一種MEMS晶圓清洗方法與流程
一種mems晶圓清洗方法
技術領域
[0001]
本發明涉及的是mems制造領域,特別涉及一種mems晶圓清洗方法。
背景技術：
[0002]
微機電系統(mems)的尺寸在1微米到100微米量級，廣泛應用于汽車、電子、航空航天、生物醫療等領域，其核心功能是將物理信號轉換為電子設備能夠識別的電信號。因此，mems器件通常包含孔、通道、膜、腔、懸臂等一系列感知環境變量的結構。隨著人工智能、5g、物聯網等產業的高速發展，推動mems不斷向低功耗、智能化、集成化和微型化的方向演進。mems微型化趨勢的不可逆性，使得mems器件的特征尺寸不斷縮小，對濕法清洗工藝提出了更高的要求。
[0003]
mems清洗洗方案大體上可以分為干法和濕法兩類，但濕法清洗為主流方案，占整個清洗制程90％以上。按照一次清洗的晶圓數量濕法可分為批量清洗(batch cleaning)、單晶圓清洗(single wafer cleaning)、批量和單晶圓組合的三種模式。由于mems結構的特殊性，單純的批量清洗很難將微孔、微通道、微腔的里的聚合物去除干凈；單晶圓清洗時間長且往往需要借助高壓二流體的作用，容易損傷mems的微小結構。批量和單晶圓組合的清洗模式逐漸成為mems先進制程的主流。該工藝方案，先將晶圓批量浸泡一定時間，再將晶圓以單片模式進行清洗，可減少高壓二流體的作用時間，既能保證清洗效果，又能避免mems結構坍塌損壞。
[0004]
批量和單晶圓組合的清洗工藝一般包括：先用去膠液浸泡，除去大部分光阻；再用聚合物清洗液分別以二流體和常壓的形式噴灑到旋轉的晶圓上，除去干法刻蝕形成的聚合物；然后用側壁ipa(異丙醇)噴灑，洗去清洗劑；最后用去電離水沖洗除去ipa并旋轉甩干。其中聚合物清洗液工序對整個清洗效果至關重要。高溫狀態下聚合物清洗液的溶劑及有效成分容易揮發，溶劑的揮發導致膠顆粒溶解度下降，特別是在高揮發性ipa的作用下，膠顆粒析出更加嚴重。膠顆粒粘附在晶圓上，很難通過后續的工步清洗干凈，這時就需要更換藥液。研究發現高溫下所用聚合物清洗液的平均使用壽命較短，平均為3天，亟需對現用工藝進行優化，以延長其使用壽命，降低生產成本。
技術實現要素：
[0005]
鑒于上述問題，提出了本發明以便提供一種克服上述問題或者至少部分地解決上述問題的一種mems晶圓清洗方法。
[0006]
為了解決上述技術問題，本申請實施例公開了如下技術方案：
[0007]
一種mems晶圓清洗方法，包括：
[0008]
s100.將晶圓浸泡在去膠液中，除去晶圓上的光阻；
[0009]
s200.將聚合物清洗液噴灑到旋轉的晶圓上，除去干法刻蝕過程中形成的聚合物；
[0010]
s300.用側壁噴頭噴灑去電離水對晶圓沖洗，清洗掉殘留在晶圓上的聚合物清洗液；
[0011]
s400.用擺臂噴頭噴灑高壓二流體去電離水和常壓去電離水，對晶圓進行沖洗并旋轉甩干。
[0012]
進一步地，s100中，去膠液溫度為85℃。
[0013]
進一步地，s100中，在晶圓浸泡過程中將晶圓上下抖動。
[0014]
進一步地，s200中，聚合物清洗液分別以二流體和常壓的形式噴灑到旋轉的晶圓上。
[0015]
進一步地，當聚合物清洗液以二流體的形式噴灑到旋轉的晶圓上時，二流體中的n2的流量是30l/min，聚合物清洗液的流量是300ml/min。
[0016]
進一步地，當聚合物清洗液以常壓的形式噴灑到旋轉的晶圓上時，常壓聚合物清洗液的流量是800ml/min。
[0017]
進一步地，s200中，晶圓的轉速是300r/min。
[0018]
進一步地，s300中，側壁噴頭噴灑的去電離水須入射到晶圓中間位置，快速地將晶圓上的聚合物清洗液沖洗干凈。
[0019]
