[發明專利]晶圓的清洗方法

在審

• 申請號: 201410307467.0
• 申請日: 2014-06-30
• 公開（公告）號: CN105206505A
• 公開（公告）日: 2015-12-30
• 發明（設計）人: 肖啟明;江博淵
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造(上海)有限公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 吳圳添;駱蘇華

技術領域

本發明涉及半導體制造領域，尤其涉及一種晶圓的清洗方法。

背景技術

由于集成電路內各元件及連線相當微細，因此制造過程中，如果遭到塵粒、金屬的污染，很容易造成晶片內電路功能的損壞，形成短路或斷路等，導致集成電路的失效以及影響幾何特征的形成。因此除了在芯片制作過程中要排除外界的污染源外，在芯片制作完成后需要進行清洗工作。清洗工作是在不破壞晶圓表面特性及電特性的前提下，有效地使用化學溶液或氣體清除殘留在晶圓上的微塵、金屬離子及有機物之雜質。

器件晶圓(特別是MEMS器件晶圓)對顆粒極為敏感，然而器件晶圓通常需要與具有凹槽的覆蓋晶圓相鍵合，使凹槽鍵合在器件晶圓的芯片表面上，以保護芯片。在兩者鍵合之后，通常還需要將覆蓋晶圓進行切割，以方便后續芯片的切割分離。然而，在覆蓋晶體的切割工藝中，會產生大量顆粒掉落在器件晶圓表面，影響晶圓表面上的芯片的可靠性，嚴重的還會引起芯片失效。

具體的現有器件晶圓的清洗方法大致經過以下幾個階段：

如圖1所示，提供器件晶圓100，器件晶圓100具有第一表面100A，第一表面100A具有多個芯片(未示出)。

如圖2所示，提供覆蓋晶圓200，覆蓋晶圓200具有第二表面200A，第二表面200A具有與所述芯片對應的多個凹槽210。凹槽210具有側壁211。

如圖3所示，將覆蓋晶圓200與器件晶圓100鍵合，使覆蓋晶圓200的凹槽210與器件晶圓100的所述芯片對應鍵合，且形成多個空腔結構220，圖3中，顯示了用一個虛線框(未標注)包圍的其中一個空腔結構220作為代表，每個空腔結構220具有空腔221，第一表面100A上的芯片表面中，至少部分結構被空置在空腔221中，以利用空腔結構220對這些結構進行保護。

如圖4所示，對圖3中鍵合后的覆蓋晶圓200進行切割，使各空腔結構220分立。由于在覆蓋晶圓200的切割過程中，會產生大量的硅粉顆粒等雜質，導致雜質殘留在器件晶圓100的第一表面100A上，具體會殘留在第一表面100A的焊盤上，影響焊盤與后面導線的焊接等工藝，產生良率和可靠性問題，因此，在對覆蓋晶圓200進行切割之后，需要進行清洗。

請繼續參考圖4，清洗時，通常將器件晶圓100平放在工作平臺(未示出)上，具有芯片的第一表面100A朝上(朝上指背離地面)，具有多個沖洗噴頭301的噴洗裝置300與器件晶圓正對設置，并且沖洗噴頭301朝下(朝下指朝向地面)，清洗溶液從上而下沖洗晶圓。清洗時，還可以旋轉工作平臺以帶動器件晶圓100旋轉，進而使得清洗溶液在沖洗器件晶圓100后及時被器件晶圓100甩出，相應的不溶雜質也被清洗溶液一同帶出，從而使清洗后的器件晶圓100表面更加清凈。

然而，現有晶圓的清洗方法對晶圓的清洗效果不佳。

發明內容

本發明解決的問題是提供一種晶圓的清洗方法，以使得清洗后的晶圓更加干凈，提高晶圓上芯片的良率。

為解決上述問題，本發明提供一種晶圓的清洗方法，包括：

提供器件晶圓，所述器件晶圓具有第一表面，所述第一表面具有多個芯片；

提供覆蓋晶圓，所述覆蓋晶圓具有第二表面，所述第二表面具有與所述器件晶圓中的芯片一一對應的多個凹槽；

將所述覆蓋晶圓與所述器件晶圓鍵合，使所述覆蓋晶圓的凹槽與所述器件晶圓的芯片對應鍵合，且形成多個空腔結構；

對鍵合后的所述覆蓋晶圓進行切割，使各空腔結構分立；

在進行所述切割工藝之后，將所述第一表面朝下設置；

對所述空腔結構外表面和朝下設置的所述第一表面進行清洗。

可選的，所述清洗包括：采用稀氫氟酸對所述第一表面和所述空腔結構外表面進行沖洗。

可選的，在所述沖洗過程中，所述稀氫氟酸中氟化氫與水的體積比濃度為0.1％～5.0％，所述稀氫氟酸的清洗時間為5s～25s。

可選的，在所述沖洗過程中，所述器件晶圓繞垂直所述第一表面且過所述第一表面圓心的直線旋轉，旋轉速度為50rmp～500rmp。

可選的，在所述沖洗過程中，所述稀氫氟酸的沖壓壓強為2psi～5psi。

可選的，在采用稀氫氟酸對所述第一表面和所述空腔結構的外表面進行清洗之前，所述清洗還包括：采用去離子水對所述第一表面和所述空腔結構的外表面進行預清洗。

可選的，在采用稀氫氟酸對所述第一表面和所述空腔結構的外表面進行清洗之后，所述清洗還包括：對所述第一表面和所述空腔結構的外表面進行吹干處理。