一種用于光波導(dǎo)晶圓生產(chǎn)的濕法清洗裝置及其清洗方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及晶圓生產(chǎn)領(lǐng)域，具體涉及一種用于光波導(dǎo)晶圓生產(chǎn)的濕法清洗裝置及其清洗方法。該裝置包括設(shè)備框架，設(shè)備框架左右兩端均設(shè)有晶舟架，設(shè)備框架內(nèi)設(shè)有HPM清洗槽、SPM清洗槽、多個(gè)DI清洗槽、光刻板清洗槽、晶圓光刻膠清洗槽、BOE清洗槽、硬掩模清洗槽以及轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)器人；HPM清洗槽、SPM清洗槽、多個(gè)DI清洗槽、光刻板清洗槽、晶圓光刻膠清洗槽、BOE清洗槽和硬掩模清洗槽均設(shè)有自動(dòng)定時(shí)裝置，且HPM清洗槽、SPM清洗槽、晶圓光刻膠清洗槽和硬掩模清洗槽均設(shè)有自動(dòng)加熱裝置和恒溫裝置。該濕法清洗裝置可實(shí)現(xiàn)晶圓清洗的自動(dòng)化，其清洗方法提高了清洗效果。
【專利說明】
一種用于光波導(dǎo)晶圓生產(chǎn)的濕法清洗裝置及其清洗方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及晶圓生產(chǎn)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于光波導(dǎo)晶圓生產(chǎn)的濕法清洗裝置及其清洗方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]光波導(dǎo)器件是光纖通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵核心器件，用于光波信號(hào)的傳輸、光信號(hào)分配/合波、濾波、開關(guān)等，典型器件有平面光波導(dǎo)分路器、陣列波導(dǎo)光柵、光波導(dǎo)濾波器、光開關(guān)、光衰減器等。光波導(dǎo)晶圓是光波導(dǎo)器件的前道工藝，有了晶圓才能封裝成器件。光波導(dǎo)晶圓是采用平面光波導(dǎo)技術(shù)(PLC，Planar Lightwave Circuit)制造的光學(xué)晶圓，經(jīng)過切害J、端面研磨拋光后成為芯片，然后封裝成光波導(dǎo)器件。
[0003]光波導(dǎo)晶圓的特征尺寸為3?5wn，盡管晶圓制造過程中，光刻是在百級(jí)環(huán)境中完成，其他工藝是在千級(jí)環(huán)境中完成，但仍然會(huì)導(dǎo)致顆粒粘附在晶圓表面；另一方面，在沉積或刻蝕的過程中，粘附在腔壁的物質(zhì)也會(huì)被離子轟擊而粘附在晶圓表面;在測(cè)試過程中，不可避免的與其他物體接觸，進(jìn)而粘附一些顆粒。這些顆粒均屬于污染物，必須清洗掉。如果該顆粒剛好粘附在光波導(dǎo)線上，會(huì)導(dǎo)致光波導(dǎo)回路的中斷;如果落在光波導(dǎo)線邊上，沉積完成后，有顆粒的區(qū)域在高溫退火后易形成較大殘余應(yīng)力，根據(jù)光彈效應(yīng)，會(huì)引起大的偏振相關(guān)損耗。因此有必要將顆粒通過濕法清洗除去，以保證晶圓表面的潔凈。
[0004]再者，在光波導(dǎo)晶圓制造過程中，光刻膠的除去，可以采用等離子的方式除去，但成本高，可以采用濕法清洗的方式進(jìn)行化學(xué)除去，簡(jiǎn)單、快捷、效率高。硬掩模層的除去，采用濕法清洗化學(xué)除去。以及光波導(dǎo)芯層刻蝕完成之后，光波導(dǎo)側(cè)壁殘留的刻蝕物，可通過濕法清洗化學(xué)除去。
[0005]參見圖1，制造光波導(dǎo)晶圓過程中需要對(duì)襯底、沉積后的過程晶圓、刻蝕后的過程晶圓以及測(cè)試后的過程晶圓進(jìn)行化學(xué)清洗，以除去襯底、過程晶圓表面上的顆粒、刻蝕殘留物和光刻膠等物質(zhì)。在光波導(dǎo)晶圓制造過程中至少需要6步清洗，需要多臺(tái)清洗設(shè)備，每臺(tái)清洗設(shè)備還需要配備操作人員，晶圓轉(zhuǎn)運(yùn)次數(shù)多、路線長(zhǎng)，容易引起二次污染。按照?qǐng)D1中的清洗方式雖然可以將晶圓表面的顆粒、有機(jī)物、金屬以及原生氧化物除去，但過程復(fù)雜，所用化學(xué)物品多。而且RCA標(biāo)準(zhǔn)清洗方法中所用化學(xué)試劑在加熱過程中極易揮發(fā)，產(chǎn)生濃烈的刺激性的氣味，如此對(duì)防護(hù)要求也越高，否則容易引起操作人員不適，或者引起該環(huán)境中其他機(jī)臺(tái)的腐蝕。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006](一)要解決的技術(shù)問題
