[发明专利]半导体清洗设备及利用该设备清洗通孔的方法

说明书

本发明公开了一种通孔清洗方法，包括：将清洗液加热到预定温度；使清洗液与惰性气体混合进入清洗腔室；在雾化器中使清洗液雾化，喷洒在晶圆表面上并浸入通孔内壁和底部；关闭清洗液阀门。

技术领域

本发明涉及半导体制造装备领域，具体而言，本发明涉及半导体清洗设备及利用该设备清洗通孔的方法。

背景技术

随着穿透硅通孔TSV(Through Silicon Vias)技术的发展，越来越多产品会用到高密度、高深宽比TSV通孔。例如，基于TSV通孔转接板的封装结构使多个芯片在转接板上直接形成互联，大大缩短了走线长度。并且硅基转接板可以制作更小线宽的互连线，布线密度大大提高。

TSV通孔的制作一般采用先刻蚀TSV盲孔，然后背面减薄晶圆露孔的方式实现。刻蚀的TSV盲孔中通常会存在刻蚀和或光刻胶的残留物，这些残留物的存在可能导致TSV通孔填充不完整或存在孔洞等缺陷，因此需要进行TSV通孔的清洗进行残留物的去除。现有的晶圆清洗技术包括：槽式超声清洗、单片式兆声清洗、单片式高压喷水清洗等。当TSV盲孔的孔径很小、深宽比很大时，由于清洗液的表面张力原因，通孔内液体浸润困难，从而导致TSV盲孔内液体交换困难，常规的清洗方式很难将TSV盲孔内的刻蚀残留物和光刻胶残胶清洗干净。

因此本领域需要一种新型的半导体清洗设备及利用该设备清洗通孔的方法。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，根据本发明的一个方面，提供一种通孔清洗方法，包括：

将清洗液加热到预定温度；

使清洗液与惰性气体混合进入清洗腔室；

在雾化器中使清洗液雾化，喷洒在晶圆表面上并浸入通孔内壁和底部；

关闭清洗液阀门。

在本发明的一个实施例中，通过调节惰性气体的流量，改变清洗液与惰性气体构成的二流体的流速，同时改变二流体在雾化装置里的雾化程度和雾滴大小。

在本发明的一个实施例中，通过开、关气、液体管道的阀门，进行脉冲式加入清洗液。

在本发明的一个实施例中，清洗液与惰性气体通过雾化器的直通孔和斜通孔进入清洗腔室，经过与腔体内侧壁多次冲击，清洗液转变为雾态。

在本发明的一个实施例中，该方法还包括：通过反漏斗形顶盖中部水平孔向清洗腔室通入惰性气体。

在本发明的一个实施例中，在关闭清洗液阀门后，还包括：

打开预热的纯水阀门；

使惰性气体流量不变或少许增加；

气-水二流体同样被雾化，利用水雾冲洗通孔内和晶圆表面。

在本发明的一个实施例中，在清洗完成后，还包括：

将钝化液加热到预定温度；

使钝化液与惰性气体混合进入清洗腔室；

在雾化器中使钝化液转变为雾态，喷洒在晶圆表面上并浸入通孔内壁和底部，在硅通孔内壁生成一定厚度的氧化硅层；

关闭钝化液阀门。

在本发明的一个实施例中，在关闭钝化液阀门后，还包括：

打开纯水阀门，重新对晶圆表面和通孔内壁进行清洗，去除残留的钝化液体；

关闭纯水阀门，保持惰性气体流，吹干晶圆表面。

根据本发明的另一个实施例，提供一种通孔清洗和钝化方法，包括：

将清洗液和钝化液加热到预定温度；