一种中大尺寸蓝宝石晶圆图案化制程蚀刻后清洗装置及方法
【专利摘要】本发明公开一种中大尺寸蓝宝石晶圆图案化制程蚀刻后清洗装置，由电机、真空吸附台和顶部喷头组成，真空吸附台安装在电机的输出端，真空吸附台中形成通气道，通气道的下端接气源，真空吸附台上对应蓝宝石晶圆的底面开设一圈出气孔与通气道的上端连接，顶部喷头安装在真空吸附台上方。本发明还公开一种中大尺寸蓝宝石晶圆图案化制程蚀刻后清洗方法。本发明可以避免交叉污染的现象，达到清洗的效果，进而提高了后续图案化制程及MOCVD制程的成品率及良率。
【专利说明】一种中大尺寸蓝宝石晶圆图案化制程蚀刻后清洗装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及蓝宝石晶圆图案化制程蚀刻后清洗【技术领域】，尤其涉及一种新式中大尺寸蓝宝石晶圆(>4吋)图案化制程蚀刻后清洗装置及方法，应用于PSS图案化蓝宝石晶圆衬底制作，改变传统之酸槽清洗技术为单片晶圆清洗技术。
【背景技术】
[0002]现行应用于中大尺寸蓝宝石晶圆图案化制程的晶圆，由于这些晶圆在经过黄光及蚀刻后，表面会有许多因蚀刻气体与光阻反应而产生的副产物，而此种副产物使用槽体式的请洗设备及制程，常常会造成较小尺寸的污染物及颗粒清除不易，并常造成交叉污染。常规的湿法技术在晶圆的表面上使用液流体来清除污染物，然而，它们的效率不佳，有时无法完全清除较小的污染物，因此部分污染物仍旧保留在晶圆的表面上。目前在蚀刻后的晶圆清洗制程，都是槽体式的清洗设备，如图1所示，是目前的蚀刻后清洗流程，采用酸槽，依次进行新丙酮兆声波清洗、去离子水清洗、SPM (硫酸过氧化氢混和清洗液，主要是由H2SO4与H2O2依比例组合，属于现有技术)清洗、去离子水兆声波清洗、cold SCl (低溫氨与过氧化氢混和清洗液，是指40°C之氨与过氧化氢混和清洗液)进行清洗和去离子水兆声波清洗。此种槽体式的清洗设备，每次必须整批进到清洗槽中，此种清洗技术应用于中大尺寸蓝宝石晶圆图案化制程中，不仅制程繁复，并且，常因硫酸或双氧水浓度下降而造成蚀刻后小尺寸的污染物不易清除，亦常造成整批性的交叉污染，容易于晶圆表面留下残存物，如微粒、污溃。而此种小型污染物也是目前现行常用的晶圆检验设备AOI不易验出的部分，常常在MOCVD的制程完成后，才发现这样的问题，这对生产线的管理、生产的成本、成品率及良率造成很大的影响，因为这些残存在晶圆表面的残留物在后续的磊晶制程(MOCVD)中会造成重大缺陷及图案异常，而此缺陷及图案异常就是磊晶(MOCVD)后的成品率及良率问题的主要杀手之一,而此种残留物也同样造成蓝宝石图案化制程的生产成本增加。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种中大尺寸蓝宝石晶圆(>4吋)图案化制程蚀刻后清洗装置及方法，以避免交叉污染的现象，达到清洗的效果，进而提高了后续图案化制程及MOCVD制程的成品率及良率。
[0004]为了达成上述目的，本发明的解决方案是:
一种中大尺寸蓝宝石晶圆图案化制程蚀刻后清洗装置，由电机、真空吸附台和顶部喷头组成，真空吸附台安装在电机的输出端，真空吸附台中形成通气道，通气道的下端接气源，真空吸附台上对应蓝宝石晶圆的底面开设一圈出气孔与通气道的上端连接，顶部喷头安装在真空吸附台上方。
[0005]所述顶部喷头包括两个去离子水喷头、SPM喷头和cold SCl喷头。
[0006]所述出气孔由下至上呈向外倾斜状。
[0007]—种中大尺寸蓝宝石晶圆图案化制程蚀刻后清洗方法，其步骤是:
第一步，将蓝宝石晶圆采用真空吸附台固定，开启真空吸附台下方的电机带动真空吸附台和蓝宝石晶圆旋转，转速200rpm ；
第二步，开启气源，由真空吸附台的通气道经出气孔向蓝宝石晶圆的底面喷气；
第三步，持续第一步和第二步，同时，用顶部喷头在蓝宝石晶圆顶部从中间往外喷洒SPM进行清洗；
第四步，持续第一步和第二步，同时，用顶部喷头在蓝宝石晶圆顶部从中间往外喷洒去离子水进行兆声波清洗；
第五步，持续第一步和第二步，同时，用顶部喷头在蓝宝石晶圆顶部从中间往外喷洒cold SCl进行清洗；
第六步，持续第一步和第二步，同时，用顶部喷头在蓝宝石晶圆顶部从中间往外喷洒去离子水进行兆声波清洗；
第七步，持续第一步，最后晶圆以每分钟1500-2000转的速度快速旋干，关闭电机即可。
[0008]采用上述方案后，本发明提供单片清洗的设备和新式清洗制程，通过蓝宝石晶圆旋转对于污染物产生一个离心力，将SPM由中间往外喷洒，使之与蚀刻后的副产物反应，而带兆声能能的去离子水及cold SCl让流体形成小的空化泡沫，有助于从晶圆的表面去除颗粒。此种新式蚀刻后清洗技术可确保不会产生交叉污染的现象，以达到清洗的效果，也提高了接下来的图案化制程及MOCVD制程的成品率及良率。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1是现有技术黄光涂布前的晶圆清洗制程示意图；
