專利名稱：用于處理晶圓和裸片的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對晶圓或裸片上的面進(jìn)行處理的方法，一種用于執(zhí)行所述處理的裝置和一種為相應(yīng)的方法而設(shè)計的專用的環(huán)。
背景技術(shù)：
在加工晶圓、尤其是支承電子組件的晶圓時，清潔步驟或用于對(子)面進(jìn)行表面改性的步驟通常是必要的。因此，例如在打薄晶圓時，清潔步驟是必需的，所述清潔步驟將刻蝕掉的材料的殘留物從晶圓表面移除。通常，對晶圓表面子區(qū)域的表面改性也是值得期望或必需的，以便為隨后的過程步驟準(zhǔn)備表面，例如以便使表面在(子)區(qū)域中是親水的。通常，將晶圓在加工期間層壓到在半導(dǎo)體工業(yè)中普遍的膜上。在這種情況下，膜自身通常張緊到框架上，并且當(dāng)對于未層壓的晶圓或相應(yīng)的裸片而言在清潔時或在表面改性時浸在浸潰池中能夠是選擇的解決方案時，借助液體處理劑對層壓的晶圓或相應(yīng)的裸片的加工僅能夠以受限的方式可行。這例如能夠歸因于處理劑與膜和/或支承所述膜的框架的不相容性。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于，提出一種用于對晶圓或裸片上的面進(jìn)行處理的經(jīng)濟(jì)的方法，其中尤其能夠以簡 單的方式和方法對處理液的作用面進(jìn)行控制。此外，優(yōu)選地，值得期望的是，在根據(jù)本發(fā)明的方法的范圍中，借助液體也能夠?qū)A(和甚至裸片)上的子面選擇性地進(jìn)行處理。同時，優(yōu)選地，值得期望的是，根據(jù)本發(fā)明的方法能夠良好地結(jié)合到加工晶圓時的常規(guī)過程中，使得提高處理速度和/或能夠節(jié)約處理劑。所述目的根據(jù)本發(fā)明通過用于對晶圓或裸片上的面進(jìn)行處理的方法來實(shí)現(xiàn)，所述方法包括下述步驟:a )提供晶圓或裸片，b)將晶圓或裸片放置在底座上，c)圍繞待處理的面提供用于環(huán)繞邊界的材料，d)施加用于環(huán)繞邊界的材料，使得圍繞待處理的面形成凹部，液體不能從所述凹部中流出，以及e)用清潔液填充凹部。在本發(fā)明的范圍中，將面理解成完整的面或子面。如果待清潔的對象是晶圓，那么所述晶圓原則上具有三個面，即a)背側(cè)，b)前側(cè)(在所述前側(cè)上必要時設(shè)有電子組件)以及
c)環(huán)繞的邊緣面，如果晶圓是圓形的，所述邊緣面沿周向圍繞晶圓延伸。本領(lǐng)域技術(shù)人員當(dāng)然能夠?qū)⑺龆x類似地轉(zhuǎn)用于裸片或者非圓形的晶圓。因此，包括在根據(jù)本發(fā)明的方法的范圍中的是，也對待清潔的對象的多于一個的面進(jìn)行處理。在本發(fā)明的范圍中進(jìn)行方法，使得在給出的過程條件下，處理液沒有不受控制地從凹部中流出。這能夠通過粘接、機(jī)械固定、借助負(fù)壓的吸附或者通過環(huán)繞的材料的重力或施加到所述環(huán)繞的材料上的力來實(shí)現(xiàn)。在本文中，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠毫無困難地使施加材料的其它設(shè)計方案相應(yīng)地適應(yīng)于各個要求。在此，在本發(fā)明的范圍中，處理優(yōu)選為清潔。但是在其它的情況下，也能夠優(yōu)選的是，處理是表面改性，例如根據(jù)親水性和疏水性進(jìn)行表面改性。處理也能夠為施加(必要時其它的)層。當(dāng)然，在本發(fā)明的范圍中也可并行地或相繼地執(zhí)行多個不同的處理(例如，清潔和親水化)。已證實(shí)的是，根據(jù)本發(fā)明的方法能夠特別好地結(jié)合到用于晶圓和裸片的常規(guī)處理方法中。同時有利的是，借助于凹部精確地確定用于處理液的接觸面。因此，能夠保護(hù)位于凹部之外的區(qū)域免于處理液，例如保護(hù)上面張緊有膜的框架免于處理液，其中所述膜支承著待加工的晶圓/裸片。此外，有利的是，控制處理液的作用時間，并且避免因為所述處理液不受控制地從其應(yīng)作用于的區(qū)域流出而必須對處理液進(jìn)行再配量。能夠施加環(huán)繞邊界，使得材料不與所處理的晶圓/裸片接觸，從而使得形成凹部，待處理的晶圓/裸片位于所述凹部的中部(沒有與邊緣接觸)。