[发明专利]一种精准湿法刻蚀、清洗晶圆边缘的半导体装置及方法

说明书

本发明涉及集成电路制造与封装技术领域，提出一种精准湿法刻蚀、清洗晶圆边缘的半导体装置及工艺方法，所述半导体装置包括晶圆旋转装置；通气管道；通液管道；以及双相喷嘴。本发明通过控制双相喷嘴中通气道喷射出保护气体的喷速与流量，可精准控制从通液道喷射出来的刻蚀、清洗液的雾化液滴喷涂到晶圆边缘的距离，同时不会影响晶圆其它部分。可以保证仅对晶圆边缘做刻蚀、清洗工艺，保障了晶圆边缘区域的洁净，能够提高设置在晶圆边缘区域的芯片良率，并且避免边缘残留、颗粒等缺陷污染晶圆中心区域的芯片。

技术领域

本发明涉及集成电路制造与封装技术领域。具体而言，本发明涉及一种精准湿法刻蚀、清洗晶圆边缘的半导体装置，以及利用该半导体装置刻蚀、清洗晶圆边缘的方法。

背景技术

在集成电路制造与先进封装的过程中，晶圆需要经历不同种类的工艺制作方法，所涉及的多种机台之间对晶圆边缘区域(Wafer Edge and Bevel)的要求各不相同。即使同一类型甚至同一款机台，在晶圆的传输运送过程中，也不能确保每片晶圆每次都放置在相同的位置，其结果就是边缘区域工艺和芯片良率的不确定性。

为了提高晶圆制造和先进晶圆级封装的产品良率，晶圆边缘的处理技术不仅在前道晶圆厂的集成电路制造制程中尤为关键，在高精度、低缺陷、高可靠性等要求不断提升的先进封装技术中也变得非常重要，随着业界对晶圆边缘工程投入了大量的研发，考虑到边缘区域的新设备、设备配件夹具、细划工艺方法、新材料等，目的就是用来提高边缘的产品良率。其中，能够精准的刻蚀、清洗晶圆边缘区域的残留薄膜、玷污、颗粒等缺陷杂质是晶圆边缘处理重要的研究方向之一，然而现有技术中对晶圆进行刻蚀处理的装置，往往无法做到仅对晶圆的边缘进行精准的刻蚀、清洗，而不影响晶圆的其它部位。

发明内容

为解决现有技术中的上述问题，本发明提出一种精准湿法刻蚀、清洗晶圆边缘的装置，包括：

晶圆旋转装置，所述晶圆旋转装置被配置为使得晶圆旋转；

通气管道，所述通气管道被配置为运送保护气体至所述双相喷嘴；

通液管道，所述通液管道被配置为运送刻蚀、清洗液体至所述双相喷嘴；以及

双相喷嘴，所述双相喷嘴设置于晶圆上方靠近边缘区域，并且所述双相喷嘴包括：

通液道，所述通液道与通液管道连接，并且所述通液道被配置为喷出刻蚀、清洗液体以形成雾状液滴；以及

通气道，所述通气道与通气管道连接，并且所述通气道被配置为喷出保护气体以在晶圆上方靠近晶圆边缘处形成气障，所述气障限制所述液滴的喷射角度，并阻挡液滴进入晶圆内部区域。

在本发明一个实施例中规定：通过控制所述保护气体的流量与速率以控制所述雾状液滴撒落在晶圆边缘的具体位置。

在本发明一个实施例中规定，所述保护气体包括氮气或者是压缩空气CDA。

在本发明一个实施例中规定，所述精准湿法刻蚀晶圆边缘的装置还包括：

腔室，所述腔室包括所述晶圆旋转装置以及所述双相喷嘴；

腔室盖板，所述腔室盖板设置于所述腔室上方，并且所述腔室盖板构造有所述通气管道和通液管道穿过的通孔；以及

密封圈，所述密封圈设置于所述腔室的侧壁上方与所述腔室盖板的连接处。

在本发明一个实施例中规定：所述腔室的底部构造成倾斜结构，所述腔室底部的低处设置有废液排放管道，所述废液排放管道上设置有过滤装置。

在本发明一个实施例中规定，所述腔室盖板上均匀布置有通气孔，所述通气孔的直径为0.3-0.6mm，所述通气孔包括大于45度的斜通孔。

在本发明一个实施例中规定，所述腔室盖板的材料包括铝合金或者特氟龙有机材料。