单晶圆兆声清洗技术研究及兆声喷头方案优化

成 熟 的 清 洗 工 艺 ， 本 多 电 子 、Ｒ Ｂ ＡＮＳ Ｎ、 Ｏ Ｓ ＮＯＳ 、 Ｒ ＹＳ等 超声 生产 厂 商也 都有 针对 单 Ｏ ＹＳ Ｐ ＯＳ 晶 圆清 洗 的兆声 喷头 产 品。但 是 由于 国 内单 晶 圆清 洗 技术 还 处在起 步阶 段 ，对 于 晶 圆的兆 声清洗 技 术
型 的清洗 工 艺 ， 以确 保 Ｉ Ｃ规 格 、 能指 标及 可 靠 性 性 不 因污染 影 响而 下 降 。此 外 ， 法 批 处 理技 术 也 无 湿 法 满足 快 速 热处 理 工 艺和 Ｃ Ｄ 技术 。 于 此 ， Ｖ 基 驱使
也还处 于槽 式批 量清 洗阶 段 ，所 以国 内对 于单 晶 圆 的兆声 清洗 技术还 是 少有研 究 。
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目前 ，在 国外 单 晶圆兆 声清洗 技 术 己得到 了较 深入 的研 究＿ １ ］ 设 备 中 己广泛 应用 。Ｓ Ｅ 并在 Ｓ Ｃ公 司等 单 晶圆设 备制造 商都 有 自己专 利 的兆 声喷头 和 比较
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电 子 工 业 苣 用 设 备
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清 洗 技 术 与 设 备
单 晶 圆兆 声清 洗技 术研 究
及兆 声 喷头 方案优 化
刘 永 进 ， 建 科 ，冯小 强 杜
ｆ 国 电 子 科 技 集 团公 司 第 四十 五 研 究 所 ， 京 １ １０ ） 中 北 ０６ １
收 稿 日期 ： ０ ０ １ － ２ １ — １０ｌ
清洗 技 术 与设 备
清 洗设 备 向单 片式 发展 的主 要 因素仃 ：
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电 子 工 业 董 用 设 备
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由于尖嘴式兆声喷头尖嘴直径一般只有 ２ ４ｍｍ， ～
相对 于 晶圆片可 以看做 一个 点 ， 且尖 品率损 失的风 险； 批 处理 ： 中圆片传 递 的交 叉污 染 ； Ｌ艺 圆片 的背面 、 面和 边缘 清洗 的要求 ； 斜
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的能量主要 集 中于喷嘴 处 ，所 以尖嘴 式兆 声喷 头对 晶圆片能量 相 当于 一 点作用 。虽然 晶圆旋 转 的同 时 喷头 做扫描运 动在足 够长 的时 间里可 以将 整个 晶 圆 片覆 盖 ， 但会 出现如 图 ２所 示 的效果 。 间较短 时如 时 图 ２ ａ所 示 ， （） 随着 时 间 的延长 ， 量 扫 略过 的 的区 能 域如 图 ２ ｂ 所示 。即应用尖 嘴式兆 声会 现在 晶圆 （） 片上 能量分布 不均 的情况 ， 的区域被 重复清 洗 ， 有 而 有 的区域却 没有被清 洗到 。如 果要所 有 的区域 都被 清洗 干净 ，就必须 大幅度 的延 长清洗 时 间，影 响效 率 。并 日有研 究ｌ ． ５ ｌ 明， 已表 过度 的清 洗会造 成 晶圆片 的损伤 。因此必须提 高兆 声清洗 的均 匀性 。
１ 单 晶 圆 兆 声 清 洗 技 术 的必 要 性
１１单 晶 圆清 洗技 术 的 必 要性 ．
随着 ３ ０ｍｍ 圆 片和 ９ ｍ 工 艺 时期 的到 来 ， ０ ０ｎ
传 统 的批 处 理 清 洗 技 术 在 诸 多工 艺 因 素 的 驱 动 下
已难 以适 应 湿 法清 洗 ， 备 工 艺过 程 中需要 引入 新 制
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减 少薄膜 材 料 的损 失 ； 化 学机械 抛 光 （ ＭＰ 后 的刷洗 技 术 ； Ｃ ）
适用 于 多 品种 、 小批 最 的产 品 。
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为 了满足 ＿ 述要 求 ， 圆 片清 洗技 术 得 到 了半 卜 单 导 体业 界更 多 的认 同 ， 目前 众 多 的 晶圆代 、 ｒ 超 大 规 模 集 成 电路 （ ｓ） Ｕ Ｓ 制 造 业 都逐 步 倾 ＶＬ Ｉ和 Ｌ Ｉ 向于 引进 单 圆片湿 法清 洗 技术 ， 降低批 处 理清 洗 以 中交叉 污染 的风 险 。
摘 要 ： 于单 晶圆兆 声清 洗的 原理 ， 基 分析 了针 对单 晶 圆兆声 清洗 的 多种 方案 的优 缺 点 ， 出 了适 提
合单 晶 圆兆 声清 洗的优 化 方案 。
关键 词 ： 晶 圆；兆 声；清 洗 单
中 图 分 类 号 ： Ｈ１２ Ｔ ３ 文献标 识 码 ： Ｂ 文 章 编 号 ： ０ ４４ ０ （０ １Ｏ －０ ５０ １ ０ —５ ７ ２ １ ） １ １—３ ０
１２ 兆 声 清 洗 的 原 理 ．
兆 声波 清 洗 技 术【 １ 但保 存 了超 声 波 清 洗 的 ２不 ＿ 优 点， 月克服 了它 的不足 。兆 声波清 洗 的机 理 是 而 Ｊ
Ｓ ｕ ｆＳｉ ｌ －ｗａ ｅ ｅ ａ ｏ ｃ Ｃｌａ ｎｇ ａ ｔ ｄｙ ｏ ｎｇ ｅ ｆ ｒ Ｍ ｇ ｓ ｎｉ ｅ ｎｉ ｎｄ Ｏｐｔｍ ｉａ ｉ ｎ ｏ ｉ ｚ ｔｏ ｆ Ｍ ｅ ａ ｏ ｉ ｚ ｌ ｇ ｓ ｎ ｃ Ｎｏ ｚｅ
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