晶圓的清洗方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，尤其涉及一種晶圓的清洗方法。
【背景技術(shù)】
[0002]由于集成電路內(nèi)各元件及連線相當(dāng)微細(xì)，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(nèi)電路功能的損壞，形成短路或斷路等，導(dǎo)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(jìn)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(xué)溶液或氣體清除殘留在晶圓上的微塵、金屬離子及有機(jī)物之雜質(zhì)。
[0003]器件晶圓(特別是MEMS器件晶圓)對(duì)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(hù)芯片。在兩者鍵合之后，通常還需要將覆蓋晶圓進(jìn)行切割，以方便后續(xù)芯片的切割分離。然而，在覆蓋晶體的切割工藝中，會(huì)產(chǎn)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(yán)重的還會(huì)引起芯片失效。
[0004]具體的現(xiàn)有器件晶圓的清洗方法大致經(jīng)過以下幾個(gè)階段:
[0005]如圖1所不，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(gè)芯片(未示出)。
[0006]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(duì)應(yīng)的多個(gè)凹槽210。凹槽210具有側(cè)壁211。
[0007]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(duì)應(yīng)鍵合，且形成多個(gè)空腔結(jié)構(gòu)220，圖3中，顯示了用一個(gè)虛線框(未標(biāo)注)包圍的其中一個(gè)空腔結(jié)構(gòu)220作為代表，每個(gè)空腔結(jié)構(gòu)220具有空腔221，第一表面100A上的芯片表面中，至少部分結(jié)構(gòu)被空置在空腔221中，以利用空腔結(jié)構(gòu)220對(duì)這些結(jié)構(gòu)進(jìn)行保護(hù)。
[0008]如圖4所示，對(duì)圖3中鍵合后的覆蓋晶圓200進(jìn)行切割，使各空腔結(jié)構(gòu)220分立。由于在覆蓋晶圓200的切割過程中，會(huì)產(chǎn)生大量的硅粉顆粒等雜質(zhì)，導(dǎo)致雜質(zhì)殘留在器件晶圓100的第一表面100A上，具體會(huì)殘留在第一表面100A的焊盤上，影響焊盤與后面導(dǎo)線的焊接等工藝，產(chǎn)生良率和可靠性問題，因此，在對(duì)覆蓋晶圓200進(jìn)行切割之后，需要進(jìn)行清洗。
[0009]請(qǐng)繼續(xù)參考圖4，清洗時(shí)，通常將器件晶圓100平放在工作平臺(tái)(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(gè)沖洗噴頭301的噴洗裝置300與器件晶圓正對(duì)設(shè)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(shí)，還可以旋轉(zhuǎn)工作平臺(tái)以帶動(dòng)器件晶圓100旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而使得清洗溶液在沖洗器件晶圓100后及時(shí)被器件晶圓100甩出，相應(yīng)的不溶雜質(zhì)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。
[0010]然而，現(xiàn)有晶圓的清洗方法對(duì)晶圓的清洗效果不佳。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011 ] 本發(fā)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，提聞晶圓上芯片的良率。
[0012]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種晶圓的清洗方法，包括:
[0013]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(gè)芯片；
[0014]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--對(duì)應(yīng)的多個(gè)凹槽；
[0015]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(duì)應(yīng)鍵合，且形成多個(gè)空腔結(jié)構(gòu)；
[0016]對(duì)鍵合后的所述覆蓋晶圓進(jìn)行切割，使各空腔結(jié)構(gòu)分立；
