單晶圓兆聲清洗技術(shù)研究及兆聲噴頭方案優(yōu)化

單晶圓兆聲清洗技術(shù)研究及兆聲噴頭方案優(yōu)化單晶圓兆聲清洗技術(shù)研究及兆聲噴頭方案優(yōu)化f中國電子科技集團公司第四十五研究所，北京101601)合單晶圓兆聲清洗的優(yōu)化方案.StudyofSingle-waferMegasonicCleaningandOptimizationofLluYongjin.DUJianke,(The45thResearchlnstituteofwafermegasoniccleaning,meaprovedmeasureisindicaKeywords:Single-wafer;Mega單晶圓設(shè)備制造商都有自己專利的兆聲噴頭和比較SONOSYS,PROSYS等超聲生產(chǎn)廠商也都有針對單的兆聲清洗技術(shù)還是少有研究.1單晶圓兆聲清洗技術(shù)的必要性隨著300mm圓片和90nm工藝時期的到來，傳統(tǒng)的批處理清洗技術(shù)在諸多工藝因素的驅(qū)動下清洗技術(shù)與設(shè)備清洗設(shè)備向單片式發(fā)展的主要因素仃：?降低大商徑圓片批處理中成品率損失的風險；?)?減少薄膜材料的損失；?大規(guī)模集成電路(VLsI)和ULSI制造業(yè)都逐步傾向于引進單圓片濕法清洗技術(shù)，以降低批處理清洗中交叉污染的風險.兆聲波清洗技術(shù)【2_1不但保存了超聲波清洗的優(yōu)點，而月J克服了它的不足.兆聲波清洗的機理是由高~(85okHz)頻振效應(yīng)并結(jié)合化學清洗劑的化學反應(yīng)對晶圓片進行清洗.在清洗時由換能器發(fā)出波長為1.5m頻率為0.8MHz的高能聲波.溶液度可達到30cm/s.因此形成不了超聲波清洗那樣使拋光片表面附著的污染物和細小微粒被強制除兩種方法的作用【4_.2存在的問題分析般的單晶圓兆聲清洗方式都是采用尖嘴形兆聲噴頭T擺留~晶圓旋轉(zhuǎn)圖1單晶圓兆聲清洗原理圖由于尖嘴式兆聲噴頭尖嘴直徑一般只有2～4mm,噴頭做掃描運動在足夠長的時間里可以將整個晶圓域如圖2(b)所示.即應(yīng)用尖嘴式兆聲會現(xiàn)在晶圓的損傷.因此必須提高兆聲清洗的均勻性.短時間兆商箭骺能旱=分長時間兆聲清洗后能量分布圖2尖嘴式兆聲在晶圓上能量分布PC高聲洗勻性的方案可行性論證到達噴頭1平面與晶圓之間的水層.分的兆聲波被噴頭內(nèi)部兆聲頭平面反射回兆聲換能器有較大的損害.即去掉兆聲振予與噴頭問的水層，消除低密度面到高密度面造成的對兆聲波的反射作用(如圖4所示),兆聲能量覆蓋的晶圓面積增大.DI水由噴頭側(cè)面射向噴頭底部.-電子工業(yè)董用設(shè)備清洗技術(shù)與設(shè)備晶圓1(a)尖嘴式兆聲噴頭(b)改進后的兆聲噴頭圖3尖嘴式兆聲噴頭的尖嘴改成平嘴示意圖品4結(jié)論圖4壓電陶瓷直接粘貼在石英振板表面示意圖頭無法做到大功率，否則高能兆聲波會將石英層振從噴頭側(cè)面注入，兆聲振板與晶圓之間水膜形成效方案三：如果取第一種方案的水膜形成優(yōu)勢和第二中方案的兆聲能量的大面積覆蓋，則形成了圖材料采用藍寶石.藍寶石堅硬的優(yōu)點使得兆聲能量這種方案成本較高.圓成一定的角度，這樣在晶圓上形成兆聲波能量成種方案雖然兆聲能量仍然不能非常均勻的分布，但是從綜合成本和清洗效果兩種因素考慮，這種方案較為實用.DI水入源線及冷管路圖5圓盤式兆聲噴頭示意圖晶圓一圖6尖嘴式兆聲傾斜清洗示意圖genesisultra—purewatermegasonicwaferspincleaner[C].40thLunarandPlanetaryScienceConference,2009,1183.particles,headingtowardsaredbrickwal