图2是本发明黄光涂布前的晶圆清洗制程示意图；
图3是本发明黄光涂布前的晶圆清洗装置使用示意图。
【具体实施方式】
[0010]如图3所示，本发明揭示了一种中大尺寸蓝宝石晶圆图案化制程蚀刻后清洗装置，由电机(常见构件，图中未示出)、真空吸附台I和若干顶部喷头2组成。
[0011]真空吸附台I安装在电机的输出端，真空吸附台I中形成通气道11，通气道11的下端接气源，真空吸附台I上对应蓝宝石晶圆10的底面开设一圈出气孔12与通气道11的上端连接。出气孔12由下至上呈向外倾斜状，以利于气体送出至蓝宝石晶圆10的底面边缘。
[0012]顶部喷头2安装在真空吸附台I上方。顶部喷头2包括两个去离子水喷头21、SPM喷头22和cold SCl喷头23，还可以根据需要增加顶部喷头2的个数。
[0013]如图2所示，本发明揭示的一种中大尺寸蓝宝石晶圆图案化制程蚀刻后清洗方法，使用图3所示装置进行清洗，其步骤是:
第一步，先将蓝宝石晶圆10采用真空吸附台I固定，再开启真空吸附台I下方的电机，由电机带动真空吸附台I和蓝宝石晶圆10旋转,转速200rpm ；
第二步，开启气源，气源可以是氮气等不发生反应的气体，由真空吸附台I的通气道11经出气孔12向蓝宝石晶圆10的底面喷气，借助此气体可以避免清洗液沿蓝宝石晶圆10边缘流到蓝宝石晶圆10背面而造成污染、受损；
第三步，持续第一步和第二步，使蓝宝石晶圆10维持旋转，出气孔12 —直从底部向蓝宝石晶圆10边缘持续喷气，同时，用顶部喷头2在蓝宝石晶圆10顶部从中间往外喷洒SPM进行清洗，主要用于去除晶圆上之有机物，达到清洗的效果，也提高了接下来的图案化制程及MOCVD制程的成品率及良率；
第四步，持续第一步和第二步，使蓝宝石晶圆10维持旋转，出气孔12 —直从底部向蓝宝石晶圆10边缘持续喷气，同时，用顶部喷头2在蓝宝石晶圆10顶部从中间往外喷洒去离子水进行兆声波清洗，主要用于将之前晶圆表面的SPM清除，并将微粒带走；
第五步，持续第一步和第二步，使蓝宝石晶圆10维持旋转，出气孔12 —直从底部向蓝宝石晶圆10边缘持续喷气，同时，用顶部喷头2在蓝宝石晶圆10顶部从中间往外喷洒coldSCl进行清洗,主要是碱性氧化,去除晶圆上的颗粒,和Au、Ag、Cu、N1、Cd、Zn、Ca、Cr等金属原子污染；
第六步，持续第一步和第二步，使蓝宝石晶圆10维持旋转，出气孔12 —直从底部向蓝宝石晶圆10边缘持续喷气，同时，用顶部喷头2在蓝宝石晶圆10顶部从中间往外喷洒去离子水进行兆声波清洗；
第七步，持续第一步，最后晶圆以每分钟1500转的速度快速旋干，关闭电机即可。
[0014]本发明实现了单片晶圆旋转清洗，不会产生交叉污染的现象，达到彻底清洗的效果，提高了接下来的图案化制程及MOCVD制程的成品率及良率。
【权利要求】
1.一种中大尺寸蓝宝石晶圆图案化制程蚀刻后清洗装置，其特征在于:由电机、真空吸附台和顶部喷头组成，真空吸附台安装在电机的输出端，真空吸附台中形成通气道，通气道的下端接气源，真空吸附台上对应蓝宝石晶圆的底面开设一圈出气孔与通气道的上端连接，顶部喷头安装在真空吸附台上方。
2.如权利要求1所述的一种中大尺寸蓝宝石晶圆图案化制程蚀刻后清洗装置，其特征在于:顶部嗔头包括两个去尚子水嗔头、SPM嗔头和cold SCl嗔头。
3.如权利要求1所述的一种中大尺寸蓝宝石晶圆图案化制程蚀刻后清洗装置，其特征在于:出气孔由下至上呈向外倾斜状。
4.一种中大尺寸蓝宝石晶圆图案化制程蚀刻后清洗方法，其特征在于步骤是: 第一步，将蓝宝石晶圆采用真空吸附台固定，开启真空吸附台下方的电机带动真空吸附台和蓝宝石晶圆旋转，转速200rpm ； 第二步，开启气源，由真空吸附台的通气道经出气孔向蓝宝石晶圆的底面喷气； 第三步，持续第一步和第二步，同时，用顶部喷头在蓝宝石晶圆顶部从中间往外喷洒SPM进行清洗； 第四步，持续第一步和第二步，同时，用顶部喷头在蓝宝石晶圆顶部从中间往外喷洒去离子水进行兆声波清洗； 第五步，持续第一步和第二步，同时，用顶部喷头在蓝宝石晶圆顶部从中间往外喷洒cold SCl进行清洗； 第六步，持续第一步和第二步，同时，用顶部喷头在蓝宝石晶圆顶部从中间往外喷洒去离子水进行兆声波清洗； 第七步，持续第一步，最后晶圆以每分钟1500-2000转的速度快速旋干，关闭电机即可。
【文档编号】B08B3/08GK104190652SQ201410391442
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年8月11日 优先权日:2014年8月11日
【发明者】刘伯彦, 王晓靁, 刘崇志, 钟其龙 申请人:厦门润晶光电有限公司