本發明實施例提供的上述技術方案的有益效果至少包括：
[0020]
本發明公開的一種mems晶圓清洗方法，通過將晶圓浸泡在去膠液中，除去晶圓上的光阻；將聚合物清洗液噴灑到旋轉的晶圓上，除去干法刻蝕過程中形成的聚合物；用側壁噴頭噴灑去電離水對晶圓沖洗，清洗掉殘留在晶圓上的聚合物清洗液；用擺臂噴頭噴灑高壓二流體去電離水和常壓去電離水，對晶圓進行沖洗并旋轉甩干。本發明巧妙地運用了聚合物清洗液可以與水互溶的原理，迅速采用可短時間內噴出的側壁去電離水沖洗，可避免晶圓沖水不及時帶來的膠顆粒殘留問題，與現有mems晶圓清洗工藝相比，本發明能提高高溫循環狀態下聚合物清洗液的使用壽命；省去了傳統工藝中的ipa(異丙醇)沖洗工藝。不僅可以顯著降低企業成本，還能減少ipa廢液帶來的環境污染，保護環境，符合綠發展的理念。
[0021]
下面通過附圖和實施例，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。
附圖說明
[0022]
附圖用來提供對本發明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與本發明的實施例一起用于解釋本發明，并不構成對本發明的限制。在附圖中：
[0023]
圖1為本發明實施例1中，原工藝mems晶圓清洗方法流程圖；
[0024]
圖2為本發明實施例1中，原工藝聚合物清洗液顆粒個數與使用時間的關系；
[0025]
圖3為本發明實施例1中，原工藝去掉ipa后聚合物清洗液顆粒分布現象圖；
[0026]
圖4為本發明實施例1中，本發明一種mems晶圓清洗方法流程圖；
[0027]
圖5為本發明實施例1中，使用本發明一種mems晶圓清洗方法后，聚合物清洗液顆粒情況與使用時間的關系。
具體實施方式
[0028]
下面將參照附圖更詳細地描述本公開的示例性實施例。雖然附圖中顯示了本公開的示例性實施例，然而應當理解，可以以各種形式實現本公開而不應被這里闡述的實施例所限制。相反，提供這些實施例是為了能夠更透徹地理解本公開，并且能夠將本公開的范圍
完整的傳達給本領域的技術人員。
[0029]
為了解決現有技術中mems晶圓清洗存在成本高，污染大的問題，本發明實施例提供一種mems晶圓清洗方法。
[0030]
實施例1
[0031]
mems由于結構的特殊性，通常采用如圖1所示的工藝流程進行清洗，具體過程已經在背景技術中進行描述，再此不在進行贅述。然而，在實際生產過程中，高溫狀態下聚合物清洗液使用到第三天，產品開始出現水印狀殘留且隨著聚合物清洗液使用的時間延長異常逐漸加重，使聚合物清洗液無法使用。通過研究高溫狀態下聚合物清洗液總顆粒數與使用時間的關系，我們發現其總顆粒數從第3天開始有明顯增多現象，由十幾顆增加到二百多顆，如圖2所示。此結果表明異常與聚合物清洗液總顆粒數有著必然的聯系。這為我們從降低高溫聚合物清洗液的總顆粒數來改善殘留異常提供了依據。
[0032]
高溫循環狀態下，聚合物清洗液中的溶劑持續揮發，致使光刻膠的溶解度不斷下降而析出膠顆粒。ipa的脫水性和揮發性又加劇了膠顆粒的析出，從而導致制品殘留異常。為了改善此異常，我們最初先去掉原工藝中ipa，然后再測試其顆粒情況。發現去掉ipa后總的顆粒數有所降低，但顆粒出現環形區域集中分布的現象，如圖3所示。這是因為擺臂去電離水噴灑到旋轉的晶圓上，水也是環形分布的，晶圓總有些區域沖洗不充分。
[0033]
基于此，本實施例一種mems晶圓清洗方法，如圖4，包括：
[0034]
s100.將晶圓浸泡在去膠液中，除去晶圓上的光阻；
[0035]
s200.將聚合物清洗液噴灑到旋轉的晶圓上，除去干法刻蝕過程中形成的聚合物；
[0036]
s300.用側壁噴頭噴灑去電離水對晶圓沖洗，清洗掉殘留在晶圓上的聚合物清洗液；