[0007]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供了一種用于光波導(dǎo)晶圓生產(chǎn)的濕法清洗裝置及其清洗方法，在光波導(dǎo)晶圓生產(chǎn)過程中，該濕法清洗裝置可實(shí)現(xiàn)晶圓清洗的自動(dòng)化，節(jié)省了時(shí)間、設(shè)備、資金和操作人員，提高了生產(chǎn)效率，降低了二次污染;其清洗方法所包含的清洗工藝提高了清洗效果，降低了生產(chǎn)成本。
[0008](二)技術(shù)方案
[0009]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種用于光波導(dǎo)晶圓生產(chǎn)的濕法清洗裝置，其包括設(shè)備框架，所述設(shè)備框架左右兩端均設(shè)有晶舟架，所述晶舟架用于盛放晶圓，所述設(shè)備框架內(nèi)設(shè)有HPM清洗槽、SPM清洗槽、多個(gè)DI清洗槽、光刻板清洗槽、晶圓光刻膠清洗槽、B0E清洗槽、硬掩模清洗槽、轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)器人以及計(jì)算機(jī);在所述計(jì)算機(jī)的控制下，所述轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)器人將所述晶舟架上的晶圓轉(zhuǎn)運(yùn)至上述各個(gè)清洗槽。[0〇10]優(yōu)選的，所述HPM清洗槽和SPM清洗槽內(nèi)分別設(shè)有HPM清洗液和SPM清洗液，所述多個(gè)DI清洗槽內(nèi)均設(shè)有去離子水，所述光刻板清洗槽和晶圓光刻膠清洗槽內(nèi)均設(shè)有剝離液， 所述B0E清洗槽內(nèi)設(shè)有二氧化硅刻蝕液，所述硬掩模清洗槽內(nèi)設(shè)有金屬清洗劑，所述光刻板清洗槽用于洗去光刻板上的殘留物，其余各個(gè)所述清洗槽均用于洗去晶圓表面上的殘留物。
[0011]優(yōu)選的，所述HPM清洗槽、SPM清洗槽、多個(gè)DI清洗槽、光刻板清洗槽、晶圓光刻膠清洗槽、B0E清洗槽和硬掩模清洗槽均設(shè)有自動(dòng)定時(shí)裝置，且所述HPM清洗槽、SPM清洗槽、晶圓光刻膠清洗槽和硬掩模清洗槽均設(shè)有自動(dòng)加熱裝置和恒溫裝置，所述自動(dòng)定時(shí)裝置、自動(dòng)加熱裝置和恒溫裝置均由計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制，所述自動(dòng)定時(shí)裝置用于設(shè)定清洗的時(shí)間，所述自動(dòng)加熱裝置和恒溫裝置用于在清洗的同時(shí)為相應(yīng)的清洗槽供熱；[0〇12]優(yōu)選的，所述B0E清洗槽的自動(dòng)定時(shí)裝置將該B0E清洗槽的清洗時(shí)間設(shè)定為5? 60sec，其余各個(gè)所述清洗槽的自動(dòng)定時(shí)裝置均將相應(yīng)清洗槽的清洗時(shí)間設(shè)定為5?20min。
[0013]優(yōu)選的，所述SPM清洗槽的自動(dòng)加熱裝置和恒溫裝置將清洗溫度維持在80?100°， 所述HPM清洗槽、晶圓光刻膠清洗槽和硬掩模清洗槽均設(shè)有自動(dòng)加熱裝置和恒溫裝置將清洗溫度維持在60?80°。[〇〇14]優(yōu)選的，所述DI清洗槽的數(shù)量為四個(gè)。
[0015]優(yōu)選的，所述設(shè)備框架包括第一框架和第二框架；
[0016]所述光刻板清洗槽、晶圓光刻膠清洗槽、B0E清洗槽以及兩個(gè)所述DI清洗槽均設(shè)置于所述第一框架內(nèi)，兩個(gè)所述DI清洗槽分別間隔設(shè)置于所述光刻板清洗槽、晶圓光刻膠清洗槽和B0E清洗槽之間；[〇〇17]所述HPM清洗槽、SPM清洗槽、硬掩模清洗槽以及其余兩個(gè)所述DI清洗槽均設(shè)置于所述第二框架內(nèi)，其余兩個(gè)所述DI清洗槽分別間隔設(shè)置于所述HPM清洗槽、SPM清洗槽和硬掩模清洗槽之間；
[0018]和/或，所述轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)器人設(shè)置于所述第一框架和第二框架的交界線上；
[0019]和/或，所述晶舟架連接有甩干機(jī)，所述晶舟架上的晶圓經(jīng)過清洗之后自動(dòng)轉(zhuǎn)送到甩干機(jī)執(zhí)行甩干操作。
[0020]優(yōu)選的，所述光刻板清洗槽、晶圓光刻膠清洗槽、硬掩模清洗槽和B0E清洗槽的材質(zhì)均為PTFE，所述設(shè)備框架以及多個(gè)所述DI清洗槽的材質(zhì)均為PTFE或PVDF，所述HPM清洗槽和SPM清洗槽的材質(zhì)均為石英。