但是，也可行并且在許多情況下優(yōu)選的是，施加環(huán)繞邊界，使得凹部的底部完全由待處理的晶圓/裸片形成。在這種情況下，只要沒有將其它的裝置或裝置部件目的明確地引入到形成的凹部中，處理液就僅與晶圓/裸片和用于環(huán)繞邊界的材料接觸。只要待處理的晶圓/待處理的裸片形成凹部的底部，優(yōu)選的是，用于環(huán)繞邊界的材料沿著晶圓/裸片的周向僅覆蓋0.2mm-2mm、優(yōu)選0.因此，確保了晶圓/裸片的面的主要部分受到處理。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的是，用于環(huán)繞邊界的材料以環(huán)的形式來提供。這種環(huán)能夠容易地鋪設(shè)，并且在相應(yīng)的設(shè)計方案中、尤其在優(yōu)選的形式中(見下文)尤其適合于確保相應(yīng)的密封功能。當(dāng)在下文中提到晶圓時，包括術(shù)語“裸片”，除非另行明確注明。對執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法優(yōu)選的是，將待清潔的晶圓層壓在膜上。優(yōu)選的膜在所述范圍中是現(xiàn)今已經(jīng)使用在半導(dǎo)體制造過程中的標(biāo)準(zhǔn)切割藍(lán)膜或背面研磨藍(lán)膜。具體例子是:Lintec 公司的 Adwill D-175,Adwill D_650、Adwill D-678 或者是 Adwill E-8320 ；Ultron公司的切割藍(lán)膜1044R ;由Nitto Denko公司制造的類似藍(lán)膜。因此，在根據(jù)本發(fā)明的方法的步驟b)的范圍中，所述膜用作底座。膜自身優(yōu)選張緊到框架上，并且(在撐緊到框架上的情況下)優(yōu)選放到固定裝置上。優(yōu)選的是，固定裝置的設(shè)為用于晶圓/膜的支承面的至少一些部分是多孔的，使得膜(進(jìn)而層壓到所述膜上的晶圓)能夠借助于負(fù)壓吸附和穩(wěn)定在支承面上。同時能夠優(yōu)選的是，張緊有膜的框架附加地借助于機(jī)械固定保持在裝置上。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的是，用于環(huán)繞邊界的材料在步驟d)中施加成，使得存在從邊界的上邊緣朝向待清潔的面下降的斜面。優(yōu)選地，斜面具有為30-60°、優(yōu)選為40-50°、并且尤其優(yōu)選為45°的傾斜角。這能夠?qū)崿F(xiàn):在根據(jù)本發(fā)明的方法的范圍中，首先通過施加用于環(huán)繞邊界的材料(優(yōu)選地以環(huán)的形式)來產(chǎn)生凹部，將處理液引入到所述凹部中并且不從所述凹部中流出。那么，在相應(yīng)的作用時間之后，在一個優(yōu)選的變型形式中可能的是，通過離心作用將處理劑從凹部中移除。對此優(yōu)選的是，在根據(jù)本發(fā)明的方法中，使包括邊緣(和底部)的整個凹部旋轉(zhuǎn)，使得借助于離心力將處理液從凹部中離心分離。這由根據(jù)所述方法的優(yōu)選形式的下降的斜面來促進(jìn)。此外，根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的是，處理液的處理效果通過振動和/或通過處理液的升溫來改進(jìn)。優(yōu)選的是，處理包括清潔。尤其在所述優(yōu)選的情況下，根據(jù)本發(fā)明還優(yōu)選的是，清潔效果通過超聲波發(fā)生器來加強(qiáng)，將所述超聲波發(fā)生器在步驟e)之后浸入到處理液中。所述超聲波發(fā)生器使處理液振蕩，使得處理液能夠加強(qiáng)地發(fā)揮其效果。只要能夠根據(jù)本發(fā)明將處理液升溫，那么處理液可以在與待處理的面接觸之前就已經(jīng)升溫。但是也可能的是，處理液在凹部中通過直接的或間接的加熱而升溫，例如借助于IR (紅外線)輻射。間接的加熱例如也能夠通過直接地提高待處理的面的溫度來實(shí)現(xiàn)。如在上文中已經(jīng)提到的，根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的是，處理為清潔。