一种晶圆表面大深宽比TSV盲孔的清洗方法技术

本发明专利技术公开了一种晶圆表面大深宽比TSV盲孔的清洗方法，取若干晶圆放入超声擦片机中，利用去离子水冲洗的同时进行超声擦片；超声擦片结束后直接将晶圆从超声擦片机中取出，然后将晶圆放入纯IPA清洗液中清洗；将上述清洗过的晶圆取出置于纯EKC清洗液中清洗；将上述清洗过的晶圆取出置于纯IPA清洗液中清洗；将上述清洗过的晶圆取出置于去离子水槽中冲洗；将上述冲洗过的晶圆甩干。本发明专利技术采用晶圆生产线现有设备和现有清洗液，生产成本较低，且能够实现多片同时清洗，生产效率较高，满足大规模生产的需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于微电子
，具体涉及一种晶圆表面大深宽比TSV盲孔的清洗方法。
技术介绍
采用博世刻蚀工艺完成TSV盲孔刻蚀后，会在孔内侧壁处产生有机聚合物杂质，为了在孔内形成高可靠性的绝缘层，需要将杂质清洗去除，如文献l“The Cleaning MethodWhich is able to keep the smmoothness of Si (100) (ISTC2008) ”中所述，高可靠性的绝缘层需要衬底与绝缘层的界面间具有高洁净度。目前通常的晶圆清洗技术，并不适用于TSV盲孔清洗。如文献 2“Particle Removal from Silicon Wafer Surface in Wet Cleaningprocess (IEEE Transact1ns on Semiconductor Manufacturing 1993)，，中所述，在此方法中，晶圆置于清洗槽中，采用清洗液加热清洗，能够有效去除晶圆表面的杂质。而对于TSV盲孔清洗，由于孔内空气难以排出，造成清洗液难以浸润，因此文献2所述的常规的晶圆表面清洗方法无法应用。目前通常采用抽真空与超声震动相结合的工艺方法。如文献 3 “Wet Silicon Etch Process for TSV Reveal (ECTC 2014)” 所述。在此方法中，首先将刻蚀完成的晶圆以单片形式放入密闭的工艺腔中，将腔体抽真空后，采用喷淋方式将去离子水喷洒在晶圆表面，使得孔内注入去离子水。将完成去离子水注入的晶圆浸润入清洗液中，并在清洗槽中施加超声震动，使得孔内去离子水与清洗液间的高效置换，实现清洗液对TSV盲孔的有效置换，最后将完成清洗的晶圆甩干。此方法需要使用TSV盲孔专用清洗设备，在晶圆清洗过程中仅能采用单片清洗方式，且需要完成工艺腔抽真空、注水、甩干、工艺腔回充气体至大气压的过程，工艺较为复杂耗时，生产效率较低，难以运用于大规模生产线中。此外对于通常的TSV清洗工艺中采用的专用清洗设备和专用清洗液，其无法与目前的IC生产线的工艺兼容，仅能完成TSV盲孔清洗，因此应用率较低，且需要在洁净室的清洗区域设置专用抽真空的管线和清洗液供应管线，生产成本较高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种晶圆表面大深宽比TSV盲孔的清洗方法，以克服上述现有技术存在的缺陷，本专利技术采用晶圆生产线现有设备和现有清洗液，生产成本较低，且能够实现多片同时清洗，生产效率较高，满足大规模生产的需求。为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案:一种晶圆表面大深宽比TSV盲孔的清洗方法，包括以下步骤:步骤一:取若干晶圆放入超声擦片机中，利用去离子水冲洗的同时进行超声擦片;步骤二:超声擦片结束后直接将晶圆从超声擦片机中取出，然后将晶圆放入纯IPA清洗液中清洗；步骤三:将步骤二中清洗过的晶圆取出置于纯EKC清洗液中清洗；步骤四:将步骤三中清洗过的晶圆取出置于纯IPA清洗液中清洗；步骤五:将步骤四中清洗过的晶圆取出置于去离子水槽中冲洗；步骤六:将步骤五中冲洗过的晶圆甩干。进一步地，步骤一中超声擦片过程中晶圆的转速为1300?1700rpm，超声功率为20?40W，清洗时间为3?7min。进一步地，步骤二中清洗温度为室温，清洗时间为3?7min。进一步地，步骤三中清洗温度为70°C，清洗时间为20?40min。进一步地，步骤四中清洗温度为室温，清洗时间为5?15min。