单晶圆兆声清洗技术研究及兆声喷头方案优化

单晶圆兆声清洗技术研究及兆声喷头方案优化单晶圆兆声清洗技术研究及兆声喷头方案优化f中国电子科技集团公司第四十五研究所，北京101601)合单晶圆兆声清洗的优化方案.StudyofSingle-waferMegasonicCleaningandOptimizationofLluYongjin.DUJianke,(The45thResearchlnstituteofwafermegasoniccleaning,meaprovedmeasureisindicaKeywords:Single-wafer;Mega单晶圆设备制造商都有自己专利的兆声喷头和比较SONOSYS,PROSYS等超声生产厂商也都有针对单的兆声清洗技术还是少有研究.1单晶圆兆声清洗技术的必要性随着300mm圆片和90nm工艺时期的到来，传统的批处理清洗技术在诸多工艺因素的驱动下清洗技术与设备清洗设备向单片式发展的主要因素仃：?降低大商径圆片批处理中成品率损失的风险；?)?减少薄膜材料的损失；?大规模集成电路(VLsI)和ULSI制造业都逐步倾向于引进单圆片湿法清洗技术，以降低批处理清洗中交叉污染的风险.兆声波清洗技术【2_1不但保存了超声波清洗的优点，而月J克服了它的不足.兆声波清洗的机理是由高~(85okHz)频振效应并结合化学清洗剂的化学反应对晶圆片进行清洗.在清洗时由换能器发出波长为1.5m频率为0.8MHz的高能声波.溶液度可达到30cm/s.因此形成不了超声波清洗那样使抛光片表面附着的污染物和细小微粒被强制除两种方法的作用【4_.2存在的问题分析般的单晶圆兆声清洗方式都是采用尖嘴形兆声喷头T摆留~晶圆旋转图1单晶圆兆声清洗原理图由于尖嘴式兆声喷头尖嘴直径一般只有2～4mm,喷头做扫描运动在足够长的时间里可以将整个晶圆域如图2(b)所示.即应用尖嘴式兆声会现在晶圆的损伤.因此必须提高兆声清洗的均匀性.短时间兆商箭骺能旱=分长时间兆声清洗后能量分布图2尖嘴式兆声在晶圆上能量分布PC高声洗匀性的方案可行性论证到达喷头1平面与晶圆之间的水层.分的兆声波被喷头内部兆声头平面反射回兆声换能器有较大的损害.即去掉兆声振予与喷头问的水层，消除低密度面到高密度面造成的对兆声波的反射作用(如图4所示),兆声能量覆盖的晶圆面积增大.DI水由喷头侧面射向喷头底部.-电子工业董用设备清洗技术与设备晶圆1(a)尖嘴式兆声喷头(b)改进后的兆声喷头图3尖嘴式兆声喷头的尖嘴改成平嘴示意图品4结论图4压电陶瓷直接粘贴在石英振板表面示意图头无法做到大功率，否则高能兆声波会将石英层振从喷头侧面注入，兆声振板与晶圆之间水膜形成效方案三：如果取第一种方案的水膜形成优势和第二中方案的兆声能量的大面积覆盖，则形成了图材料采用蓝宝石.蓝宝石坚硬的优点使得兆声能量这种方案成本较高.圆成一定的角度，这样在晶圆上形成兆声波能量成种方案虽然兆声能量仍然不能非常均匀的分布，但是从综合成本和清洗效果两种因素考虑，这种方案较为实用.DI水入源线及冷管路图5圆盘式兆声喷头示意图晶圆一图6尖嘴式兆声倾斜清洗示意图genesisultra—purewatermegasonicwaferspincleaner[C].40thLunarandPlanetaryScienceConference,2009,1183.particles,headingtowardsaredbrickwal