝕刻后清洗裝置，由電機(jī)、真空吸附臺和頂部噴頭組成，真空吸附臺安裝在電機(jī)的輸出端，真空吸附臺中形成通氣道，通氣道的下端接氣源，真空吸附臺上對應(yīng)藍(lán)寶石晶圓的底面開設(shè)一圈出氣孔與通氣道的上端連接，頂部噴頭安裝在真空吸附臺上方。本發(fā)明還公開一種中大尺寸藍(lán)寶石晶圓圖案化制程蝕刻后清洗方法。本發(fā)明可以避免交叉污染的現(xiàn)象，達(dá)到清洗的效果，進(jìn)而提高了后續(xù)圖案化制程及MOCVD制程的成品率及良率。
【專利說明】一種中大尺寸藍(lán)寶石晶圓圖案化制程蝕刻后清洗裝置及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及藍(lán)寶石晶圓圖案化制程蝕刻后清洗【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種新式中大尺寸藍(lán)寶石晶圓(>4吋)圖案化制程蝕刻后清洗裝置及方法，應(yīng)用于PSS圖案化藍(lán)寶石晶圓襯底制作，改變傳統(tǒng)之酸槽清洗技術(shù)為單片晶圓清洗技術(shù)。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)行應(yīng)用于中大尺寸藍(lán)寶石晶圓圖案化制程的晶圓，由于這些晶圓在經(jīng)過黃光及蝕刻后，表面會有許多因蝕刻氣體與光阻反應(yīng)而產(chǎn)生的副產(chǎn)物，而此種副產(chǎn)物使用槽體式的請洗設(shè)備及制程，常常會造成較小尺寸的污染物及顆粒清除不易，并常造成交叉污染。常規(guī)的濕法技術(shù)在晶圓的表面上使用液流體來清除污染物，然而，它們的效率不佳，有時無法完全清除較小的污染物，因此部分污染物仍舊保留在晶圓的表面上。目前在蝕刻后的晶圓清洗制程，都是槽體式的清洗設(shè)備，如圖1所示，是目前的蝕刻后清洗流程，采用酸槽，依次進(jìn)行新丙酮兆聲波清洗、去離子水清洗、SPM (硫酸過氧化氫混和清洗液，主要是由H2SO4與H2O2依比例組合，屬于現(xiàn)有技術(shù))清洗、去離子水兆聲波清洗、cold SCl (低溫氨與過氧化氫混和清洗液，是指40°C之氨與過氧化氫混和清洗液)進(jìn)行清洗和去離子水兆聲波清洗。此種槽體式的清洗設(shè)備，每次必須整批進(jìn)到清洗槽中，此種清洗技術(shù)應(yīng)用于中大尺寸藍(lán)寶石晶圓圖案化制程中，不僅制程繁復(fù)，并且，常因硫酸或雙氧水濃度下降而造成蝕刻后小尺寸的污染物不易清除，亦常造成整批性的交叉污染，容易于晶圓表面留下殘存物，如微粒、污潰。而此種小型污染物也是目前現(xiàn)行常用的晶圓檢驗設(shè)備AOI不易驗出的部分，常常在MOCVD的制程完成后，才發(fā)現(xiàn)這樣的問題，這對生產(chǎn)線的管理、生產(chǎn)的成本、成品率及良率造成很大的影響，因為這些殘存在晶圓表面的殘留物在后續(xù)的磊晶制程(MOCVD)中會造成重大缺陷及圖案異常，而此缺陷及圖案異常就是磊晶(MOCVD)后的成品率及良率問題的主要殺手之一,而此種殘留物也同樣造成藍(lán)寶石圖案化制程的生產(chǎn)成本增加。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種中大尺寸藍(lán)寶石晶圓(>4吋)圖案化制程蝕刻后清洗裝置及方法，以避免交叉污染的現(xiàn)象，達(dá)到清洗的效果，進(jìn)而提高了后續(xù)圖案化制程及MOCVD制程的成品率及良率。
[0004]為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的解決方案是:
一種中大尺寸藍(lán)寶石晶圓圖案化制程蝕刻后清洗裝置，由電機(jī)、真空吸附臺和頂部噴頭組成，真空吸附臺安裝在電機(jī)的輸出端，真空吸附臺中形成通氣道，通氣道的下端接氣源，真空吸附臺上對應(yīng)藍(lán)寶石晶圓的底面開設(shè)一圈出氣孔與通氣道的上端連接，頂部噴頭安裝在真空吸附臺上方。