进一步地，步骤五中冲洗的过程中向水槽中通入C02。进一步地，步骤五中冲洗温度为室温，冲洗循环为10?15次。进一步地，步骤六中通过甩干机对晶圆进行甩干，甩干时间为5?15min。一种晶圆表面大深宽比TSV盲孔的清洗方法，晶圆表面的盲孔深度为100 μ m，盲孔直径为30 μm ;包括以下步骤:步骤一:将晶圆置于槽式超声擦片机中，在去离子水冲洗的同时进行5分钟擦片，晶圆转速为1500rpm，超声功率为30W ；步骤二:超声擦片结束后在不甩干的情况下，将晶圆取出放置入室温的纯IPA清洗槽中，进行IPA清洗5分钟；步骤三:将步骤二中清洗过的晶圆取出放置入70°C的纯EKC清洗槽中，进行EKC清洗30分钟；步骤四:将步骤三中清洗过的晶圆取出放置入室温的纯IPA清洗槽中，进行IPA清洗10分钟；步骤五:将步骤四中清洗过的晶圆取出放置入室温的去离子水槽中，采用去离子水冲洗，同时向去离子水槽中通入CO2，冲洗循环为10次；步骤六:将步骤五中冲洗过的晶圆放入甩干机中甩干，甩干时间为lOmin。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果:本专利技术采用的清洗方法所用的设备及药液包括:超声擦片机、IPA清洗槽和IPA清洗液、EKC清洗槽和EKC清洗液，以上设备及清洗液均在晶圆生产线的BEOL工艺中使用，清洗设备和清洗液完全能够兼容BEOL工艺，因此清洗成本较低，工艺简单；本专利技术提出的工艺方法中，各步骤均可采用多片晶圆同时清洗的方式完成，与通常的TSV清洗工艺相比，能够大幅度提高清洗效率；利用该专利技术可实现清洗药液对不同深宽比TSV孔的充分浸润，从而实现侧壁polymer与清洗药液的充分接触，达到清洗效果。此外，采用该专利技术对大深宽比TSV盲孔进行清洗，可实现孔内顶部、中部及底部的完全清洗，检测结果表明孔内polymer去除效果明显，C和O元素含量接近于零。【附图说明】图1为本专利技术的TSV盲孔清洗方法流程图；图2为目前所用的TSV盲孔清洗方法流程图。【具体实施方式】下面结合附图对本专利技术作进一步详细描述:参见图1，一种晶圆表面大深宽比TSV盲孔的清洗方法，包括以下步骤:步骤一:将若干晶圆放入槽式超声擦片机中，进行去离子水(室温)冲洗，并施加超声进行擦片，晶圆转速为1300-1700rpm，超声功率为20-40W，清洗时间为3_7min ；步骤二:在完成擦片处理后，不进行甩干处理，而直接将晶圆从擦片机中取出后放入纯IPA清洗液(UL级，纯度彡99.9% )中，IPA溶液温度为室温，清洗时间为3_7min ；步骤三:将晶圆从IPA清洗液中取出，放置于纯EKC清洗液(TM)中，EKC溶液温度为70 °C，清洗时间为20-40min ；步骤四:将晶圆从EKC清洗液中取出，再次放置于纯IPA清洗液(UL级，纯度^ 99.9% )中，IPA溶液温度为室温，清洗时间为5-15min ；步骤五:将晶圆从IPA清洗液中取出，置于去离子水(室温)槽中冲洗，并在水槽中通入CO2，冲洗循环为10-15次；步骤六:将步骤五冲洗过的晶圆放入甩干机中进行甩干，甩干时间为5-15min。下面结合实施例对本专利技术的实施过程当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种晶圆表面大深宽比TSV盲孔的清洗方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：取若干晶圆放入超声擦片机中，利用去离子水冲洗的同时进行超声擦片；步骤二：超声擦片结束后直接将晶圆从超声擦片机中取出，然后将晶圆放入纯IPA清洗液中清洗；步骤三：将步骤二中清洗过的晶圆取出置于纯EKC清洗液中清洗；步骤四：将步骤三中清洗过的晶圆取出置于纯IPA清洗液中清洗；步骤五：将步骤四中清洗过的晶圆取出置于去离子水槽中冲洗；步骤六：将步骤五中冲洗过的晶圆甩干。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：贺欣，单光宝，孙有民，杜欣荣，李翔，
申请(专利权)人：中国航天科技集团公司第九研究院第七七一研究所，
类型：发明
国别省市：陕西;61