[0021]本發(fā)明還提供了一種上述清洗裝置的清洗方法，S卩:在所述計(jì)算機(jī)的控制下，所述轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)器人將所述晶舟架上的晶圓轉(zhuǎn)運(yùn)至上述各個(gè)清洗槽，自動(dòng)完成清洗。[〇〇22]優(yōu)選的，所述清洗方法具體包括:第一濕法清洗、第二濕法清洗、第三濕法清洗、第四濕法清洗和第五濕法清洗；
[0023]所述第一濕法清洗用于洗去沉積下包層或沉積光波導(dǎo)芯層之后的晶圓表面的殘留物，具體方法為:[〇〇24]步驟1-1:利用所述SPM清洗槽內(nèi)的SPM清洗液清洗所述晶圓:95?100°條件下，所述晶圓在4份硫酸溶液和1份雙氧水溶液組成的SPM清洗液中浸泡15?20min;或利用所述 HPM清洗槽內(nèi)的HPM清洗液清洗所述晶圓:70?75°條件下，所述晶圓在1份鹽酸溶液、1份雙氧水溶液和5份水組成的HPM清洗液中浸泡10?15min;[0〇25]步驟1-2:利用所述DI清洗槽內(nèi)的去離子水清洗所述晶圓1?3min，用所述離心機(jī)甩干，然后烘干；
[0026]和/或，所述第二濕法清洗用于洗去所述光刻板上的殘留物，具體方法為:
[0027]利用所述光刻板清洗槽內(nèi)的剝離液清洗所述光刻板5?20min;
[0028]和/或，所述第三濕法清洗用于洗去刻蝕硬掩模之后的晶圓表面上的殘留物，具體方法為:[〇〇29]步驟3-1:利用所述晶圓光刻膠清洗槽內(nèi)的剝離液清洗所述晶圓5?20min;[0〇3〇]步驟3-2:利用所述DI清洗槽內(nèi)的去離子水清洗所述晶圓1?3min，用所述離心機(jī)甩干，然后烘干；
[0031]和/或，所述第四濕法清洗用于洗去刻蝕光波導(dǎo)芯層之后的晶圓表面的殘留物，具體方法為:
[0032]步驟4-1:利用所述硬掩模清洗槽內(nèi)的金屬清洗劑清洗所述刻蝕光波導(dǎo)芯層之后的晶圓:該晶圓在所述金屬清洗劑中浸泡；[0〇33]步驟4-2:利用所述DI清洗槽內(nèi)的去離子水清洗該晶圓1?3min，用所述離心機(jī)甩干，然后烘干；
[0034]和/或，所述第五濕法清洗緊接著所述第四濕法清洗，用于洗去刻蝕光波導(dǎo)芯層之后晶圓上光波導(dǎo)線側(cè)壁殘留的Si02顆粒，具體方法為:
[0035]步驟5-1:利用所述B0E清洗槽內(nèi)的二氧化硅刻蝕液清洗所述晶圓:所述晶圓在1份氟化氫溶液和6份氟化銨溶液組成的二氧化娃刻蝕液中浸泡10?15sec;
[0036]步驟5-2:利用所述DI清洗槽內(nèi)的去離子水清洗所述晶圓1?3min，用所述離心機(jī)甩干，然后烘干；
[0037]和/或，所述光刻板清洗槽與晶圓光刻膠清洗槽不能共用。[〇〇38](三)有益效果
[0039]本發(fā)明的上述技術(shù)方案具有以下有益效果:
[0040]1、本發(fā)明的濕法清洗裝置，各個(gè)清洗槽均優(yōu)化設(shè)置在設(shè)備框架內(nèi)，安裝方便，并且使清洗的路線變短，而且節(jié)省了占地面積;該清洗裝置的自動(dòng)定時(shí)裝置、自動(dòng)加熱裝置和恒溫裝置與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)直接相連，使得晶圓的清洗更易得到自動(dòng)化控制，減少了人力操作帶來的不便;該清洗裝置由計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制，設(shè)定好各工藝程序，操作人員只需將需要清洗的晶圓放置在晶舟架上，執(zhí)行程序，轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)器人通過旋轉(zhuǎn)、左右、前后和上下運(yùn)動(dòng)，即可實(shí)現(xiàn)晶圓的提起和釋放，并可將晶圓轉(zhuǎn)送至各個(gè)清洗槽，自動(dòng)完成清洗，因而減少了晶圓轉(zhuǎn)運(yùn)次數(shù)，防止晶圓二次污染;該晶舟架與離心甩干機(jī)無縫對(duì)接，清洗完成之后晶圓被自動(dòng)轉(zhuǎn)送到甩干機(jī)執(zhí)行甩干操作，簡(jiǎn)單便捷;所需操作人員少，僅1人即可完成全部清洗操作。相比于傳統(tǒng)清洗設(shè)備，該濕法清洗裝置能夠?qū)崿F(xiàn)光波導(dǎo)晶圓清洗的自動(dòng)化，其節(jié)省了時(shí)間、設(shè)備、資金和操作人員，提高了生產(chǎn)效率，降低了二次污染。
