阅读说明：本技术 一种晶圆的处理方法和处理装置 (A kind of processing method and processing unit of wafer ) 是由 崔世勋 于 2019-08-16 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种晶圆的处理方法和处理装置,晶圆的处理方法包括以下步骤：在利用研磨浆料对晶圆进行双面研磨之后,清洗并氧化所述晶圆的表面。根据本发明实施例的晶圆的处理方法,在利用研磨浆料对晶圆进行双面研磨之后,清洗并氧化晶圆的表面,除去晶圆表面的研磨残留物,使得晶圆的表面进行钝化,降低晶圆表面的活性,防止外部粒子或其他污染源粘附于晶圆的表面,减少晶圆的污染,提高晶圆的加工质量。(The present invention provides the processing method and processing unit of a kind of wafer, and the surface of the wafer is cleaned and aoxidized to the processing method of wafer the following steps are included: after carrying out twin grinding to wafer using grinding slurry.The processing method of wafer according to an embodiment of the present invention, after twin grinding is carried out to wafer using grinding slurry, clean and aoxidize the surface of wafer, remove the grinding residue of crystal column surface, so that the surface of wafer is passivated, the activity of crystal column surface is reduced, external particles or other pollution sources is prevented to be adhered to the surface of wafer, the pollution for reducing wafer, improves the processing quality of wafer.)

一种晶圆的处理方法和处理装置

技术领域

本发明涉及晶圆加工领域，具体涉及一种晶圆的处理方法和处理装置。

背景技术

硅双面研磨工艺是用于去除成形工艺中发生的晶圆的表面损伤，并制作晶圆硬面的工程。包括晶圆的载体与贴附于旋转的上/下定盘的研磨垫表面接触而按照内(太阳)及外(环形)齿轮的旋转比例旋转，此时借助上定盘供应的研磨浆料的化学反应及旋转和加压引起的物理反应来研磨硅晶圆表面。

在双面研磨工程的进行过程中，如图1所示，由于在研磨垫4表面的存在气孔空隙，如图2所示，晶圆3与研磨浆料的化学反应以及研磨垫4与晶圆3的摩擦而生成研磨残留物和研磨垫残渣等污染粒子b，污染粒子b容易进入研磨垫4表面的气孔空隙中。随着研磨浆料被回收，过滤后所剩的副产物将继续循环，并参与研磨过程，成为晶圆的粒子污染源。为了防止晶圆的污染，如图3所示，从双面研磨加工之后到卸载时向晶圆表面继续喷射去离子水，且从双面研磨工程卸载至清洗之前将晶圆1浸于去离子水槽2来保管，从而使晶圆表面的外部污染及研磨浆料的凝结最小化，此时，研磨浆料污染粒子a也与晶圆1一同进入去离子水槽2并积累，也会成为金属污染源，导致晶圆的污染。

双面研磨工程结束之后的晶圆表面在暴露于外部环境的状态下非常活性化，很容易发生来自外部的金属污染成分的扩散或粒子的吸附。晶圆表面被研磨而使硅表面露出，晶圆的表面将带正电荷，由于外部的粒子带负电荷，晶圆与粒子之间产生较强的静电引力，使得粒子或外部污染源容易粘附于晶圆表面，导致晶圆污染，使得晶圆的质量下降。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种晶圆的处理方法和处理装置，用以解决在利用研磨浆料对晶圆进行双面研磨之后，由于晶圆的表面活性化高，外部粒子或其他污染源易于粘附于晶圆的表面，导致晶圆污染以及晶圆的加工质量下降的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