在本文中尤其優(yōu)選的是，實(shí)現(xiàn)對含硅酮的剩余物、尤其是對含硅油的剩余物的清潔。根據(jù)本發(fā)明的方法對已經(jīng)極大程度打薄的、例如在10-50 μ m的范圍中的晶圓而言也是可能的。此外，所述方法也能夠尤其好地用于打薄到50μπι以上的厚度上、例如50 μ m-200 μ m的厚度上的晶圓。根據(jù)本發(fā)明的方法也能夠設(shè)計成，使得附加于離心作用地或者代替離心作用，借助于適合的裝置部件來實(shí)現(xiàn)對處理液的抽吸。替代地或附加地，可至少部分地通過排放來實(shí)現(xiàn)移除處理液。對于所述目的，本領(lǐng)域技術(shù)人員在整體布置的范圍中設(shè)有排放裝置，當(dāng)將凹部設(shè)計成使得不僅只涉及清潔的面時，所述排放裝置能夠設(shè)在凹部的邊緣中或者設(shè)在凹部底部中。優(yōu)選地，這種裝置是閥或龍頭，能夠?qū)⑾鄳?yīng)的負(fù)壓施加·到所述閥上以用于抽吸。如果排放裝置設(shè)計成施加負(fù)壓以用于排放，那么所述排放裝置也稱為抽吸裝置。對于根據(jù)本發(fā)明的方法，此外能夠優(yōu)選的是，在作用之后收集處理液，使得所述處理液能夠輸送給回收利用裝置。此外，在根據(jù)本發(fā)明的方法中優(yōu)選的是，借助于噴嘴通過壓縮空氣、惰性氣體或者其它適合的氣體來干燥待清潔的面。作為在根據(jù)本發(fā)明的面處理的范圍中的其它步驟，能夠優(yōu)選的是，在實(shí)際處理后一次或者多次地將沖洗液引入到凹部中，以便移除處理液的可能殘留。優(yōu)選的沖洗液在所述范圍中為有機(jī)溶劑，例如為異丙醇、乙醇、丙酮或者也為石油餾分以及可能摻雜有添加物如清潔劑的水。根據(jù)本發(fā)明要使用的處理液例如為:用于使位于晶圓上的聚合物膨脹或溶解的有機(jī)溶劑，例如為NMP (N-甲基吡咯烷酮)、乙酸乙酯、DMSO (二甲亞砜)、丙酮、石油餾分或醇；堿性溶液，例如為氫氧化鈉、氫氧化鉀的水溶液或者四甲基氫氧化銨的水溶液或醇溶液；用于氧化的金屬和半金屬表面的溶液，例如為硝酸、含氟的溶液，諸如氫氟酸、丁酮中的四丁基氟化銨或碳酸二甲酯中的氟化鉀；或者基于聚二甲基硅氧烷的制劑，所述制劑包含添加齊U，所述添加劑例如為:有機(jī)溶劑，諸如乙酸乙酯、己烷或石油餾分；以及/或者催化劑，比如氯化磷腈及其派生物和/或貴金屬催化劑。本發(fā)明的一部分是一種裝置，所述裝置設(shè)計成用于尤其也以其優(yōu)選的變型形式來執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法。這包括:所述裝置尤其能夠執(zhí)行施加用于環(huán)繞邊界的材料，使得形成用于處理液的凹部，所述處理液不從所述凹部中流出。此外，本發(fā)明的一部分是專門構(gòu)成為用于根據(jù)本發(fā)明的方法的環(huán)，其中環(huán)包括從上邊緣向內(nèi)傾斜下降的環(huán)繞面，并且在傾斜下降的環(huán)繞面的下邊緣的區(qū)域中包括用于密封的結(jié)構(gòu)。用于密封的結(jié)構(gòu)優(yōu)選為環(huán)繞的棱邊，所述棱邊在環(huán)的內(nèi)周上相對于下側(cè)向外突出。所述環(huán)繞的棱邊的寬度優(yōu)選為0.5mm-5mm、尤其優(yōu)選為0.7mm-2mm。替選地或附加地，能夠優(yōu)選的是，所述環(huán)設(shè)計成，使得將O形環(huán)密封件在下側(cè)的區(qū)域中并且以內(nèi)部環(huán)繞的方式引入到所述環(huán)中。在這種情況下，密封通過O形環(huán)來實(shí)現(xiàn)。對此，適合作為密封材料的是具有與應(yīng)用的清潔劑的化學(xué)相容性的所有彈性材料。對O形環(huán)密封件附加地或替選地，能夠考慮具有其它橫截面形狀的密封唇或密封件，本領(lǐng)域技術(shù)人員將在此做出合理的選擇。根據(jù)本發(fā)明的環(huán)、密封唇和設(shè)有O形密封環(huán)的槽的優(yōu)選的設(shè)計方案也可從附圖中獲知。密封過程能夠通過施加到根據(jù)本發(fā)明的環(huán)上的壓力來確保。密封效果在此能夠通過合適于環(huán)的材料選擇來提高。在許多情況下，也通過將待清潔的面(或者相應(yīng)的晶圓)層壓到彈性膜上而促進(jìn)密封。這種彈性膜在通過環(huán)的力作用的情況下輕微下陷，從而促進(jìn)密封效果。根據(jù)本發(fā)明的環(huán)的特別的特征在對圖2和圖3的描述中闡明。