[0041]2、本發(fā)明的濕法清洗裝置的清洗方法是基于該清洗裝置提出的，其第一濕法清洗、第二濕法清洗、第三濕法清洗、第四濕法清洗和第五濕法清洗均是通過對(duì)現(xiàn)有技術(shù)做出改進(jìn)和優(yōu)化設(shè)置，在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的自動(dòng)控制下，能夠針對(duì)晶圓生產(chǎn)的各個(gè)階段分別進(jìn)行晶圓的清洗，其減少了清洗步驟，縮短了清洗時(shí)間，提高了清洗效果和清洗效率，因而大大降低了生產(chǎn)成本?！靖綀D說明】
[0042]圖1為現(xiàn)有的光波導(dǎo)晶圓制造過程不意圖；
[0043]圖2為本發(fā)明實(shí)施例一所述的濕法清洗裝置示意圖；
[0044]圖3為本發(fā)明優(yōu)化后的光波導(dǎo)晶圓制造過程示意圖。[〇〇45]其中，1、光刻板清洗槽;2、DI清洗槽;3、晶圓光刻膠清洗槽;5、B0E清洗槽;6、HPM清洗槽;8、SPM清洗槽；10、硬掩模清洗槽；12、晶舟架；13、轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)器人；14、設(shè)備框架；15、第一框架;16、第二框架?！揪唧w實(shí)施方式】
[0046]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不能用來限制本發(fā)明的范圍。[〇〇47]在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上;術(shù)語“上”、 “下”、“左”、“右”、“內(nèi)”、“外”、“前端”、“后端”、“頭部”、“尾部”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接;可以是機(jī)械連接，也可以是電連接;可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連。 對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。
[0048]實(shí)施例一
[0049]如圖3所示，本實(shí)施例提供的一種用于光波導(dǎo)晶圓生產(chǎn)的濕法清洗裝置，包括設(shè)備框架14、HPM清洗槽6、SPM清洗槽8、四個(gè)DI清洗槽2、光刻板清洗槽1、晶圓光刻膠清洗槽3、 B0E清洗槽5、硬掩模清洗槽10以及轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)器人13;設(shè)備框架14左右兩端均設(shè)有晶舟架12，各個(gè)晶舟架12均可盛放25片晶圓。設(shè)備框架14包括第一框架15和第二框架16;光刻板清洗槽 1、晶圓光刻膠清洗槽3、B0E清洗槽5以及兩個(gè)DI清洗槽2均設(shè)置于第一框架15內(nèi)，兩個(gè)DI清洗槽2分別間隔設(shè)置于光刻板清洗槽1、晶圓光刻膠清洗槽3和B0E清洗槽5之間;HPM清洗槽 6、SPM清洗槽8、硬掩模清洗槽10以及其余兩個(gè)DI清洗槽2均設(shè)置于第二框架16內(nèi)，其余兩個(gè) DI清洗槽2分別間隔設(shè)置于HPM清洗槽6、SPM清洗槽8和硬掩模清洗槽10之間。轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)器人13 設(shè)置于所述第一框架15和第二框架16的交界線上。
[0050]HPM清洗槽6和SPM清洗槽8內(nèi)分別設(shè)有HPM清洗液和SPM清洗液，四個(gè)DI清洗槽2內(nèi)均設(shè)有去離子水，光刻板清洗槽1和晶圓光刻膠清洗槽3內(nèi)均設(shè)有剝離液，B0E清洗槽5內(nèi)設(shè)有二氧化硅刻蝕液，硬掩模清洗槽10內(nèi)設(shè)有金屬清洗劑，光刻板清洗槽1用于洗去光刻板上的殘留物，其余各個(gè)清洗槽均用于洗去晶圓表面上的殘留物;HPM清洗槽6、SPM清洗槽8、四個(gè)DI清洗槽2、光刻板清洗槽1、晶圓光刻膠清洗槽3、BOE清洗槽5和硬掩模清洗槽10均設(shè)有自動(dòng)定時(shí)裝置(圖中未示出)，且HPM清洗槽6、SPM清洗槽8、晶圓光刻膠清洗槽3和硬掩模清洗槽10均設(shè)有自動(dòng)加熱裝置(圖中未示出)和恒溫裝置(圖中未示出)，自動(dòng)定時(shí)裝置、自動(dòng)加熱裝置和恒溫裝置均由計(jì)算機(jī)(圖中未示出)自動(dòng)控制，自動(dòng)定時(shí)裝置用于設(shè)定清洗的時(shí)間，自動(dòng)加熱裝置和恒溫裝置用于在清洗的同時(shí)為相應(yīng)的清洗槽供熱。
