[發(fā)明專利]一種集成電路晶圓再生制程的處理裝置及加工方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010098701.9
• 申請日: 2020-02-18
• 公開（公告）號: CN111276432A
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蘇晉苗;蘇冠暐
• 申請（專利權(quán)）人: 北京芯之路企業(yè)管理中心（有限合伙）
• 主分類號: H01L21/67
• 分類號: H01L21/67;H01L21/02;B24B53/017;B24B37/04
• 代理公司: 北京中企訊專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11677
• 代理人: 熊亮

本發(fā)明涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種集成電路晶圓再生制程的處理裝置及加工方法，包括激光除膜裝置、化學(xué)機(jī)械拋光裝置和清洗與檢測裝置，所述激光除膜裝置用于對晶圓表面的薄膜移除；所述化學(xué)機(jī)械拋光裝置用于對移除薄膜后的晶圓表面進(jìn)行拋光處理，所述清洗與檢測裝置用于對拋光后的晶圓表面進(jìn)行清洗和晶圓檢測，本發(fā)明提高晶圓再生與生產(chǎn)效率，減少超純水與化學(xué)品用量，消弭產(chǎn)品缺陷的效果，并最終達(dá)到了增加產(chǎn)能、提升良率、節(jié)能環(huán)保等目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，具體領(lǐng)域為一種集成電路晶圓再生制程的處理裝置及加工方法。

背景技術(shù)

隨著集成電路技術(shù)的蓬勃發(fā)展，如今的制程工藝正在向著積層化與細(xì)微化發(fā)展，集成電路制造中制程已進(jìn)入多金屬層與多復(fù)合材質(zhì)介電絕緣層堆疊之世代，且硅晶圓原材料因供需不平衡日趨昂貴、晶圓制造的高耗能與環(huán)保問題等，再生晶圓產(chǎn)業(yè)更形重要。其中，傳統(tǒng)晶圓再生以物理或化學(xué)方法除膜，再以化學(xué)或機(jī)械方式進(jìn)行研磨與拋光，最后清洗完成，其制程繁復(fù)、物理除膜容易造成晶圓損傷與破片、化學(xué)除膜使用化學(xué)品種類多，因此存在環(huán)境保護(hù)規(guī)范下廢水廢液處理與硅基材損傷造成晶圓再生回收利用率低等問題。

集成電路制造的制程中，可能有下述情況：(1)晶圓上在形成某一種材料薄膜層的沉積、擴(kuò)散、或光刻圖形、或除去一部分之薄膜層的蝕刻等制程階段，若當(dāng)階段性檢測其參數(shù)不符合管制規(guī)格時，晶圓就無法被傳送至其次制造流程，即為不良晶圓(NG wafer)而中途被報廢；(2)制造過程中使用的監(jiān)控晶圓(Monitor wafer)、或虛檔片晶圓(Dummywafer)，只用來作某階段制程的監(jiān)控與參數(shù)檢測，無法繼續(xù)使用的即為用過的報廢控片與擋片晶圓。

所述的不良晶圓或用過的控片與擋片晶圓，因晶圓基材并無損傷，而僅為晶圓表面存在的薄膜層或圖形存在不良瑕疵，故若除去晶圓表面的不良狀態(tài)，即可回復(fù)到初級晶圓狀態(tài)再于使用，即所述的晶圓再生制程。

習(xí)知所述的半導(dǎo)體或集成電路晶圓再生制程方法，其中，傳統(tǒng)晶圓再生制程事先辨識晶圓表面膜層將其分類，以物理或化學(xué)方式除膜，再以化學(xué)或機(jī)械方式進(jìn)行研磨與拋光，最后經(jīng)過清洗、檢測完成晶圓再生工作；其步驟包括：膜層分類、化學(xué)品除膜與物理除膜、化學(xué)機(jī)械研磨，必須在除膜前要依照制程膜層分類，且使用對應(yīng)不同膜層材料的化學(xué)品，除制程繁復(fù)外也易造成硅基材損傷，除膜后必需以拋光或研磨與拋光兩者搭配作業(yè)大量移除受損層。由于制程繁復(fù)、物理除膜容易造成晶圓損傷與破片、化學(xué)除膜使用化學(xué)品種類多，因此存在環(huán)境保護(hù)規(guī)范下廢水廢液處理與硅基材損傷造成晶圓再生回收利用率低等問題。

所述習(xí)知的傳統(tǒng)晶圓再生制程方法，其步驟如請參閱第1圖，傳統(tǒng)晶圓再生之主要制程依序包括：膜層分類(Filmsorting)、依照膜層種類選擇去膜方式有化學(xué)除膜(Chemicalfilmstripping)與物理除膜(Physicalfilmstripping)、研磨(Lapping)或拋光(Polishing)、消除殘留應(yīng)力(Removal stress by etching or annealing)、清洗晶圓(Wafer clean)、晶圓表面檢測(Surfacechecking)、最終檢驗(Final inspection)、品管品保與包裝(QC/QAandPackage)。其中如有殘留膜或多層膜存在或表面檢測不合格，則需返工回到物理除膜或拋光等步驟，再次循環(huán)一次。

其中，所述的傳統(tǒng)研磨方式無法達(dá)到的質(zhì)量要求，晶圓容易龜裂或破片，而且去除量大，容易形成質(zhì)變，必須先用化學(xué)蝕刻去除才能進(jìn)行拋光，環(huán)保與材料耗用等問題。對于如何減少表面破損層(SurfaceDamage)、降低殘留應(yīng)力產(chǎn)生的翹曲(Warp)尚存在著技術(shù)瓶頸。另外也因為晶圓的分類困難度高，如何以選擇經(jīng)濟(jì)且正確的制程參數(shù)進(jìn)行研磨、拋光及清洗過程，往往需要長時間的制程改善與經(jīng)驗累積，而且是耗時、耗能、耗材、耗費高昂，也有二次污染的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種集成電路晶圓再生制程的處理裝置及其使用方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中晶圓再生制程耗時、耗能、耗材、耗費高昂，也有二次污染的問題。