[0017]在進(jìn)行所述切割工藝之后，將所述第一表面朝下設(shè)置；
[0018]對(duì)所述空腔結(jié)構(gòu)外表面和朝下設(shè)置的所述第一表面進(jìn)行清洗。
[0019]可選的，所述清洗包括:采用稀氫氟酸對(duì)所述第一表面和所述空腔結(jié)構(gòu)外表面進(jìn)行沖洗。
[0020]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(shí)間為5s?25s。
[0021]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(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)速度為50rmp?500rmp。
[0022]可選的，在所述沖洗過程中，所述稀氫氟酸的沖壓壓強(qiáng)為2psi?5psi。
[0023]可選的，在采用稀氫氟酸對(duì)所述第一表面和所述空腔結(jié)構(gòu)的外表面進(jìn)行清洗之前，所述清洗還包括:采用去離子水對(duì)所述第一表面和所述空腔結(jié)構(gòu)的外表面進(jìn)行預(yù)清洗。
[0024]可選的，在采用稀氫氟酸對(duì)所述第一表面和所述空腔結(jié)構(gòu)的外表面進(jìn)行清洗之后，所述清洗還包括:對(duì)所述第一表面和所述空腔結(jié)構(gòu)的外表面進(jìn)行吹干處理。
[0025]可選的，所述吹干處理采用的氣體為氮?dú)?，所述吹干處理采用的溫度范圍?0°C?60°C，所述吹干處理采用的時(shí)間范圍為30s?300s。
[0026]可選的，將所述第一表面朝下設(shè)置時(shí)，所述第一表面與水平面的夾角為O °?30。0
[0027]可選的，所述器件晶圓為MEMS晶圓，所述第一表面具有MEMS振蕩器，所述MEMS振蕩器位于所述空腔結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)。
[0028]可選的，所述第一表面具有焊盤，當(dāng)形成所述空腔結(jié)構(gòu)后，所述焊盤位于所述空腔結(jié)構(gòu)的外側(cè)。
[0029]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0030]本發(fā)明的技術(shù)方案在清洗器件晶圓之前，將鍵合形成有空腔結(jié)構(gòu)的器件晶圓第一表面朝下設(shè)置，然后再對(duì)空腔結(jié)構(gòu)外表面和朝下設(shè)置的器件晶圓第一表面進(jìn)行清洗。由于第一表面朝下設(shè)置，因此，在清洗過程中，雜質(zhì)會(huì)在重力作用從第一表面和空腔結(jié)構(gòu)外表面脫落下來，從而使清洗后的晶圓更加干凈。更重要的是，原本形成有空腔結(jié)構(gòu)的器件晶圓第一表面中，各分立的空腔結(jié)構(gòu)會(huì)阻擋雜質(zhì)被清洗溶液沖洗去除，即雜質(zhì)會(huì)堆積在第一表面上的沖洗死角。但是當(dāng)將第一表面朝下設(shè)置時(shí)，雜質(zhì)可以自由向下脫落，防止雜質(zhì)堆積，進(jìn)一步增加了晶圓清洗后的潔凈度。
[0031]進(jìn)一步，采用稀氫氟酸對(duì)所述第一表面和所述空腔結(jié)構(gòu)外表面進(jìn)行沖洗。覆蓋晶圓切割后產(chǎn)生的雜質(zhì)主要是硅粉顆粒，由于硅粉顆粒的體積較小，比表面積較大，因此硅粉顆粒表面能較大，硅粉顆粒表面易于被氧化成氧化硅。為此，可以采用稀氫氟酸清洗表面被氧化硅覆蓋的硅粉顆粒。然而，通常各種酸對(duì)金屬的腐蝕作用均大于對(duì)氧化硅的作用。因此，在清洗去除硅粉顆粒的同時(shí)，勢必會(huì)對(duì)晶圓表面的金屬焊盤造成腐蝕。但是，本發(fā)明技術(shù)方案主要就是利用稀氫氟酸對(duì)金屬焊盤表面的腐蝕作用(并部分利用稀氫氟酸對(duì)硅粉顆粒表面氧化硅的腐蝕作用)，使硅粉顆粒與金屬焊盤相分離，從而在稀氫氟酸沖洗作用下，使硅粉顆粒從焊盤表面脫離，并在重力作用和液體沖洗共同作用下脫落下來，從而使晶圓表面更加潔凈。
【附圖說明】
[0032]圖1是現(xiàn)有晶圓清洗方法提供的器件晶圓示意圖；
[0033]圖2是現(xiàn)有晶圓清洗方法提供的覆蓋晶圓TJK意圖；
[0034]圖3是現(xiàn)有晶圓清洗方法將覆蓋晶圓與器件晶圓鍵合后的示意圖；
[0035]圖4是現(xiàn)有晶圓清洗方法對(duì)鍵合后的覆蓋晶圓進(jìn)行切割，并在切割后對(duì)器件晶圓進(jìn)行清洗的示意圖；
[0036]圖5是本發(fā)明實(shí)施例晶圓清洗方法所提供的器件晶圓示意圖；
[0037]圖6是本發(fā)明實(shí)施例晶圓清洗方法所提供的覆蓋晶圓TJK意圖；
[0038]圖7是本發(fā)明實(shí)施例晶圓清洗方法將覆蓋晶圓與器件晶圓鍵合后的示意圖；
[0039]圖8是本發(fā)明實(shí)施例晶圓清洗方法對(duì)覆蓋晶圓進(jìn)行切割的TJK意圖；
[0040]圖9是圖8中位于虛線框內(nèi)結(jié)構(gòu)的放大示意圖；
[0041]圖10是本發(fā)明實(shí)施例對(duì)鍵合