[0051]轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)器人13用于將晶舟架12上的晶圓轉(zhuǎn)運(yùn)至上述各個(gè)清洗槽，晶舟架12連接有甩干機(jī)，晶舟架12上的晶圓經(jīng)過清洗之后自動(dòng)轉(zhuǎn)送到甩干機(jī)執(zhí)行甩干操作；該裝置由計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制，設(shè)定好各工藝程序，操作人員只需將需要清洗的晶圓放置在晶舟架12上，執(zhí)行程序，即可自動(dòng)完成清洗。[〇〇52]本實(shí)施例中，B0E清洗槽5的自動(dòng)定時(shí)裝置將B0E清洗槽5的清洗時(shí)間設(shè)定為lOsec， 各個(gè)DI清洗槽2的自動(dòng)定時(shí)裝置分別將各個(gè)DI清洗槽2的清洗時(shí)間均設(shè)定為lmin;HPM清洗槽6和SPM清洗槽8的自動(dòng)定時(shí)裝置分別將該兩個(gè)清洗槽的清洗時(shí)間設(shè)定為1 Omin和15min; 其余各個(gè)清洗槽的自動(dòng)定時(shí)裝置均根據(jù)具體需要將清洗時(shí)間進(jìn)行相應(yīng)設(shè)置，但均設(shè)定在5 ?20min范圍內(nèi)。SPM清洗槽8的自動(dòng)加熱裝置和恒溫裝置將清洗溫度維持在95°，HPM清洗槽 6的自動(dòng)加熱裝置和恒溫裝置將清洗溫度維持在70°，晶圓光刻膠清洗槽3和硬掩模清洗槽 10的自動(dòng)加熱裝置和恒溫裝置均根據(jù)具體需要將清洗溫度進(jìn)行相應(yīng)設(shè)置，但均維持在60? 80°范圍內(nèi)。[〇〇53]光刻板清洗槽1、晶圓光刻膠清洗槽3、硬掩模清洗槽10和BOE清洗槽5的材質(zhì)均為 PTFE，所述設(shè)備框架14以及四個(gè)DI清洗槽2的材質(zhì)均為PVDF，所述HPM清洗槽6和SPM清洗槽8 的材質(zhì)均為石英。
[0054]工作中，在計(jì)算機(jī)的自動(dòng)控制下，設(shè)定好各工藝程序，操作人員將待洗晶圓放在晶舟架12上，執(zhí)行程序，轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)器人13通過旋轉(zhuǎn)、左右、前后和上下運(yùn)動(dòng)將晶舟架12上的晶圓轉(zhuǎn)送至各個(gè)清洗槽，自動(dòng)完成清洗;晶舟架12與離心甩干機(jī)無縫對(duì)接，清洗完成之后晶圓被自動(dòng)轉(zhuǎn)送到甩干機(jī)執(zhí)行甩干操作。
[0055]綜上所述，本實(shí)施例的濕法清洗裝置，各個(gè)清洗槽均優(yōu)化設(shè)置在設(shè)備框架14內(nèi)，安裝方便，并且使清洗的路線變短，而且節(jié)省了占地面積;該清洗裝置的自動(dòng)定時(shí)裝置、自動(dòng)加熱裝置和恒溫裝置與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)直接相連，使得晶圓的清洗更易得到自動(dòng)化控制，減少了人力操作帶來的不便;該清洗裝置由計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制，設(shè)定好各工藝程序，操作人員只需將需要清洗的晶圓放置在晶舟架12上，執(zhí)行程序，轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)器人13通過旋轉(zhuǎn)、左右、前后和上下運(yùn)動(dòng)，即可實(shí)現(xiàn)晶圓的提起和釋放，并可將晶圓轉(zhuǎn)送至各個(gè)清洗槽，自動(dòng)完成清洗，因而減少了晶圓轉(zhuǎn)運(yùn)次數(shù)，防止晶圓二次污染;該晶舟架12與離心甩干機(jī)無縫對(duì)接，清洗完成之后晶圓被自動(dòng)轉(zhuǎn)送到甩干機(jī)執(zhí)行甩干操作，簡(jiǎn)單便捷;所需操作人員少，僅1人即可完成全部清洗操作。相比于傳統(tǒng)清洗設(shè)備，該濕法清洗裝置能夠?qū)崿F(xiàn)光波導(dǎo)晶圓清洗的自動(dòng)化，其節(jié)省了時(shí)間、設(shè)備、資金和操作人員，提高了生產(chǎn)效率，降低了二次污染。[〇〇56] 實(shí)施例二[〇〇57]本實(shí)施例提供了一種實(shí)施例一所述濕法清洗裝置的清洗方法，其包括第一濕法清洗、第二濕法清洗、第三濕法清洗、第四濕法清洗和第五濕法清洗；
[0058]第一濕法清洗用于洗去沉積下包層或沉積光波導(dǎo)芯層之后的晶圓表面的殘留物， 具體方法為:[〇〇59]步驟1-1:利用SPM清洗槽8內(nèi)的SPM清洗液清洗晶圓:95°條件下，所述晶圓在4份硫酸溶液和1份雙氧水溶液組成的SPM清洗液中浸泡15min;
[0060]步驟1-2:利用DI清洗槽2內(nèi)的去離子水清洗晶圓lmin，用離心機(jī)甩干，然后烘干；
