清潔晶圓的裝置和方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及了一種清潔晶圓的裝置，該裝置包括腔室、處在腔室內(nèi)部的可旋轉(zhuǎn)襯底支持件、位于可旋轉(zhuǎn)襯底支持件上方的噴嘴、面朝下方且與噴嘴流體連接的蓋狀件。該可旋轉(zhuǎn)襯底支持件被配置成在其上裝配一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體晶圓。該噴嘴被配置成向一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體晶圓上噴灑清潔介質(zhì)。蓋狀件的形狀具有帶有頂部截面區(qū)域的頂部邊緣和帶有底部截面區(qū)域的底部邊緣。本發(fā)明還提供了一種清潔晶圓的裝置和方法。
【專利說明】清潔晶圓的裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]所公開的裝置和方法涉及了半導(dǎo)體處理。更具體地，所公開的主題涉及的是清潔一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體晶圓的裝置和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]集成電路(“1C”)被結(jié)合到多種電子器件中。IC封裝的發(fā)展使得多個(gè)IC可以垂直地堆疊在所謂的三維(“3D”)封裝件中從而節(jié)省了印刷電路板(“PCB”)上的水平區(qū)域?？蛇x的封裝技術(shù)(被稱為2.5封裝件)可以使用中介層，該中介層可以由半導(dǎo)體材料(諸如，硅)形成，從而將一個(gè)或多個(gè)管芯與襯底相連接。可以是異質(zhì)技術(shù)的多個(gè)IC芯片被裝配在該中介層上?？梢酝ㄟ^導(dǎo)電圖案在中介層中布線多種IC之間的連接。這些中介層和堆疊的IC技術(shù)分別被稱為2.5D-1C和3D-1C。這些封裝件時(shí)常被統(tǒng)稱為“3D-1C”。
[0003]當(dāng)芯片被裝配在中介層晶圓(在切割晶圓之前)上時(shí)，通常在應(yīng)用焊料凸塊之前向晶圓上應(yīng)用包括有機(jī)化學(xué)藥劑的助焊劑。助焊劑有助于在焊料凸塊回焊工藝過程中從形態(tài)上改進(jìn)凸塊。在回焊工藝之后，下一個(gè)封裝步驟(諸如，實(shí)施底部填充)之前，助焊劑殘留物，尤其是那些處在芯片和晶圓之間的狹窄的縫隙中的殘留物被完全清除。助焊劑殘留物可以使得封裝件可靠性下降和降低所得到的器件的實(shí)際性能。例如，包括羧酸的助焊劑殘留物可能腐蝕焊料凸塊。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問題，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種裝置，包括:腔室；可旋轉(zhuǎn)襯底支持件，位于所述腔室內(nèi)，所述可旋轉(zhuǎn)襯底支持件被配置成在其上裝配一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體晶圓；噴嘴，位于所述可旋轉(zhuǎn)襯底支持件上方，所述噴嘴被配置成向所述一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體晶圓提供清潔介質(zhì)；以及蓋狀件，面朝下方，與所述噴嘴流體連接，所述蓋狀件的形狀具有帶有頂部截面積的頂部邊緣和帶有底部截面區(qū)域的底部邊緣。
[0005]在所述裝置中，所述蓋狀件的所述頂部邊緣和所述底部邊緣均為圓形，而且所述底部邊緣大于所述頂部邊緣。
[0006]在所述裝置中，所述蓋狀件的所述底部截面區(qū)域的尺寸小于所述可旋轉(zhuǎn)襯底支持件的尺寸。
[0007]在所述裝置中，所述噴嘴和所述蓋狀件與臂狀件連接，所述臂狀件被配置成將所述噴嘴和所述蓋狀件在水平方向上在述可旋轉(zhuǎn)襯底支持件上方移動(dòng)。
[0008]在所述裝置中，所述一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體晶圓中的每一個(gè)均包含多個(gè)芯片。
[0009]在所述裝置中，所述可旋轉(zhuǎn)襯底支持件的尺寸至少大到足以支持兩個(gè)或更多個(gè)半導(dǎo)體晶圓。
[0010]在所述裝置中，在所述底部邊緣處的所述蓋狀件的所述底部截面區(qū)域的尺寸不小于所述可旋轉(zhuǎn)襯底支持件的尺寸。
[0011]在所述裝置中，所述可旋轉(zhuǎn)襯底支持件的尺寸至少大到足以支持一個(gè)半導(dǎo)體晶圓。
[0012]在所述裝置中，所述可旋轉(zhuǎn)襯底支持件的尺寸至少大到足以支持兩個(gè)或更多個(gè)半導(dǎo)體晶圓。