在下文中根據(jù)附圖詳細(xì)地闡明本發(fā)明。在此，圖1示出在根據(jù)本發(fā)明的方法中在步驟e)之后的情況。圖2a借助相應(yīng)的尺寸示出用于對200mm的晶圓進(jìn)行表面清潔的根據(jù)本發(fā)明的環(huán)。圖2b示出施加有根據(jù)本發(fā)明的環(huán)的情況，即環(huán)繞的框架的橫截面，支承層壓的晶圓的膜張緊到所述框架上。晶圓框架的內(nèi)直徑為243-250mm。圖3示出根據(jù)本發(fā)明的環(huán)的兩個替選方案，分別作為橫截面的一半。在此，在左側(cè)示出具有Imm (環(huán)繞)的密封面的環(huán)，同時在右側(cè)示出在下部區(qū)域中包括留空部23的環(huán)，所述留空能夠加載負(fù)壓。在圖1至圖3中，附圖標(biāo)記的含義如下:1.超聲波發(fā)生器3.具有清潔劑的凹部5.環(huán)7.對環(huán)(并且必要時對框架)的機(jī)械固定9.框架11.膜13.用于負(fù)壓的接觸部位15.多孔的支承面17.待清潔的晶圓(已打薄的)
19.密封唇20.0形環(huán)(環(huán)繞的)21.支承面23.用于負(fù)壓的留空部25.用于框架的留空部27.抽吸通道
具體實(shí)施例方式在圖1中，將已經(jīng)歷過打薄過程的晶圓17層壓在膜11上，所述膜張緊到框架9上。所述膜平放在多孔的支承面15上，負(fù)壓13被施加到所述支承面上，使得膜固定并且穩(wěn)定在支承面上。施加環(huán)5，使得所述環(huán)圍繞晶圓17形成凹部3，將清潔劑填充到所述凹部中。在此，密封唇19施加成，使得所述密封唇密封凹部以防止清潔劑流出。將超聲波發(fā)生器I浸入到凹部3中的清潔劑中。通過超聲波發(fā)生器的運(yùn)行使清潔劑振蕩，使得實(shí)現(xiàn)加強(qiáng)的清潔。以所述類型能夠減少清潔持續(xù)時間。環(huán)5具有朝向打薄的晶圓下降的斜面。所述斜面能夠?qū)崿F(xiàn)，將清潔劑在作用時間之后通過離心作用從凹部中移除。為此，使包括環(huán)和多孔的支承面(以及必要時其它的支承面區(qū)域)的整個凹部旋轉(zhuǎn)，使得通過離心力將清潔劑從凹部3中離心分離。圖2示意地 示出在處理200mm晶圓時用于凹部的環(huán)的一個替選的設(shè)計形式。在所述情況下，環(huán)設(shè)計成實(shí)現(xiàn)將凹部相對于晶圓上的膜密封。為此，將槽引入到環(huán)中，所述槽的平均直徑小于晶圓的外直徑。將密封帶引入到所述槽中，那么所述密封帶建立環(huán)和晶圓之間的密封。因此實(shí)現(xiàn)了清潔液不能以任何方式與膜接觸，這意味著在選擇膜材料時更大的靈活性。大小說明在附圖中標(biāo)記成數(shù)值(單位:_)。在圖2中描繪的密封環(huán)5設(shè)計成，所述密封環(huán)在朝向待清潔的面下降的斜面的下部區(qū)域中包括在槽中的O形環(huán)20。O形環(huán)是環(huán)繞的。在此，O形環(huán)20的槽設(shè)計成，使得位于朝向環(huán)內(nèi)部的邊界高于環(huán)5的下側(cè)的最低點(diǎn)。下側(cè)的最低點(diǎn)表示支承面21。支承面21在圖2的情況下是Imm寬的環(huán)繞面。在此，在圖2中描繪的環(huán)設(shè)計成，使得將O形環(huán)20在密封情況下放置在晶圓上，而支承面21平放到晶圓被層壓到的膜上。但是也可行的是，除了 O形環(huán)之外也使支承面21平放在晶圓上。結(jié)合圖2應(yīng)注意的是，優(yōu)選地，支承面21是環(huán)5的下側(cè)的最低部位。圖3在左側(cè)示出根據(jù)本發(fā)明的環(huán)5的一個相對簡單的方案。所述環(huán)具有環(huán)繞寬度為Imm的支承面21。此外，在環(huán)5中設(shè)有用于框架的留空部25。如從圖3的左側(cè)得知，設(shè)有從留空部25的內(nèi)端朝向支承面21的斜面。所述斜面設(shè)計成朝向環(huán)內(nèi)部下降。