[0005]所述頂部噴頭包括兩個去離子水噴頭、SPM噴頭和cold SCl噴頭。
[0006]所述出氣孔由下至上呈向外傾斜狀。
[0007]—種中大尺寸藍(lán)寶石晶圓圖案化制程蝕刻后清洗方法，其步驟是:
第一步，將藍(lán)寶石晶圓采用真空吸附臺固定，開啟真空吸附臺下方的電機(jī)帶動真空吸附臺和藍(lán)寶石晶圓旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速200rpm ；
第二步，開啟氣源，由真空吸附臺的通氣道經(jīng)出氣孔向藍(lán)寶石晶圓的底面噴氣；
第三步，持續(xù)第一步和第二步，同時，用頂部噴頭在藍(lán)寶石晶圓頂部從中間往外噴灑SPM進(jìn)行清洗；
第四步，持續(xù)第一步和第二步，同時，用頂部噴頭在藍(lán)寶石晶圓頂部從中間往外噴灑去離子水進(jìn)行兆聲波清洗；
第五步，持續(xù)第一步和第二步，同時，用頂部噴頭在藍(lán)寶石晶圓頂部從中間往外噴灑cold SCl進(jìn)行清洗；
第六步，持續(xù)第一步和第二步，同時，用頂部噴頭在藍(lán)寶石晶圓頂部從中間往外噴灑去離子水進(jìn)行兆聲波清洗；
第七步，持續(xù)第一步，最后晶圓以每分鐘1500-2000轉(zhuǎn)的速度快速旋干，關(guān)閉電機(jī)即可。
[0008]采用上述方案后，本發(fā)明提供單片清洗的設(shè)備和新式清洗制程，通過藍(lán)寶石晶圓旋轉(zhuǎn)對于污染物產(chǎn)生一個離心力，將SPM由中間往外噴灑，使之與蝕刻后的副產(chǎn)物反應(yīng)，而帶兆聲能能的去離子水及cold SCl讓流體形成小的空化泡沫，有助于從晶圓的表面去除顆粒。此種新式蝕刻后清洗技術(shù)可確保不會產(chǎn)生交叉污染的現(xiàn)象，以達(dá)到清洗的效果，也提高了接下來的圖案化制程及MOCVD制程的成品率及良率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是現(xiàn)有技術(shù)黃光涂布前的晶圓清洗制程示意圖；
圖2是本發(fā)明黃光涂布前的晶圓清洗制程示意圖；
圖3是本發(fā)明黃光涂布前的晶圓清洗裝置使用示意圖。

【具體實施方式】
[0010]如圖3所示，本發(fā)明揭示了一種中大尺寸藍(lán)寶石晶圓圖案化制程蝕刻后清洗裝置，由電機(jī)(常見構(gòu)件，圖中未示出)、真空吸附臺I和若干頂部噴頭2組成。
[0011]真空吸附臺I安裝在電機(jī)的輸出端，真空吸附臺I中形成通氣道11，通氣道11的下端接氣源，真空吸附臺I上對應(yīng)藍(lán)寶石晶圓10的底面開設(shè)一圈出氣孔12與通氣道11的上端連接。出氣孔12由下至上呈向外傾斜狀，以利于氣體送出至藍(lán)寶石晶圓10的底面邊緣。
[0012]頂部噴頭2安裝在真空吸附臺I上方。頂部噴頭2包括兩個去離子水噴頭21、SPM噴頭22和cold SCl噴頭23，還可以根據(jù)需要增加頂部噴頭2的個數(shù)。
[0013]如圖2所示，本發(fā)明揭示的一種中大尺寸藍(lán)寶石晶圓圖案化制程蝕刻后清洗方法，使用圖3所示裝置進(jìn)行清洗，其步驟是:
第一步，先將藍(lán)寶石晶圓10采用真空吸附臺I固定，再開啟真空吸附臺I下方的電機(jī)，由電機(jī)帶動真空吸附臺I和藍(lán)寶石晶圓10旋轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)速200rpm ；
第二步，開啟氣源，氣源可以是氮氣等不發(fā)生反應(yīng)的氣體，由真空吸附臺I的通氣道11經(jīng)出氣孔12向藍(lán)寶石晶圓10的底面噴氣，借助此氣體可以避免清洗液沿藍(lán)寶石晶圓10邊緣流到藍(lán)寶石晶圓10背面而造成污染、受損；