[0061]第二濕法清洗用于洗去光刻板上的殘留物，具體方法為:[〇〇62]利用光刻板清洗槽1內(nèi)的剝離液清洗光刻板，如果選用的是安智AZ GXR-601高感光度正型光刻膠，則可用廣東華特氣體股份有限公司的剝離液SPR-600來清洗，清洗時(shí)間設(shè)為lOmin，；
[0063]第三濕法清洗用于洗去刻蝕硬掩模之后的晶圓表面上的殘留物，具體方法為:
[0064]步驟3-1:利用晶圓光刻膠清洗槽3內(nèi)的剝離液清洗晶圓，如果選用的是安智AZ GXR-601高感光度正型光刻膠，則可用廣東華特氣體股份有限公司的剝離液SPR-600來清洗，清洗時(shí)間設(shè)為1 Omin;[〇〇65]步驟3-2:利用DI清洗槽2內(nèi)的去離子水清洗晶圓lmin，用離心機(jī)甩干，然后烘干；
[0066]第四濕法清洗用于洗去刻蝕光波導(dǎo)芯層之后的晶圓表面的殘留物，具體方法為:
[0067]步驟4-1:利用硬掩模清洗槽10內(nèi)的金屬清洗劑清洗刻蝕光波導(dǎo)芯層之后的晶圓: 該晶圓在金屬清洗劑中浸泡，如果選擇用金屬A1作為硬掩模層，則可用廣東華特氣體股份有限公司的鋁專用清洗液清洗，主要成分是H3P〇4和HN03;
[0068]步驟4-2:利用DI清洗槽2內(nèi)的去離子水清洗該晶圓lmin，用離心機(jī)甩干，然后烘干；
[0069]第五濕法清洗緊接著第四濕法清洗，用于洗去刻蝕光波導(dǎo)芯層之后晶圓上光波導(dǎo)線側(cè)壁殘留的Si〇2顆粒，具體方法為:
[0070]步驟5-1:利用所述BOE清洗槽5內(nèi)的二氧化硅刻蝕液清洗所述晶圓:所述晶圓在1 份氟化氫溶液和6份氟化銨溶液組成的二氧化娃刻蝕液中浸泡1 Osec;[0071 ]步驟5-2:利用所述DI清洗槽2內(nèi)的去離子水清洗所述晶圓lmin，用所述離心機(jī)甩干，然后烘干。
[0072]本實(shí)施例中，光刻板清洗槽1與晶圓光刻膠清洗槽3不能共用，以避免新的污染物污染光刻板。[〇〇73] 實(shí)施例三
[0074]本實(shí)施例提供了一種實(shí)施例一所述濕法清洗裝置的清洗方法，其包括第一濕法清洗、第二濕法清洗、第三濕法清洗、第四濕法清洗和第五濕法清洗；
[0075]第一濕法清洗用于洗去沉積下包層或沉積光波導(dǎo)芯層之后的晶圓表面的殘留物， 具體方法為:
[0076]步驟1-1:利用HPM清洗槽6內(nèi)的HPM清洗液清洗晶圓:70°條件下，晶圓在1份鹽酸溶液、1份雙氧水溶液和5份水組成的HPM清洗液中浸泡1 Omin;[〇〇77]步驟1-2:利用DI清洗槽2內(nèi)的去離子水清洗晶圓lmin，用離心機(jī)甩干，然后烘干；
[0078]第二濕法清洗用于洗去光刻板上的殘留物，具體方法為:[〇〇79]利用光刻板清洗槽1內(nèi)的剝離液清洗光刻板，如果選用的是安智AZ GXR-601高感光度正型光刻膠，則可用廣東華特氣體股份有限公司的剝離液SPR-600來清洗，清洗時(shí)間設(shè)為20min，；
[0080]第三濕法清洗用于洗去刻蝕硬掩模之后的晶圓表面上的殘留物，具體方法為:[0081 ]步驟3-1:利用晶圓光刻膠清洗槽3內(nèi)的剝離液清洗晶圓，如果選用的是安智AZ GXR-601高感光度正型光刻膠，則可用廣東華特氣體股份有限公司的剝離液SPR-600來清洗，清洗時(shí)間設(shè)為15min;[〇〇82]步驟3-2:利用DI清洗槽2內(nèi)的去離子水清洗晶圓lmin，用離心機(jī)甩干，然后烘干；
[0083]第四濕法清洗用于洗去刻蝕光波導(dǎo)芯層之后的晶圓表面的殘留物，具體方法為:
[0084]步驟4-1:利用硬掩模清洗槽10內(nèi)的金屬清洗劑清洗刻蝕光波導(dǎo)芯層之后的晶圓: 該晶圓在金屬清洗劑中浸泡，如果選擇用金屬A1作為硬掩模層，則可用廣東華特氣體股份有限公司的鋁專用清洗液清洗，主要成分是H3P〇4和HN03;
[0085]步驟4-2:利用DI清洗槽2內(nèi)的去離子水清洗該晶圓lmin，用離心機(jī)甩干，然后烘干；
[0086]第五濕法清洗緊接著第四濕法清洗，用于洗去刻蝕光波導(dǎo)芯層之后晶圓上光波導(dǎo)線側(cè)壁殘留的Si〇2顆粒，具體方法為:
[0087]步驟5-1:利用所述B0E清洗槽5內(nèi)的二氧化硅刻蝕液清洗所述晶圓:所述晶圓在1 份氟化氫溶液和6份氟化銨溶液組成的二氧化娃刻蝕液中浸泡1 Osec;[0〇88]步驟5-2:利用所述DI清洗槽2內(nèi)的去離子水清洗所述晶圓lmin，用所述離心機(jī)甩干，然后烘干。
[0089]本實(shí)施例中，光刻板清洗槽1與晶圓光刻膠清洗槽3不能共用。