[0037]
s400.用擺臂噴頭噴灑高壓二流體去電離水和常壓去電離水，對晶圓進行沖洗并旋轉甩干。
[0038]
在一些優選實施例中，s100中，當晶圓浸泡在去膠液時，去膠液溫度為85℃，并且在浸泡過程中將晶圓上下抖動。
[0039]
在一些優選實施例中，s200中，聚合物清洗液分別以二流體和常壓的形式噴灑到旋轉的晶圓上。具體的，所謂的二流體就是壓縮氣體與液體，以噴霧形式進行噴灑。在本實施例中，壓縮氣體與液體分別為n2和聚合物清洗液，當聚合物清洗液以高壓二流體的形式噴灑到旋轉的晶圓上時，二流體中的n2的流量是30l/min，聚合物清洗液的流量是300ml/min。當聚合物清洗液以常壓的形式噴灑到旋轉的晶圓上時，常壓聚合物清洗液的流量是800ml/min。
[0040]
在一些優選實施例中，s200中，晶圓的轉速是300r/min。
[0041]
在一些優選實施例中，s300中，側壁噴頭噴灑的去電離水須入射到晶圓中間位置，必須快速地將晶圓上的聚合物清洗液沖洗干凈，避免膠顆粒析出殘留晶圓上，導致清洗不凈。在本實施例中，運用了聚合物清洗液可以與去電離水互溶這一原理，能通過去電離水將聚合物清洗液沖洗干凈。
[0042]
采用本實施例公開的一種mems晶圓清洗方法后，對聚合物清洗液使用天數和清洗液總顆粒數進行了重新測量，如圖5，通過圖5可知，使用本實施例公開的一種mems晶圓清洗方法，聚合物清洗液即使使用到第七天，其總顆粒數仍然處于非常低的水平，將聚合物清洗
液使用時間從原有的3天增加到7天以上，節約了成本。
[0043]
本實施例公開的一種mems晶圓清洗方法，通過將晶圓浸泡在去膠液中，除去晶圓上的光阻；將聚合物清洗液噴灑到旋轉的晶圓上，除去干法刻蝕過程中形成的聚合物；用側壁噴頭噴灑去電離水對晶圓沖洗，清洗掉殘留在晶圓上的聚合物清洗液；用擺臂噴頭噴灑高壓二流體去電離水和常壓去電離水，對晶圓進行沖洗并旋轉甩干。本發明巧妙地運用了聚合物清洗液可以與水互溶的原理，迅速采用可短時間內噴出的側壁去電離水沖洗，可避免晶圓沖水不及時帶來的膠顆粒殘留問題，與現有mems晶圓清洗工藝相比，本發明能提高高溫循環狀態下聚合物清洗液的使用壽命；省去了傳統工藝中的ipa(異丙醇)沖洗工藝。不僅可以顯著降低企業成本，還能減少ipa廢液帶來的環境污染，保護環境，符合綠發展的理念。
[0044]
應該明白，公開的過程中的步驟的特定順序或層次是示例性方法的實例。基于設計偏好，應該理解，過程中的步驟的特定順序或層次可以在不脫離本公開的保護范圍的情況下得到重新安排。所附的方法權利要求以示例性的順序給出了各種步驟的要素，并且不是要限于所述的特定順序或層次。
[0045]
在上述的詳細描述中，各種特征一起組合在單個的實施方案中，以簡化本公開。不應該將這種公開方法解釋為反映了這樣的意圖，即，所要求保護的主題的實施方案需要清楚地在每個權利要求中所陳述的特征更多的特征。相反，如所附的權利要求書所反映的那樣，本發明處于比所公開的單個實施方案的全部特征少的狀態。因此，所附的權利要求書特此清楚地被并入詳細描述中，其中每項權利要求獨自作為本發明單獨的優選實施方案。
[0046]
本領域技術人員還應當理解，結合本文的實施例描述的各種說明性的邏輯框、模塊、電路和算法步驟均可以實現成電子硬件、計算機軟件或其組合。為了清楚地說明硬件和軟件之間的可交換性，上面對各種說明性的部件、框、模塊、電路和步驟均圍繞其功能進行了一般地描述。至于這種功能是實現成硬件還是實現成軟件，取決于特定的應用和對整個系統所施加的設計約束條件。熟練的技術人員可以針對每個特定應用，以變通的方式實現所描述的功能，但是，這種實現決策不應解釋為背離本公開的保護范圍。
[0047]