第三步，持續(xù)第一步和第二步，使藍(lán)寶石晶圓10維持旋轉(zhuǎn)，出氣孔12 —直從底部向藍(lán)寶石晶圓10邊緣持續(xù)噴氣，同時，用頂部噴頭2在藍(lán)寶石晶圓10頂部從中間往外噴灑SPM進(jìn)行清洗，主要用于去除晶圓上之有機(jī)物，達(dá)到清洗的效果，也提高了接下來的圖案化制程及MOCVD制程的成品率及良率；
第四步，持續(xù)第一步和第二步，使藍(lán)寶石晶圓10維持旋轉(zhuǎn)，出氣孔12 —直從底部向藍(lán)寶石晶圓10邊緣持續(xù)噴氣，同時，用頂部噴頭2在藍(lán)寶石晶圓10頂部從中間往外噴灑去離子水進(jìn)行兆聲波清洗，主要用于將之前晶圓表面的SPM清除，并將微粒帶走；
第五步，持續(xù)第一步和第二步，使藍(lán)寶石晶圓10維持旋轉(zhuǎn)，出氣孔12 —直從底部向藍(lán)寶石晶圓10邊緣持續(xù)噴氣，同時，用頂部噴頭2在藍(lán)寶石晶圓10頂部從中間往外噴灑coldSCl進(jìn)行清洗,主要是堿性氧化,去除晶圓上的顆粒,和Au、Ag、Cu、N1、Cd、Zn、Ca、Cr等金屬原子污染；
第六步，持續(xù)第一步和第二步，使藍(lán)寶石晶圓10維持旋轉(zhuǎn)，出氣孔12 —直從底部向藍(lán)寶石晶圓10邊緣持續(xù)噴氣，同時，用頂部噴頭2在藍(lán)寶石晶圓10頂部從中間往外噴灑去離子水進(jìn)行兆聲波清洗；
第七步，持續(xù)第一步，最后晶圓以每分鐘1500轉(zhuǎn)的速度快速旋干，關(guān)閉電機(jī)即可。
[0014]本發(fā)明實現(xiàn)了單片晶圓旋轉(zhuǎn)清洗，不會產(chǎn)生交叉污染的現(xiàn)象，達(dá)到徹底清洗的效果，提高了接下來的圖案化制程及MOCVD制程的成品率及良率。
【權(quán)利要求】
1.一種中大尺寸藍(lán)寶石晶圓圖案化制程蝕刻后清洗裝置，其特征在于:由電機(jī)、真空吸附臺和頂部噴頭組成，真空吸附臺安裝在電機(jī)的輸出端，真空吸附臺中形成通氣道，通氣道的下端接氣源，真空吸附臺上對應(yīng)藍(lán)寶石晶圓的底面開設(shè)一圈出氣孔與通氣道的上端連接，頂部噴頭安裝在真空吸附臺上方。
2.如權(quán)利要求1所述的一種中大尺寸藍(lán)寶石晶圓圖案化制程蝕刻后清洗裝置，其特征在于:頂部嗔頭包括兩個去尚子水嗔頭、SPM嗔頭和cold SCl嗔頭。
3.如權(quán)利要求1所述的一種中大尺寸藍(lán)寶石晶圓圖案化制程蝕刻后清洗裝置，其特征在于:出氣孔由下至上呈向外傾斜狀。
4.一種中大尺寸藍(lán)寶石晶圓圖案化制程蝕刻后清洗方法，其特征在于步驟是: 第一步，將藍(lán)寶石晶圓采用真空吸附臺固定，開啟真空吸附臺下方的電機(jī)帶動真空吸附臺和藍(lán)寶石晶圓旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速200rpm ； 第二步，開啟氣源，由真空吸附臺的通氣道經(jīng)出氣孔向藍(lán)寶石晶圓的底面噴氣； 第三步，持續(xù)第一步和第二步，同時，用頂部噴頭在藍(lán)寶石晶圓頂部從中間往外噴灑SPM進(jìn)行清洗； 第四步，持續(xù)第一步和第二步，同時，用頂部噴頭在藍(lán)寶石晶圓頂部從中間往外噴灑去離子水進(jìn)行兆聲波清洗； 第五步，持續(xù)第一步和第二步，同時，用頂部噴頭在藍(lán)寶石晶圓頂部從中間往外噴灑cold SCl進(jìn)行清洗； 第六步，持續(xù)第一步和第二步，同時，用頂部噴頭在藍(lán)寶石晶圓頂部從中間往外噴灑去離子水進(jìn)行兆聲波清洗； 第七步，持續(xù)第一步，最后晶圓以每分鐘1500-2000轉(zhuǎn)的速度快速旋干，關(guān)閉電機(jī)即可。
【文檔編號】B08B3/08GK104190652SQ201410391442
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月11日
【發(fā)明者】劉伯彥, 王曉靁, 劉崇志, 鐘其龍 申請人:廈門潤晶光電有限公司