[0013]在所述裝置中，所述可旋轉(zhuǎn)襯底支持件為圓形并且大到足以在所述可旋轉(zhuǎn)襯底支持件上對(duì)稱地支持所述兩個(gè)或更多個(gè)半導(dǎo)體晶圓；以及所述蓋狀件與所述可旋轉(zhuǎn)襯底支持件同心對(duì)準(zhǔn)。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種方法，包括:將一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體晶圓裝配在腔室內(nèi)的可旋轉(zhuǎn)襯底支持件上；以預(yù)定速度旋轉(zhuǎn)所述可旋轉(zhuǎn)襯底支持件；以及通過噴嘴和與所述噴嘴流體連接的蓋狀件，以預(yù)定流速向所述一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體晶圓噴灑清潔介質(zhì)，其中，所述蓋狀件具有帶有頂部截面區(qū)域的頂部邊緣和帶有底部截面區(qū)域的底部邊緣。
[0015]在所述方法中，所述一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體晶圓中的每一個(gè)均包括至少一個(gè)通過多個(gè)焊料凸塊與其相接合的集成電路；以及所述一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體晶圓包括將要去除的助焊劑殘留物。
[0016]在所述方法中，所述蓋狀件的所述頂部邊緣和所述底部邊緣均具有圓形截面，并且所述底部邊緣的所述底部截面區(qū)域大于所述頂部邊緣的所述頂部截面區(qū)域。
[0017]在所述方法中，在所述底部邊緣處，所述蓋狀件的尺寸不小于所述可旋轉(zhuǎn)襯底支持件的尺寸。
[0018]在所述方法中，所述一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體晶圓中的每一個(gè)均包含多個(gè)芯片。
[0019]在所述方法中，所述可旋轉(zhuǎn)襯底支持件的尺寸至少大到足以支持兩個(gè)或更多半導(dǎo)體晶圓。
[0020]在所述方法中，進(jìn)一步包括:在所述可旋轉(zhuǎn)襯底支持件上對(duì)稱地裝配兩個(gè)或更多個(gè)半導(dǎo)體晶圓；并且與所述可旋轉(zhuǎn)襯底支持件同心地對(duì)準(zhǔn)所述蓋狀件。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種方法，包括:將一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體晶圓裝配在腔室內(nèi)的可旋轉(zhuǎn)襯底支持件上；以預(yù)定速度旋轉(zhuǎn)所述可旋轉(zhuǎn)襯底支持件；以及通過噴嘴和與所述噴嘴流體連接的蓋狀件，以預(yù)定流速向所述一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體晶圓提供清潔介質(zhì)，其中，所述蓋狀件的形狀具有帶有頂部截面區(qū)域的頂部邊緣和帶有底部截面區(qū)域的底部邊緣；以及當(dāng)噴灑所述清潔介質(zhì)時(shí)，在所述可旋轉(zhuǎn)襯底支持件上方水平地移動(dòng)所述噴嘴和所述蓋狀件。
[0022]在所述方法中，所述蓋狀件的所述底部邊緣的尺寸小于所述可旋轉(zhuǎn)襯底支持件的尺寸。
[0023]在所述方法中，所述一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體晶圓中的每一個(gè)均包含多個(gè)芯片。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]根據(jù)以下結(jié)合附圖的詳細(xì)描述可以最好地理解本發(fā)明。需要強(qiáng)調(diào)的是，根據(jù)工業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐，各種不同部件沒有按比例繪制，并且只是用于圖示的目的。實(shí)際上，為了使論述清晰，可以任意增大或減小各種部件的尺寸。在整個(gè)說明書和附圖中，類似的參考標(biāo)號(hào)代表類似的部件。
[0025]圖1A是根據(jù)一些實(shí)施例的示例性裝置的示意性截面圖，在圖中底部邊緣處的蓋狀件的底部截面區(qū)域的尺寸小于可旋轉(zhuǎn)襯底支持件的尺寸；[0026]圖1B示出了圖1A中所示的裝置部分的俯視圖；
[0027]圖1C是圖1A中所示的裝置部分的放大細(xì)節(jié)圖；
[0028]圖2A是根據(jù)一些實(shí)施例的示例性裝置的示意性截面圖，在圖中底部邊緣處的蓋狀件的底部截面區(qū)域不小于可旋轉(zhuǎn)襯底支持件的尺寸；
[0029]圖2B是圖2A中所示的裝置部分的放大細(xì)節(jié)圖；
[0030]圖2C示出的是根據(jù)一些實(shí)施例的示例性的蓋狀件的形狀；
[0031]圖3A是根據(jù)一些實(shí)施例的示例性裝置的示意性截面圖，在圖中底部邊緣處的蓋狀件的底部截面區(qū)域不小于可旋轉(zhuǎn)襯底支持件的尺寸，而且可旋轉(zhuǎn)襯底支持件的尺寸至少大到足以支持兩個(gè)或更多半導(dǎo)體晶圓；
[0032]圖3B是示出了根據(jù)一些實(shí)施例的圖3A所示裝置中的可旋轉(zhuǎn)襯底的示例性配置的俯視圖；
[0033]圖4是示出了根據(jù)一些實(shí)施例的一種示例性方法的流程圖；
[0034]圖5是示出了根據(jù)一些實(shí)施例的另一種示例性方法的流程圖，該方法包括水平地橫跨可旋轉(zhuǎn)襯底支持件移動(dòng)噴嘴和蓋狀件。
