[發(fā)明專利]一種MEMS晶圓清洗方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011180723.6
• 申請日: 2020-10-29
• 公開（公告）號: CN112320753A
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李勝利;王春水;劉天福;羅學(xué)強
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢高芯科技有限公司
• 主分類號: B81C1/00
• 分類號: B81C1/00
• 代理公司: 北京匯澤知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11228
• 代理人: 吳靜

一種MEMS晶圓清洗方法，通過將晶圓浸泡在去膠液中，除去晶圓上的光阻；將聚合物清洗液噴灑到旋轉(zhuǎn)的晶圓上，除去干法刻蝕過程中形成的聚合物；用側(cè)壁噴頭噴灑去電離水對晶圓沖洗，清洗掉殘留在晶圓上的聚合物清洗液；用擺臂噴頭噴灑高壓二流體去電離水和常壓去電離水，對晶圓進(jìn)行沖洗并旋轉(zhuǎn)甩干。本發(fā)明巧妙地運用了聚合物清洗液可以與水互溶的原理，迅速采用可短時間內(nèi)噴出的側(cè)壁去電離水沖洗，可避免晶圓沖水不及時帶來的膠顆粒殘留問題，與現(xiàn)有MEMS晶圓清洗工藝相比，本發(fā)明能提高高溫循環(huán)狀態(tài)下聚合物清洗液的使用壽命；省去了傳統(tǒng)工藝中的IPA沖洗工藝。不僅可以顯著降低企業(yè)成本，還能減少IPA廢液帶來的環(huán)境污染，符合綠色發(fā)展的理念。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是MEMS制造領(lǐng)域,特別涉及一種MEMS晶圓清洗方法。

背景技術(shù)

微機電系統(tǒng)(MEMS)的尺寸在1微米到100微米量級，廣泛應(yīng)用于汽車、電子、航空航天、生物醫(yī)療等領(lǐng)域，其核心功能是將物理信號轉(zhuǎn)換為電子設(shè)備能夠識別的電信號。因此，MEMS器件通常包含孔、通道、膜、腔、懸臂等一系列感知環(huán)境變量的結(jié)構(gòu)。隨著人工智能、5G、物聯(lián)網(wǎng)等產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，推動MEMS不斷向低功耗、智能化、集成化和微型化的方向演進(jìn)。MEMS微型化趨勢的不可逆性，使得MEMS器件的特征尺寸不斷縮小，對濕法清洗工藝提出了更高的要求。

MEMS清洗洗方案大體上可以分為干法和濕法兩類，但濕法清洗為主流方案，占整個清洗制程90％以上。按照一次清洗的晶圓數(shù)量濕法可分為批量清洗(Batch cleaning)、單晶圓清洗(Single wafer cleaning)、批量和單晶圓組合的三種模式。由于MEMS結(jié)構(gòu)的特殊性，單純的批量清洗很難將微孔、微通道、微腔的里的聚合物去除干凈；單晶圓清洗時間長且往往需要借助高壓二流體的作用，容易損傷MEMS的微小結(jié)構(gòu)。批量和單晶圓組合的清洗模式逐漸成為MEMS先進(jìn)制程的主流。該工藝方案，先將晶圓批量浸泡一定時間，再將晶圓以單片模式進(jìn)行清洗，可減少高壓二流體的作用時間，既能保證清洗效果，又能避免MEMS結(jié)構(gòu)坍塌損壞。

批量和單晶圓組合的清洗工藝一般包括：先用去膠液浸泡，除去大部分光阻；再用聚合物清洗液分別以二流體和常壓的形式噴灑到旋轉(zhuǎn)的晶圓上，除去干法刻蝕形成的聚合物；然后用側(cè)壁IPA(異丙醇)噴灑，洗去清洗劑；最后用去電離水沖洗除去IPA并旋轉(zhuǎn)甩干。其中聚合物清洗液工序?qū)φ麄€清洗效果至關(guān)重要。高溫狀態(tài)下聚合物清洗液的溶劑及有效成分容易揮發(fā)，溶劑的揮發(fā)導(dǎo)致膠顆粒溶解度下降，特別是在高揮發(fā)性IPA的作用下，膠顆粒析出更加嚴(yán)重。膠顆粒粘附在晶圓上，很難通過后續(xù)的工步清洗干凈，這時就需要更換藥液。研究發(fā)現(xiàn)高溫下所用聚合物清洗液的平均使用壽命較短，平均為3天，亟需對現(xiàn)用工藝進(jìn)行優(yōu)化，以延長其使用壽命，降低生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述問題，提出了本發(fā)明以便提供一種克服上述問題或者至少部分地解決上述問題的一種MEMS晶圓清洗方法。

為了解決上述技術(shù)問題，本申請實施例公開了如下技術(shù)方案：

一種MEMS晶圓清洗方法，包括：

S100.將晶圓浸泡在去膠液中，除去晶圓上的光阻；

S200.將聚合物清洗液噴灑到旋轉(zhuǎn)的晶圓上，除去干法刻蝕過程中形成的聚合物；

S300.用側(cè)壁噴頭噴灑去電離水對晶圓沖洗，清洗掉殘留在晶圓上的聚合物清洗液；

S400.用擺臂噴頭噴灑高壓二流體去電離水和常壓去電離水，對晶圓進(jìn)行沖洗并旋轉(zhuǎn)甩干。

進(jìn)一步地，S100中，去膠液溫度為85℃。

進(jìn)一步地，S100中，在晶圓浸泡過程中將晶圓上下抖動。

進(jìn)一步地，S200中，聚合物清洗液分別以二流體和常壓的形式噴灑到旋轉(zhuǎn)的晶圓上。