[发明专利]晶片堆迭结构的洗净方法及洗净设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体洁净技术（Clean technology），特别是一种晶片堆迭结构的洗净方法及洗净设备。

背景技术

按，微处理器晶片包括一逻辑单元和多个快取记忆体，若逻辑单元和快取记忆体皆以二维（two-dimensional；2-D）图案配置，则晶片的实体尺寸将限制快取记忆体的数量（因为大面积晶片的制程不良所造成），从而局限了微处理器的性能。

为解决晶片上的2-D资源问题，目前正积极开发建构三维（three-dimensional；3-D）积体电路的方法。一般来说，典型的3-D IC的制造过程包括：制作导孔（Via Formation）、填充导孔（Via Filling）、晶圆薄化（Wafer Thinning）、及晶圆接合（Wafer Bonding）等四大步骤，并且在每一个步骤前后还必须进行晶圆洗净的步骤，以避免晶圆在处理过程中发生污染。

进一步来说，晶圆接合的步骤大致上可分成晶片到晶圆（Chip to Wafer,C2W）、晶片到晶片（Chip to Chip,C2C）、晶圆到晶圆（Wafer to Wafer,W2W）等三种型式。然而，无论是晶圆与晶圆或晶圆与晶片接合所形成的间隙通常为20～50μm，因此如何去除此类微小间隙内残留的助焊剂或其他杂质，已成为目前急需克服挑战的技术瓶颈。

目前业界多以高压洗净、浸泡洗净、超音波洗净等工艺清洗半导体晶圆。其中，高压洗净工艺一般将清洗液喷射到待洗净的加工件，由于该洗净方式需要非常高的液体供给压力，通常需使用到工作压力80公斤以上的高压泵，导致洗净工艺的高成本化；浸泡洗净工艺一般将待洗净的加工件浸泡于清洗液中，然而此洗净方式往往无法有效移除20～50μm的微小间隙内残留的助焊剂或其他杂质；超音波洗净工艺一般是对待洗净的加工件施加超音波振动，然而为了提高该加工件的洁净程度，通常需要增大超音波振动的输出，随着输出增大，则基板上的晶片、图案等损伤的可能性亦相对增加，对元件的电性造成不良。

因此，本发明人有鉴于传统的洗净方式实在有其改良必要性，遂以其多年从事相关领域的创作设计及专业制造经验，积极地针对微小间隙内的洁净方法进行研究改良，在各方条件的审慎考量下终于开发出本发明。

发明内容

本发明针对现有技术存在的缺失，提出一种晶片堆迭结构的洗净方法及洗净设备，主要是通过控制化学清洗液的流通方向，以完全去除三维、垂直互连的晶片堆迭结构中20～50μm的微小间隙内的助焊剂或其他杂质，进而可提高后续制程良率。

为达上述目的及功效，本发明采用以下技术方案：一种晶片堆迭结构的洗净方法，包括以下步骤：首先，提供一晶片堆迭结构，该晶片堆迭结构具有至少一位于晶片与基板之间的微小间隙，该微小间隙具有可让液体流通的一流入侧及一流出侧；接着，提供一化学清洗液，并使该化学清洗液从该流入侧进入该微小间隙，且进一步自该流出侧排出；随后，以一有机溶剂清洗该晶片堆迭结构，将该晶片堆迭结构上残留的该化学清洗液置换成该有机溶剂；最后，进行一干燥步骤，以移除该晶片堆迭结构上残留的该有机溶剂。

基于上述晶片堆迭结构的洗净方法，本发明还提供一种洗净设备，用于去除一晶片堆迭结构上残留的助焊剂，其中该晶片堆迭结构具有至少一位于晶片与基板之间的微小间隙，且该微小间隙具有可让液体流通的一流入侧及一流出侧，该洗净设备包括一清洗腔室、一承载平台、一供液装置及一抽液装置。其中该承载平台设置于该清洗腔室内；该供液装置设置于该承载平台的上方，用以将一化学清洗液施加于该基板上，并使该化学清洗液沿着该基板从该流入侧进入该微小间隙；该抽液装置设置于该承载平台的上方，用以驱使该化学清洗液流通过该微小间隙并自该流出侧排出，以完全带走残留于该微小间隙内的助焊剂。

是以，本发明通过一供液装置搭配一抽液装置以提供化学清洗液，并控制化学清洗液以特定方向流通过三维、垂直互连的晶片堆迭结构中20～50μm的微小间隙，可避免造成基板上的晶片及/或图案损伤，并且可完全带走微小间隙内残留的助焊剂，以获得较佳洁净度的晶片堆迭结构，确保元件的电性特性。

以上关于本发明内容的说明以及以下实施方式的说明用以举例并解释本发明的原理，并且提供本发明的专利申请范围进一步的解释。

附图说明

图1为本发明的晶片堆迭结构的洗净方法的工艺过程示意图。

图2为本发明的晶片堆迭结构的洗净方法的流程图。

图3为本发明的洗净设备的示意图。

图4为本发明的供液装置与抽液装置的使用状态图。

1  洗净设备