通常，也能夠通過一個或多個階梯來代替斜面實(shí)現(xiàn)過渡。在圖3中在右側(cè)上，對根據(jù)本發(fā)明的環(huán)5設(shè)有用于負(fù)壓的留空部23。所述留空部23形成環(huán)繞的空腔，所述空腔能夠經(jīng)由抽吸通道27加載負(fù)壓。所述環(huán)5也包括用于框架的留空部25。在加載負(fù)壓時，通過用于負(fù)壓的留空部23在底座上產(chǎn)生相應(yīng)的對環(huán)的吸附力。因此確保了密封。作為對抽吸通道27的替選方案也可能的是，當(dāng)放置有環(huán)5的底座是多孔的并且能夠加載有負(fù)壓以便將環(huán)吸附在底座上時，確保密封。這例如在層壓有晶圓的膜是打孔的時也是可能的 。對于這種密封形式而言，不必設(shè)有留空部23。
權(quán)利要求
1.用于對晶圓或裸片上的面進(jìn)行處理的方法，包括以下步驟: a)提供晶圓或裸片， b)將所述晶圓或所述裸片放置在底座上， c)圍繞待處理的所述面提供用于環(huán)繞邊界的材料， d)施加用于所述環(huán)繞邊界的所述材料，使得圍繞待處理的所述面形成凹部，液體不能夠從所述凹部中流出，以及 e)用處理液填充所述凹部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中用于所述環(huán)繞邊界的所述材料形成環(huán)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或 2所述的方法，其中在步驟d)之后施加用于所述環(huán)繞邊界的所述材料，使得存在從所述邊界的上邊緣朝向要清潔的面下降的斜面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的方法，所述處理液的處理效果通過所述處理液的升溫和/或振蕩來改善。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的方法，其中所述處理包括清潔。
6.根據(jù)權(quán)利要求4和5所述的方法，其中清潔效果通過超聲波發(fā)生器來促進(jìn)，所述超聲波發(fā)生器在步驟e)之后被浸入到所述處理液中。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6之一所述的方法，其中所述凹部設(shè)計成使得其底面完全地通過所述晶圓或所述裸片形成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7之一所述的方法，所述方法包括:通過離心作用和/或抽吸和/或排放來移除處理液。
9.設(shè)計成用于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1至8之一所述的方法的裝置。
10.用于根據(jù)權(quán)利要求2至8之一所述的方法的環(huán)，其中所述環(huán)包括從上邊緣向內(nèi)部傾斜下降的環(huán)繞面，并且在所述傾斜下降的環(huán)繞面的下邊緣的區(qū)域中包括用于密封的結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)從壓緊面、O形環(huán)、密封唇和用于負(fù)壓的留空部中選擇。
11.用于根據(jù)權(quán)利要求2至8之一所述的方法的環(huán)或者根據(jù)權(quán)利要求10所述的環(huán)，所述環(huán)包括排放裝置或抽吸裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于對晶圓或裸片上的面進(jìn)行處理的方法，包括下述步驟a)提供晶圓或裸片，b)將晶圓或裸片放置在底座上，c)圍繞待清潔的面提供用于環(huán)繞邊界的材料，d)施加用于環(huán)繞邊界的材料，使得圍繞待清潔的面形成凹部，液體不能從所述凹部中流出，以及e)用處理液填充所述凹部。
文檔編號H01L21/67GK103238211SQ201180057666
公開日2013年8月7日 申請日期2011年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月30日
發(fā)明者馬德琳·皮耶卡斯, 維爾納·帕姆勒, 安德烈亞斯·格羅斯, 安德烈亞斯·盧伊布勒, 弗朗茨·里克特 申請人:薄型材料公司