[0090]綜合實(shí)施例二和實(shí)施例三，本發(fā)明的濕法清洗裝置的使用方法是基于該清洗裝置提出的，其第一濕法清洗、第二濕法清洗、第三濕法清洗、第四濕法清洗和第五濕法清洗均是通過對(duì)現(xiàn)有技術(shù)做出改進(jìn)和優(yōu)化設(shè)置，在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的自動(dòng)控制下，能夠針對(duì)晶圓生產(chǎn)的各個(gè)階段分別進(jìn)行晶圓的清洗，其減少了清洗步驟，縮短了清洗時(shí)間，提高了清洗效果和清洗效率，因而大大降低了生產(chǎn)成本。
[0091]參見圖3,基于該濕法清洗裝置的使用方法，本發(fā)明給出了一種優(yōu)化后的光波導(dǎo)晶圓制造過程示意圖。[〇〇92]本發(fā)明的實(shí)施例是為了示例和描述起見而給出的，而并不是無遺漏的或者將本發(fā)明限于所公開的形式。很多修改和變化對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言是顯而易見的。選擇和描述實(shí)施例是為了更好說明本發(fā)明的原理和實(shí)際應(yīng)用，并且使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠理解本發(fā)明從而設(shè)計(jì)適于特定用途的帶有各種修改的各種實(shí)施例。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于光波導(dǎo)晶圓生產(chǎn)的濕法清洗裝置，其特征在于，包括設(shè)備框架，所述設(shè)備框 架左右兩端均設(shè)有晶舟架，所述晶舟架用于盛放晶圓，所述設(shè)備框架內(nèi)設(shè)有HPM清洗槽、SPM 清洗槽、多個(gè)DI清洗槽、光刻板清洗槽、晶圓光刻膠清洗槽、BOE清洗槽、硬掩模清洗槽、轉(zhuǎn)運(yùn) 機(jī)器人以及計(jì)算機(jī);在所述計(jì)算機(jī)的控制下，所述轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)器人將所述晶舟架上的晶圓轉(zhuǎn)運(yùn) 至上述各個(gè)清洗槽。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于光波導(dǎo)晶圓生產(chǎn)的濕法清洗裝置，其特征在于，所述HPM 清洗槽和SPM清洗槽內(nèi)分別設(shè)有HPM清洗液和SPM清洗液，所述多個(gè)DI清洗槽內(nèi)均設(shè)有去離 子水，所述光刻板清洗槽和晶圓光刻膠清洗槽內(nèi)均設(shè)有剝離液，所述BOE清洗槽內(nèi)設(shè)有二氧 化硅刻蝕液，所述硬掩模清洗槽內(nèi)設(shè)有金屬清洗劑，所述光刻板清洗槽用于洗去光刻板上 的殘留物，其余各個(gè)所述清洗槽均用于洗去晶圓表面上的殘留物。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于光波導(dǎo)晶圓生產(chǎn)的濕法清洗裝置，其特征在于，所述HPM 清洗槽、SPM清洗槽、多個(gè)DI清洗槽、光刻板清洗槽、晶圓光刻膠清洗槽、BOE清洗槽和硬掩模 清洗槽均設(shè)有自動(dòng)定時(shí)裝置，且所述HPM清洗槽、SPM清洗槽、晶圓光刻膠清洗槽和硬掩模清 洗槽均設(shè)有自動(dòng)加熱裝置和恒溫裝置，所述自動(dòng)定時(shí)裝置、自動(dòng)加熱裝置和恒溫裝置均由 計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制，所述自動(dòng)定時(shí)裝置用于設(shè)定清洗的時(shí)間，所述自動(dòng)加熱裝置和恒溫裝置 用于在清洗的同時(shí)為相應(yīng)的清洗槽供熱。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于光波導(dǎo)晶圓生產(chǎn)的濕法清洗裝置，其特征在于，所述BOE 清洗槽的自動(dòng)定時(shí)裝置將該BOE清洗槽的清洗時(shí)間設(shè)定為5?60sec，其余各個(gè)所述清洗槽 的自動(dòng)定時(shí)裝置均將相應(yīng)清洗槽的清洗時(shí)間設(shè)定為5?20min。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于光波導(dǎo)晶圓生產(chǎn)的濕法清洗裝置，其特征在于，所述SPM 清洗槽的自動(dòng)加熱裝置和恒溫裝置將清洗溫度維持在80?100°，所述HPM清洗槽、晶圓光刻 膠清洗槽和硬掩模清洗槽均設(shè)有自動(dòng)加熱裝置和恒溫裝置將清洗溫度維持在60?80°。