【具體實(shí)施方式】
[0035]對(duì)于示例性實(shí)施例的描述旨在接合附圖進(jìn)行閱讀，附圖被認(rèn)為是整個(gè)書面描述的一部分。應(yīng)該理解，在該說明中的相對(duì)關(guān)系術(shù)語，諸如，“下面的”、“上面的”、、“水平的”、“垂直的“、“在...上面”、“在...下面”、“向上的”、“向下的”、“頂部”和“底部”以及其派生詞(例如，“水平地”、“向下地”、“向上地”等)與隨后所描述的或在論述過程中視圖所示出的方向相關(guān)。這些相對(duì)關(guān)系術(shù)語旨在更容易地描述，并不要求部件按此特定的方向裝配或操作。除非另有明確說明，否則這些涉及了連接，耦合等的術(shù)語(諸如“連接的”和“互連的”)涉及的是彼此直接固定或連接或通過中間結(jié)構(gòu)間接地固定或連接的結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，以及兩者可移動(dòng)或不可移動(dòng)的連接或關(guān)系。
[0036]本發(fā)明提供了用于清潔襯底(諸如，半導(dǎo)體晶圓)的裝置和方法。半導(dǎo)體晶圓的實(shí)例包括但不限于晶圓，該晶圓具有至少一個(gè)通過多個(gè)焊料凸塊或微凸塊(下文統(tǒng)稱“凸塊”)與其相接合的集成電路板。例如，這種晶圓可以是用于包括2.0T-1C結(jié)構(gòu)的三維集成電路(3D-1C)的中介層。在3D-1C制造工藝中，在應(yīng)用焊料凸塊之前通常使用包括有機(jī)化學(xué)藥劑的助焊劑。在回焊焊料凸塊之后，助焊劑殘留物被留在了半導(dǎo)體晶圓和集成電路(芯片)之間的狹窄的縫隙中。這就需要通過清潔工藝完全去除該助焊劑殘留物。根據(jù)下面描述的一些實(shí)施例，本發(fā)明提供了用于清潔半導(dǎo)體晶圓的裝置和方法。
[0037]在圖1A-圖3C，圖4和圖5中，除非另有說明，類似的術(shù)語或步驟以類似的參考標(biāo)號(hào)來代表，而且出于簡潔，一次性地描述結(jié)構(gòu)或步驟不再重復(fù)。參考他IA-圖3C中所示的示例性裝置來描述圖4-圖5中所描繪的方法。
[0038]參考圖1A，示例性的裝置100包括腔室102、位于腔室內(nèi)的可旋轉(zhuǎn)襯底支持件104、在可旋轉(zhuǎn)襯底支持件104上面的噴嘴114、面朝下方且與噴嘴114流體連接的蓋狀件116。可旋轉(zhuǎn)襯底支持件108被配置成在其上裝配有一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體晶圓110。在一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體晶圓110中的每個(gè)均包括多個(gè)芯片?？尚D(zhuǎn)襯底支持件108被配置成在適合的機(jī)構(gòu)中，例如，通過靜電夾頭、真空、夾子或圓形空腔諧振器將一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體晶圓110支持在該可旋轉(zhuǎn)襯底支持件108上。可旋轉(zhuǎn)襯底支持件108通過桿106與電動(dòng)機(jī)107相連接。在一些實(shí)施例中，電動(dòng)機(jī)107被配置成以預(yù)定速度旋轉(zhuǎn)可旋轉(zhuǎn)襯底支持件108。例如，旋轉(zhuǎn)速度可以在IOOOrpm至2000rpm的范圍內(nèi)。噴嘴114被配置成向一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體晶圓108上提供清潔介質(zhì)119。在一些實(shí)施例中，噴嘴114被配置成向一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體晶圓108上噴灑清潔介質(zhì)119。在一些實(shí)施例中，清潔用液體介質(zhì)119可以處在特定的例如，在0.5Mpa至IMpa之間的范圍內(nèi)的壓力下。蓋狀件116具有一種形狀，該形狀具有帶有頂部截面區(qū)域的頂部邊緣116-1和帶有底部截面區(qū)域的底部邊緣116-2。在一些實(shí)施例中，蓋狀件116的頂部邊緣116-1和底部邊緣116-2均是圓形的且底部邊緣116-2大于頂部邊緣116-1。
[0039]在一些實(shí)施例中，如圖1A的示例性裝置100中所示的那樣，底部邊緣116-2處的蓋狀件116的底部截面區(qū)域具有小于可旋轉(zhuǎn)襯底支持件108的尺寸的尺寸。噴嘴114和蓋狀件116與臂狀件112相連接且臂狀件112被配置成水平橫跨可旋轉(zhuǎn)襯底支持件108地移動(dòng)噴嘴114和蓋狀件116。如圖1B中的頂部平面圖所示的那樣，可旋轉(zhuǎn)襯底支持件108的尺寸大于蓋狀件116的底部截面區(qū)域。與噴嘴114和蓋狀件116相連接的臂狀件112可以連接在水平支撐橫梁120 (圖1B中四處)和垂直的支撐橫梁118 (如圖1A所示)上，且可以被配置成在可旋轉(zhuǎn)襯底支持件108上方自由移動(dòng)。如圖1A所示，噴嘴114、臂狀件112以及(任選的)垂直支撐衡量118或水平支撐橫梁120可以與電動(dòng)機(jī)112相連接。在一些實(shí)施例中，噴嘴114和蓋狀件116可以被配置成垂直旋轉(zhuǎn)或移動(dòng)的。