結合本文的實施例所描述的方法或者算法的步驟可直接體現為硬件、由處理器執行的軟件模塊或其組合。軟件模塊可以位于ram存儲器、閃存、rom存儲器、eprom存儲器、eeprom存儲器、寄存器、硬盤、移動磁盤、cd-rom或者本領域熟知的任何其它形式的存儲介質中。一種示例性的存儲介質連接至處理器，從而使處理器能夠從該存儲介質讀取信息，且可向該存儲介質寫入信息。當然，存儲介質也可以是處理器的組成部分。處理器和存儲介質可以位于asic中。該asic可以位于用戶終端中。當然，處理器和存儲介質也可以作為分立組件存在于用戶終端中。
[0048]
對于軟件實現，本申請中描述的技術可用執行本申請所述功能的模塊(例如，過程、函數等)來實現。這些軟件代碼可以存儲在存儲器單元并由處理器執行。存儲器單元可以實現在處理器內，也可以實現在處理器外，在后一種情況下，它經由各種手段以通信方式耦合到處理器，這些都是本領域中所公知的。
[0049]
上文的描述包括一個或多個實施例的舉例。當然，為了描述上述實施例而描述部件或方法的所有可能的結合是不可能的，但是本領域普通技術人員應該認識到，各個實施例可以做進一步的組合和排列。因此，本文中描述的實施例旨在涵蓋落入所附權利要求書
的保護范圍內的所有這樣的改變、修改和變型。此外，就說明書或權利要求書中使用的術語“包含”，該詞的涵蓋方式類似于術語“包括”，就如同“包括，”在權利要求中用作銜接詞所解釋的那樣。此外，使用在權利要求書的說明書中的任何一個術語“或者”是要表示“非排它性的或者”。
技術特征：
1.一種mems晶圓清洗方法，其特征在于，包括：s100.將晶圓浸泡在去膠液中，除去晶圓上的光阻；s200.將聚合物清洗液噴灑到旋轉的晶圓上，除去干法刻蝕過程中形成的聚合物；s300.用側壁噴頭噴灑去電離水對晶圓沖洗，清洗掉殘留在晶圓上的聚合物清洗液；s400.用擺臂噴頭噴灑高壓二流體去電離水和常壓去電離水，對晶圓進行沖洗并旋轉甩干。2.如權利要求1的一種mems晶圓清洗方法，其特征在于，s100中，去膠液溫度為85℃。3.如權利要求1的一種mems晶圓清洗方法，其特征在于，s100中，在晶圓浸泡過程中將晶圓上下抖動。4.如權利要求1的一種mems晶圓清洗方法，其特征在于，s200中，聚合物清洗液分別以高壓二流體和常壓的形式噴灑到旋轉的晶圓上。5.如權利要求4的一種mems晶圓清洗方法，其特征在于，當聚合物清洗液以高壓二流體的形式噴灑到旋轉的晶圓上時，二流體中的n2的流量是30l/min，聚合物清洗液的流量是300ml/min。6.如權利要求4的一種mems晶圓清洗方法，其特征在于，當聚合物清洗液以常壓的形式噴灑到旋轉的晶圓上時，常壓聚合物清洗液的流量是800ml/min。7.如權利要求1的一種mems晶圓清洗方法，其特征在于，s200中，晶圓的轉速是300r/min。8.如權利要求1的一種mems晶圓清洗方法，其特征在于，s300中，側壁噴頭噴灑的去電離水須入射到晶圓中間位置，快速地將晶圓上的聚合物清洗液沖洗干凈。
技術總結
一種MEMS晶圓清洗方法，通過將晶圓浸泡在去膠液中，除去晶圓上的光阻；將聚合物清洗液噴灑到旋轉的晶圓上，除去干法刻蝕過程中形成的聚合物；用側壁噴頭噴灑去電離水對晶圓沖洗，清洗掉殘留在晶圓上的聚合物清洗液；用擺臂噴頭噴灑高壓二流體去電離水和常壓去電離水，對晶圓進行沖洗并旋轉甩干。本發明巧妙地運用了聚合物清洗液可以與水互溶的原理，迅速采用可短時間內噴出的側壁去電離水沖洗，可避免晶圓沖水不及時帶來的膠顆粒殘留問題，與現有MEMS晶圓清洗工藝相比，本發明能提高高溫循環狀態下聚合物清洗液的使用壽命；省去了傳統工藝中的IPA沖洗工藝。不僅可以顯著降低企業成本，還能減少IPA廢液帶來的環境污染，符合綠發展的理念。發展的理念。發展的理念。