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于光波導(dǎo)晶圓生產(chǎn)的濕法清洗裝置，其特征在于，所述DI清 洗槽的數(shù)量為四個(gè)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于光波導(dǎo)晶圓生產(chǎn)的濕法清洗裝置，其特征在于，所述設(shè)備 框架包括第一框架和第二框架；所述光刻板清洗槽、晶圓光刻膠清洗槽、BOE清洗槽以及兩個(gè)所述DI清洗槽均設(shè)置于所 述第一框架內(nèi)，兩個(gè)所述DI清洗槽分別間隔設(shè)置于所述光刻板清洗槽、晶圓光刻膠清洗槽 和BOE清洗槽之間；所述HPM清洗槽、SPM清洗槽、硬掩模清洗槽以及其余兩個(gè)所述DI清洗槽均設(shè)置于所述 第二框架內(nèi)，其余兩個(gè)所述DI清洗槽分別間隔設(shè)置于所述HPM清洗槽、SPM清洗槽和硬掩模 清洗槽之間；和/或，所述轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)器人設(shè)置于所述第一框架和第二框架的交界線上；和/或，所述晶舟架連接有甩干機(jī)，所述晶舟架上的晶圓經(jīng)過清洗之后自動(dòng)轉(zhuǎn)送到甩干 機(jī)執(zhí)行甩干操作。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于光波導(dǎo)晶圓生產(chǎn)的濕法清洗裝置，其特征在于，所述光刻 板清洗槽、晶圓光刻膠清洗槽、硬掩模清洗槽和BOE清洗槽的材質(zhì)均為PTFE，所述設(shè)備框架 以及多個(gè)所述DI清洗槽的材質(zhì)均為PTFE或PVDF，所述HPM清洗槽和SPM清洗槽的材質(zhì)均為石英。9.一種權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的濕法清洗裝置的清洗方法，其特征在于，在所述計(jì) 算機(jī)的控制下，所述轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)器人將所述晶舟架上的晶圓轉(zhuǎn)運(yùn)至上述各個(gè)清洗槽，自動(dòng)完成清洗。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的濕法清洗裝置的清洗方法，其特征在于，具體包括:第一濕法 清洗、第二濕法清洗、第三濕法清洗、第四濕法清洗和第五濕法清洗；所述第一濕法清洗用于洗去沉積下包層或沉積光波導(dǎo)芯層之后的晶圓表面的殘留物， 具體方法為:步驟1-1:利用所述SPM清洗槽內(nèi)的SPM清洗液清洗所述晶圓:95?100°條件下，所述晶 圓在4份硫酸溶液和1份雙氧水溶液組成的SPM清洗液中浸泡15?20min;或利用所述HPM清 洗槽內(nèi)的HPM清洗液清洗所述晶圓:70?75°條件下，所述晶圓在1份鹽酸溶液、1份雙氧水溶 液和5份水組成的HPM清洗液中浸泡10?15min;步驟1-2:利用所述DI清洗槽內(nèi)的去離子水清洗所述晶圓1?3min，用所述離心機(jī)甩干， 然后烘干；和/或，所述第二濕法清洗用于洗去所述光刻板上的殘留物，具體方法為:利用所述光刻板清洗槽內(nèi)的剝離液清洗所述光刻板5?20min;和/或，所述第三濕法清洗用于洗去刻蝕硬掩模之后的晶圓表面上的殘留物，具體方法 為:步驟3-1:利用所述晶圓光刻膠清洗槽內(nèi)的剝離液清洗所述晶圓5?20min;步驟3-2:利用所述DI清洗槽內(nèi)的去離子水清洗所述晶圓1?3min，用所述離心機(jī)甩干， 然后烘干；和/或，所述第四濕法清洗用于洗去刻蝕光波導(dǎo)芯層之后的晶圓表面的殘留物，具體方 法為:步驟4-1:利用所述硬掩模清洗槽內(nèi)的金屬清洗劑清洗所述刻蝕光波導(dǎo)芯層之后的晶 圓:該晶圓在所述金屬清洗劑中浸泡；步驟4-2:利用所述DI清洗槽內(nèi)的去離子水清洗該晶圓1?3min，用所述離心機(jī)甩干，然 后烘干；和/或，所述第五濕法清洗緊接著所述第四濕法清洗，用于洗去刻蝕光波導(dǎo)芯層之后晶 圓上光波導(dǎo)線側(cè)壁殘留的Si02顆粒，具體方法為:步驟5-1:利用所述BOE清洗槽內(nèi)的二氧化硅刻蝕液清洗所述晶圓:所述晶圓在1份氟化 氫溶液和6份氟化銨溶液組成的二氧化娃刻蝕液中浸泡10?15sec;步驟5-2:利用所述DI清洗槽內(nèi)的去離子水清洗所述晶圓1?3min，用所述離心機(jī)甩干， 然后烘干；和/或，所述光刻板清洗槽與晶圓光刻膠清洗槽不能共用。
【文檔編號(hào)】H01L21/67GK105977187SQ201610366976
【公開日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年5月27日
【發(fā)明人】陳波, 鄭煜, 彭延斌, 余朝晃
【申請(qǐng)人】湖南新中合光電科技股份有限公司