[0040]裝置100還可以包括清潔介質(zhì)119的供應(yīng)器，該供應(yīng)器與噴嘴114流體連接。在一些實(shí)施例中，噴嘴114可以與用于所述這種移動(dòng)和噴灑電動(dòng)機(jī)和促動(dòng)器(未示出)相連接。適合的清潔介質(zhì)119的實(shí)例包括但不限于過濾的去離子水或超純水。在一些實(shí)施例中，適合的噴灑清潔介質(zhì)119可以任選地包括表面活性劑、溶劑(例如，異丙醇)或其他適合的化學(xué)藥劑。在0.1微米或更小,例如,50mn的條件下過濾清潔介質(zhì)119,從而去除任意微粒污染。
[0041]用于噴嘴114、蓋狀件116和可旋轉(zhuǎn)襯底支持件108的適合的材料不局限于任何特定的材料類型。用于噴嘴114或蓋狀件116的適合的材料的實(shí)例包括但不限于氟塑料，諸如，聚四氟乙烯(FTFE)和任意其他的工程塑料，諸如，聚醚醚酮(PEEK)和陶瓷。這些材料可以具有針對(duì)清潔介質(zhì)119的良好的抗腐蝕性并且在清潔操作過程中不會(huì)導(dǎo)致污染。在一些實(shí)施例中，用于蓋狀件116的適合的材料是無彈性的、光滑的且抗腐蝕的，從而用于理想地限制蓋狀件116下方的液體流動(dòng)和控制流量和分布。在其他實(shí)施例中，蓋狀件116使用的是彈性材料。
[0042]在一些實(shí)施例中，處理器130(諸如，計(jì)算機(jī)、控制器或內(nèi)置的處理器)分別與電動(dòng)機(jī)107、電動(dòng)機(jī)115以及清潔介質(zhì)的供應(yīng)器119相連接。在一些實(shí)施例中，處理器130是計(jì)算機(jī)、微控制器或內(nèi)置處理器(下面統(tǒng)稱為“計(jì)算機(jī)”)。計(jì)算機(jī)130專門被編程為指揮電動(dòng)機(jī)107使可旋轉(zhuǎn)襯底支持件108在預(yù)定速度下旋轉(zhuǎn)并且指揮電動(dòng)機(jī)115使得噴嘴114和蓋狀件116在預(yù)定圖案中運(yùn)動(dòng)。通過計(jì)算機(jī)130，噴嘴114還被配置成以預(yù)定速率或根據(jù)預(yù)定噴灑率曲線來噴灑清潔介質(zhì)119。
[0043]圖1C是圖1A的裝置100的部分以及清潔工藝過程中一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體晶圓110的放大的細(xì)節(jié)圖。在一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體晶圓110中的每個(gè)均包括至少一個(gè)通過多個(gè)焊料凸塊128與其相接合的集成電路(10126。在一些實(shí)施例中，晶圓110包括多個(gè)用于包括2.0T-1C的三維集成電路(3D-1C)的半導(dǎo)體(例如，硅)中介層。在切割晶圓之前，IC126被裝配在中介層上。未清潔的晶圓110可能具有包括有機(jī)化學(xué)藥劑的助焊劑殘留物124，該殘留物陷在半導(dǎo)體晶圓110和集成電路(芯片)126之間的狹窄的縫隙中。發(fā)明確定可以通過本發(fā)明中的裝置上的清潔工藝，通過剪切潤(shear vortex),離心力和蓋狀件116下面的狹窄的縫隙的內(nèi)部和外部之間的清潔介質(zhì)119的壓差來去除該助焊劑殘留物 124。
[0044]在一些實(shí)施例中，可旋轉(zhuǎn)襯底支持件108具有至少大到足以支持一個(gè)半導(dǎo)體晶圓110的尺寸。在一些實(shí)施例中，可旋轉(zhuǎn)襯底支持件108具有至少大到足以支持兩個(gè)或更多半導(dǎo)體晶圓110的尺寸。每個(gè)半導(dǎo)體晶圓110均可以具有多個(gè)芯片。晶圓尺寸不局限于任何尺寸。例如，在一些實(shí)施例中，半導(dǎo)體晶圓Iio的適合的尺寸在200-450mm范圍內(nèi)。半導(dǎo)體晶圓的尺寸可以是200mm, 300mm或450mm。
[0045]參考示出了示例性裝置200的圖2A，根據(jù)一些實(shí)施例底部邊緣116_2處的蓋狀件116的底部截面區(qū)域具有不小于可旋轉(zhuǎn)襯底支持件108的尺寸的尺寸。圖2B是圖2A中所示的裝置200的部分的放大的細(xì)節(jié)圖。圖2C示出了根據(jù)一些實(shí)施例的示例性蓋狀件116的形狀。在圖2A-圖2C中，類似的參考標(biāo)號(hào)代表類似的術(shù)語且簡明起見，不再重復(fù)以上參考圖1A-圖1C所獲得的結(jié)構(gòu)描述。
[0046]在一些實(shí)施例中，當(dāng)?shù)撞窟吘?16-2處的蓋狀件116的底部截面區(qū)域具有不小于可旋轉(zhuǎn)襯底支持件108的尺寸的尺寸時(shí)，噴嘴114和蓋狀件116不能水平地移動(dòng)。然而，在一些實(shí)施例中，噴嘴114和蓋狀件116可以被配置成旋轉(zhuǎn)或垂直地移動(dòng)的。在一些實(shí)施例中，如圖2B所示，可旋轉(zhuǎn)襯底支持件108具有至少大到足以支持一個(gè)半導(dǎo)體晶圓110的尺寸。在一些實(shí)施例中，可旋轉(zhuǎn)襯底支持件108具有至少大到足以支持兩個(gè)或更多半導(dǎo)體晶圓的尺寸。在一些實(shí)施例中，可旋轉(zhuǎn)襯底支持件108具有圓形形狀且大到足以在其上支持有兩個(gè)或更多個(gè)對(duì)稱地圍繞著可旋轉(zhuǎn)襯底支持件108的軸線的半導(dǎo)體晶圓110。如圖2C所限定的那樣，可以根據(jù)重新計(jì)算出來的、包括兩個(gè)參數(shù)R(在特定點(diǎn)上的蓋狀件116的半徑)和H(在相同點(diǎn)上的蓋狀件116的高度)的曲線(profile)來設(shè)計(jì)蓋狀件116的形狀和尺寸。例如，在一些實(shí)施例中，R*H是個(gè)常數(shù)。液體體積流量等于其中，“V”是液體清潔介質(zhì)在一個(gè)點(diǎn)上的流速。在一些實(shí)施例中，液體體積流量是個(gè)常數(shù)。在一些實(shí)施例中，噴嘴114和蓋狀件116被配置成隨著R的增大使得V增大。在一些實(shí)施例中，當(dāng)根據(jù)包括有兩個(gè)參數(shù)R和H的曲線使用蓋狀件116時(shí)，它可以被配置成可調(diào)節(jié)的。
[0047]參考圖3A，示例性裝置300與圖2A的裝置200類似。在示例性裝置300中，根據(jù)一些實(shí)施例，在底部邊緣116-2處的蓋狀件116的底部截面區(qū)域具有不小于可旋轉(zhuǎn)襯底支持件108的尺寸的尺寸，并且可旋轉(zhuǎn)襯底支持件108具有至少大到足以支持兩個(gè)或更多半導(dǎo)體晶圓110的尺寸。僅僅用于說明目的，根據(jù)一些實(shí)施例，圖3B是圖3A的裝置300中的可旋轉(zhuǎn)襯底支持件108上的可旋轉(zhuǎn)襯底110的示例性配置的頂部平面圖。在一些實(shí)施例中，可旋轉(zhuǎn)襯底支持件108具有圓形形狀并且大到足以在可旋轉(zhuǎn)襯底支持件108上對(duì)稱地支持兩個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體晶圓110 ;并且蓋狀件與可旋轉(zhuǎn)襯底支持件108同心對(duì)準(zhǔn)。可旋轉(zhuǎn)襯底支持件108被配置成在適合的機(jī)構(gòu)(例如，通過夾子(未示出))或可旋轉(zhuǎn)襯底支持件108上的圓形空腔111中支持兩個(gè)或更多半導(dǎo)體晶圓110。如圖3A所示，圓形空腔的尺寸與兩個(gè)或更多半導(dǎo)體晶圓110中的每個(gè)半導(dǎo)體晶圓的尺寸相同。
[0048]圖4是示出了根據(jù)一些實(shí)施例清潔襯底(諸如，半導(dǎo)體晶圓)的示例性方法400的流程圖。在步驟402之前，可以在特定時(shí)間間隔(例如，30分鐘)中任選地將一個(gè)或多個(gè)未清潔的半導(dǎo)體晶圓110沉浸到清潔介質(zhì)119中。適合的清潔介質(zhì)119的實(shí)例包括但不限于過濾的去離子水或超純水。清潔介質(zhì)119可以任選地包括表面活性劑、溶劑或其他適合的化學(xué)藥劑。在0.1微米或更小(例如,在50nm)的條件下清潔介質(zhì)119從而去除任意可能的微粒污染。
[0049]在步驟402中，將一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體晶圓110裝配到圖1A，圖2A和圖3A所描繪的裝置中的腔室102內(nèi)部的可旋轉(zhuǎn)襯底支持件108上。如所述那樣，示例性的裝置100(200或300)包括腔室102，處在腔室102內(nèi)部的可旋轉(zhuǎn)襯底支持件104，可旋轉(zhuǎn)襯底支持件104上方的噴嘴114，面向下方且與噴嘴114流體連接的蓋狀件116。在一些實(shí)施例中，蓋狀件116的頂部邊緣116-1和底部邊緣116-2兩者均具有圓形的截面，并且底部邊緣116-2的底部截面區(qū)域大于頂部邊緣116-1的頂部截面區(qū)域。
[0050]在一些實(shí)施例中，底部邊緣116-2處的蓋狀件116具有不小于可旋轉(zhuǎn)襯底支持件的尺寸的尺寸?？尚D(zhuǎn)襯底支持件108可以具有至少大到足以支持一個(gè)半導(dǎo)體晶圓110的尺寸。在一些實(shí)施例中，可旋轉(zhuǎn)襯底支持件108具有圓形形狀且大到足以支持兩個(gè)或更多半導(dǎo)體晶圓110。一個(gè)半導(dǎo)體晶圓110或兩個(gè)或更多半導(dǎo)體晶圓對(duì)稱地裝配在可旋轉(zhuǎn)襯底支持件108上。在一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體晶圓110中的每個(gè)均包括至少一個(gè)通過多個(gè)焊料凸塊128與其相接合的集成電路126。一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體晶圓110包括待被去除的助焊劑殘留物。在一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體晶圓110中的每個(gè)均是用于包括
2.5D-1C結(jié)構(gòu)的三維集成電路(3D-1C)的中介層。在一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體晶圓110包括多個(gè)芯片。
[0051]當(dāng)?shù)撞窟吘?16-2處的蓋狀件116具有不小于可旋轉(zhuǎn)襯底支持件108的尺寸的尺寸時(shí)，步驟404是個(gè)可選的步驟。在步驟404中，蓋狀件116與可旋轉(zhuǎn)襯底支持件108同心對(duì)準(zhǔn)。
[0052]在步驟406中，如圖1A所示，可旋轉(zhuǎn)襯底支持件108通過電動(dòng)機(jī)107在預(yù)定速度下旋轉(zhuǎn)。在一些實(shí)施例中，處理器130(諸如，計(jì)算機(jī)、控制器或內(nèi)置處理器)可以被用于控制與可旋轉(zhuǎn)襯底支持件108相連接的電動(dòng)機(jī)107。在一些實(shí)施例中，可旋轉(zhuǎn)襯底支持件108根據(jù)在處理器130 (諸如，計(jì)算機(jī)或內(nèi)置處理器)上被編程的旋轉(zhuǎn)速度的預(yù)定曲線進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
[0053]在圖4的步驟408中，如圖1A，圖2A和圖3A所示的那樣，通過噴嘴114和蓋狀件116以預(yù)定流量在一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體晶圓108上噴灑清潔介質(zhì)119。蓋狀件116與噴嘴114流體連接?？梢詽忪F形式或薄霧形式或任意其他適合的形式噴灑清潔介質(zhì)119。在一些實(shí)施例中，當(dāng)噴灑清潔介質(zhì)119時(shí)，噴嘴114和蓋狀件116可以被配置成旋轉(zhuǎn)的或垂直移動(dòng)的。在一些實(shí)施例中，蓋狀件116具有可調(diào)節(jié)的配置或尺寸。可以在步驟408中任意地調(diào)節(jié)該配置或尺寸。在一些實(shí)施例中，根據(jù)可以在處理器130 (諸如，計(jì)算機(jī)或內(nèi)置處理器)上進(jìn)行編程和存儲(chǔ)的、預(yù)定流量曲線和時(shí)長來噴灑清潔介質(zhì)119。
[0054]在步驟408之后，可以利用過濾的去離子水、超純水、表面活性劑或他們的組合來沖洗一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體晶圓110。然后可以干燥和檢測(cè)清潔過的一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體晶圓110。[0055]圖5是示出了根據(jù)一些實(shí)施例的另一個(gè)示例性方法500的流程圖，該方法包括水平橫跨可旋轉(zhuǎn)襯底支持件108地移動(dòng)噴嘴114和蓋狀件116。在一些實(shí)施例中，蓋狀件116具有一種形狀，該形狀具有帶有頂部截面區(qū)域的頂部邊緣116-1和帶有底部截面區(qū)域的底部邊緣116-2。當(dāng)?shù)撞窟吘?16-2處的蓋狀件116具有小于可旋轉(zhuǎn)襯底支持件108的尺寸的尺寸時(shí)，可以使用該示例性的方法500。在一些實(shí)施例中，可旋轉(zhuǎn)襯底支持件108具有至少大到足以支持一個(gè)半導(dǎo)體晶圓110或兩個(gè)或更多半導(dǎo)體晶圓110的尺寸。
[0056]在步驟502中，如圖4的步驟402所述的那樣，將一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體晶圓110裝配到腔室102內(nèi)部的可旋轉(zhuǎn)襯底支持件108上。在一些實(shí)施例中，在底部邊緣116-2處的蓋狀件116具有小于可旋轉(zhuǎn)襯底支持件108的尺寸的尺寸。因此不能夠使用圖4的步驟404。蓋狀件116處在可旋轉(zhuǎn)支持件108上方的位置不局限于任何水平的位置。
[0057]在步驟406中，如圖4所述的那樣，可旋轉(zhuǎn)襯底支持件108以預(yù)定速度旋轉(zhuǎn)。在步驟408中，如圖4所示，通過噴嘴114以及與噴嘴114流體連接的蓋狀件116以預(yù)定流量向一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體晶圓108上噴灑清潔介質(zhì)119。如所述那樣，在一些實(shí)施例中，蓋狀件116具有固定的配置和尺寸。在其他實(shí)施例中，蓋狀件116具有可調(diào)節(jié)的配置或尺寸。在步驟408中可以任選地調(diào)節(jié)該配置或尺寸。
[0058]在圖5的步驟510中，當(dāng)噴灑清潔介質(zhì)119時(shí)，噴嘴114和蓋狀件116水平地移動(dòng)橫跨可旋轉(zhuǎn)襯底支持件108。在一些實(shí)施例中，噴嘴114和蓋狀件116可以被配置成在噴灑清潔介質(zhì)119時(shí)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)或垂直地移動(dòng)。在一些實(shí)施例中，噴嘴114和蓋狀件116根據(jù)曲線確定的方向和方向曲線(profile of direction and direction)進(jìn)行移動(dòng),可以在處理器130 (諸如，計(jì)算機(jī)或內(nèi)置處理器)上編程和存儲(chǔ)該方向和方向曲線。
[0059]在步驟510中，可以如圖4所示的那樣沖洗、干燥和檢測(cè)一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體晶圓110。
[0060]本發(fā)明提供了用于清潔襯底(諸如，半導(dǎo)體晶圓)的裝置和方法。在一方面，該裝置包括腔室、位于腔室內(nèi)部的可旋轉(zhuǎn)襯底支持件、處在可旋轉(zhuǎn)襯底支持件上方的噴嘴、面朝下方且與噴嘴流體連接的蓋狀件。該可旋轉(zhuǎn)襯底支持件被配置成在其上裝配一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體晶圓。該噴嘴被配置成向一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體晶圓上提供清潔介質(zhì)。蓋狀件的形狀具有頂部邊緣和底部邊緣。在一些實(shí)施例中，蓋狀件的頂部邊緣和底部邊緣兩者都是圓形的，并且底部邊緣大于頂部邊緣。
[0061]在一些實(shí)施例中，底部邊緣處的蓋狀件的底部截面區(qū)域具有小于可旋轉(zhuǎn)襯底支持件的尺寸的尺寸。噴嘴和蓋狀件與臂狀件相連接，并且該臂狀件被配置成水平地橫跨可旋轉(zhuǎn)襯底支持件地移動(dòng)噴嘴和蓋狀件。在一些實(shí)施例中，可旋轉(zhuǎn)襯底支持件具有至少大到足以支持一個(gè)半導(dǎo)體晶圓的尺寸。在一些實(shí)施例中，可旋轉(zhuǎn)襯底支持件具有至少大到足以支持兩個(gè)或更多半導(dǎo)體晶圓的尺寸。在一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體晶圓中的每一個(gè)均包括多個(gè)芯片。
[0062]在其他實(shí)施例中，底部邊緣處的蓋狀件的底部截面區(qū)域具有不小于可旋轉(zhuǎn)襯底支持件的尺寸的尺寸。在一些實(shí)施例中，可旋轉(zhuǎn)襯底支持件具有至少大到足以支持一個(gè)半導(dǎo)體晶圓的尺寸或在其他實(shí)施例中具有至少大到足以支持兩個(gè)或更多半導(dǎo)體晶圓的尺寸。在一些實(shí)施例中，可旋轉(zhuǎn)襯底支持件具有圓形形狀且達(dá)到足以在可旋轉(zhuǎn)襯底支持件上對(duì)稱地支持兩個(gè)或更多半導(dǎo)體晶圓；并且蓋狀件與可旋轉(zhuǎn)襯底支持件同心對(duì)準(zhǔn)。[0063]在另一個(gè)方面中，本發(fā)明提供了一種清潔襯底(諸如，半導(dǎo)體晶圓)的方法。在一些實(shí)施例中，該方法包括以下步驟:將一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體晶圓裝配在處在腔室內(nèi)部的可旋轉(zhuǎn)襯底支持件上；以預(yù)定速度旋轉(zhuǎn)可旋轉(zhuǎn)襯底支持件；以及通過噴嘴和與噴嘴流體連接的蓋狀件以預(yù)定流量向一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體晶圓上提供清潔介質(zhì)。在一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體晶圓中的每個(gè)均包括至少一個(gè)通過多個(gè)焊料凸塊與其相接合的集成電路。一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體晶圓包括待被清除的助焊劑殘留物。
[0064]在一些實(shí)施例中，蓋狀件的頂部邊緣和底部邊緣兩者均具有圓形截面，而且底部邊緣的底部截面區(qū)域大于頂部邊緣的頂部截面區(qū)域。在一些實(shí)施例中，蓋狀件在底部邊緣處具有不小于可旋轉(zhuǎn)襯底支持件的尺寸的尺寸。在一些實(shí)施例中，可旋轉(zhuǎn)襯底支持件具有至少大到足以支持一個(gè)半導(dǎo)體晶圓的尺寸或在其他實(shí)施例中具有至少大到足以支持兩個(gè)或更多半導(dǎo)體晶圓的尺寸。在一些實(shí)施例中，該方法進(jìn)一步包括在可旋轉(zhuǎn)襯底支持件上對(duì)稱地支持兩個(gè)或更多半導(dǎo)體晶圓；并且與可旋轉(zhuǎn)襯底支持件同心對(duì)準(zhǔn)蓋狀件。
[0065]在一些實(shí)施例中，本發(fā)明的方法包括以下步驟:將一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體晶圓裝配在處在腔室內(nèi)部的可旋轉(zhuǎn)襯底支持件上；以預(yù)定速度旋轉(zhuǎn)可旋轉(zhuǎn)襯底支持件；以及通過噴嘴和蓋狀件以預(yù)定流量向一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體晶圓上提供清潔介質(zhì)，當(dāng)噴灑清潔介質(zhì)時(shí)，噴嘴和蓋狀件水平地橫跨可旋轉(zhuǎn)襯底支持件地移動(dòng)。蓋狀件與噴嘴流體連接。蓋狀件具有一種形狀，該形狀具有帶有頂部截面區(qū)域的頂部邊緣和帶有底部截面區(qū)域的底部邊緣。在一些實(shí)施例中，蓋狀件的底部邊緣具有小于可旋轉(zhuǎn)襯底支持件的尺寸的尺寸。在一些實(shí)施例中，可旋轉(zhuǎn)襯底支持件具有至少大到足以支持一個(gè)半導(dǎo)體晶圓的尺寸或在其他實(shí)施例中具有至少大到足以支持兩個(gè)或更多半導(dǎo)體晶圓的尺寸。在一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體晶圓中的每一個(gè)均包括多個(gè)芯片。
[0066]盡管借助示例性的實(shí)施例對(duì)主題進(jìn)行了描述，但該主題并不局限于此。反之，應(yīng)該更為廣泛地解釋所附的權(quán)利要求從而包括本領(lǐng)域的技術(shù)人員的實(shí)現(xiàn)的其他變型和實(shí)施例。
【權(quán)利要求】
1.一種裝置，包括: 腔室； 可旋轉(zhuǎn)襯底支持件，位于所述腔室內(nèi)，所述可旋轉(zhuǎn)襯底支持件被配置成在其上裝配一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體晶圓； 噴嘴，位于所述可旋轉(zhuǎn)襯底支持件上方，所述噴嘴被配置成向所述一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體晶圓提供清潔介質(zhì)；以及 蓋狀件，面朝下方，與所述噴嘴流體連接，所述蓋狀件的形狀具有帶有頂部截面積的頂部邊緣和帶有底部截面區(qū)域的底部邊緣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述蓋狀件的所述頂部邊緣和所述底部邊緣均為圓形，而且所述底部邊緣大于所述頂部邊緣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述蓋狀件的所述底部截面區(qū)域的尺寸小于所述可旋轉(zhuǎn)襯底支持件的尺寸。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中，所述噴嘴和所述蓋狀件與臂狀件連接，所述臂狀件被配置成將所述噴嘴和所述蓋狀件在水平方向上在述可旋轉(zhuǎn)襯底支持件上方移動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體晶圓中的每一個(gè)均包含多個(gè)芯片。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其中，所述可旋轉(zhuǎn)襯底支持件的尺寸至少大到足以支持兩個(gè)或更多個(gè)半導(dǎo)體晶圓。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，在所述底部邊緣處的所述蓋狀件的所述底部截面區(qū)域的尺寸不小于所述可旋轉(zhuǎn)襯底支持件的尺寸。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其中，所述可旋轉(zhuǎn)襯底支持件的尺寸至少大到足以支持一個(gè)半導(dǎo)體晶圓。
9.一種方法，包括: 將一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體晶圓裝配在腔室內(nèi)的可旋轉(zhuǎn)襯底支持件上； 以預(yù)定速度旋轉(zhuǎn)所述可旋轉(zhuǎn)襯底支持件；以及 通過噴嘴和與所述噴嘴流體連接的蓋狀件，以預(yù)定流速向所述一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體晶圓噴灑清潔介質(zhì)，其中，所述蓋狀件具有帶有頂部截面區(qū)域的頂部邊緣和帶有底部截面區(qū)域的底部邊緣。
10.一種方法，包括: 將一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體晶圓裝配在腔室內(nèi)的可旋轉(zhuǎn)襯底支持件上； 以預(yù)定速度旋轉(zhuǎn)所述可旋轉(zhuǎn)襯底支持件；以及 通過噴嘴和與所述噴嘴流體連接的蓋狀件，以預(yù)定流速向所述一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體晶圓提供清潔介質(zhì)，其中，所述蓋狀件的形狀具有帶有頂部截面區(qū)域的頂部邊緣和帶有底部截面區(qū)域的底部邊緣；以及 當(dāng)噴灑所述清潔介質(zhì)時(shí)，在所述可旋轉(zhuǎn)襯底支持件上方水平地移動(dòng)所述噴嘴和所述蓋狀件。
【文檔編號(hào)】H01L21/02GK103871839SQ201310136296
【公開日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2013年4月18日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月13日
【發(fā)明者】黃嘉宏, 黃正吉, 楊棋銘 申請(qǐng)人:臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司