第一方面，根据本发明实施例的晶圆的处理方法，包括以下步骤：

在利用研磨浆料对晶圆进行双面研磨之后，清洗并氧化所述晶圆的表面。

其中，清洗并氧化所述晶圆的表面，包括：

利用含氧化性组份的清洗液清洗所述晶圆。

其中，利用含氧化性组份的清洗液清洗所述晶圆，包括：

利用含臭氧的去离子水清洗所述晶圆。

其中，在利用含臭氧的去离子水清洗所述晶圆过程中，去离子水中臭氧的含量为10-50ppm。

其中，利用含臭氧的去离子水清洗所述晶圆，包括：

向所述晶圆喷洒含臭氧的去离子水以清洗并氧化所述晶圆，其中，喷淋流量为5-10L/min，喷淋时间为1-3min。

其中，在清洗并氧化所述晶圆的表面之前，还包括：

利用研磨浆料对晶圆进行双面研磨至少一次。

其中，在利用研磨浆料对晶圆进行双面研磨至少一次之后，清洗并氧化所述晶圆的表面之前，还包括：

清洗所述晶圆并利用表面活性剂研磨所述晶圆。

第二方面，根据本发明实施例的晶圆处理装置，包括：

研磨结构，用于研磨所述晶圆；

清洗结构，用于向所述晶圆供应含氧化性组分的清洗液以清洗并氧化所述晶圆；

第一供应结构，用于向所述研磨结构供应研磨浆料。

其中，所述研磨结构包括：

上研磨结构，用于研磨所述晶圆的上表面；

下研磨结构，用于研磨所述晶圆的下表面。

其中，所述清洗结构包括：

喷洒结构，用于向所述晶圆喷洒含氧化性组分的清洗液以清洗并氧化所述晶圆；

第二供应结构，用于向所述喷洒结构中的清洗液供应所述氧化性组分。

其中，所述清洗液为去离子水，所述氧化性组分为臭氧。

其中，所述晶圆处理装置还包括：

第三供应结构，用于向所述研磨结构供应表面活性剂。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

根据本发明实施例的晶圆的处理方法，在利用研磨浆料对晶圆进行双面研磨之后，清洗并氧化晶圆的表面，除去晶圆表面的研磨残留物，使得晶圆的表面进行钝化，降低晶圆表面的活性，防止外部粒子或其他污染源粘附于晶圆的表面，减少晶圆的污染，提高晶圆的加工质量。

附图说明

图1为研磨垫表面的示意图；

图2为研磨晶圆时研磨垫上污染粒子的一个分布示意图；

图3为晶圆研磨后置于去离子水槽时的一个示意图；

图4为本发明实施例的晶圆处理装置的一个结构示意图；

图5为本发明实施例的晶圆处理装置的另一个结构示意图。

附图标记

研磨结构10；上研磨结构11；下研磨结构12；

外销环13；内销环14；承载台15；

喷洒结构20；

晶圆30。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面首先具体描述根据本发明实施例的晶圆的处理方法。

根据本发明实施例的晶圆的处理方法包括以下步骤：在利用研磨浆料对晶圆进行双面研磨之后，清洗并氧化所述晶圆的表面。

也就是说，在通过研磨浆料对晶圆进行双面研磨之后，可以清洗并氧化晶圆的表面，通过清洗除去晶圆表面的研磨残留物，除去污染源，通过氧化使得晶圆的表面钝化，降低晶圆表面的活性化，从而能够在研磨结束的同时使晶圆表面稳定化，防止外部粒子或其他污染源粘附于晶圆的表面，进而使得由于金属及粒子造成的外部污染最小化，减少晶圆的污染，提高晶圆的加工质量。

在本发明的一些实施例中，清洗并氧化所述晶圆的表面，包括：利用含氧化性组分的清洗液清洗晶圆。也即是，在清洗液中加入氧化性组分，氧化性组分可以为对晶圆具有氧化作用的氧化剂，比如，双氧水、臭氧、氧气等，在利用清洗液清洗晶圆时，通过氧化性组分氧化晶圆的表面，使得晶圆的表面钝化，使得清洗和氧化同时进行，工艺简单。在实际应用过程中，还可以先清洗晶圆，清洗晶圆后再氧化晶圆的表面，以使得晶圆的表面钝化。

在本发明的另一些实施例中，利用含氧化性组份的清洗液清洗所述晶圆，包括：利用含臭氧的去离子水清洗所述晶圆。也就是说，在利用含臭氧的去离子水清洗晶圆时，臭氧的含量可以根据需要合理选择，通过臭氧来氧化晶圆的表面，在清洗的同时完成氧化，简化工艺。

可选地，在利用含臭氧的去离子水清洗所述晶圆过程中，去离子水中臭氧的含量为10-50ppm，臭氧含量过高易于导致晶圆的表面氧化过度，臭氧含量过低氧化时间长，氧化效率低，综合考虑可以选择去离子水中臭氧的含量为10-50ppm，比如去离子水中臭氧的含量为30ppm。

根据本发明的一些实施例，利用含臭氧的去离子水清洗所述晶圆，包括：

向晶圆喷洒含臭氧的去离子水以清洗并氧化晶圆，其中，喷淋流量为5-10L/min，喷淋流量较小不易快速清理研磨残留物，喷淋流量较大导致浪费，增加成本；喷淋时间为1-3min，喷淋时间较短导致清洗氧化满足不了要求，喷淋时间较长导致效率较低，综合考虑，在向晶圆喷洒含臭氧的去离子水以清洗并氧化晶圆时，喷淋流量选择为5-10L/min，喷淋时间选择为1-3min。

在本发明的一些实施例中，在清洗并氧化所述晶圆的表面之前，还可以包括：利用研磨浆料对晶圆进行双面研磨至少一次，可以根据实际的研磨需要进行多次研磨，多次研磨中的研磨浆料可以相同，也可以不同，比如，可以进行两次研磨，先利用粗研磨料对晶圆进行粗研磨，再利用细研磨料对晶圆进行细研磨。利用研磨浆料对晶圆进行双面研磨至少一次之后，在清洗并氧化晶圆的表面，以使得晶圆的表面氧化。

可选地，在利用研磨浆料对晶圆进行双面研磨至少一次之后，清洗并氧化所述晶圆的表面之前，还可以包括：清洗所述晶圆并利用表面活性剂研磨所述晶圆。也即是，在利用研磨浆料对晶圆进行双面研磨至少一次之后，清洗晶圆并利用表面活性剂研磨晶圆，通过清洗能够除去利用研磨浆料研磨中产生的研磨残留物，再用表面活性剂研磨晶圆对晶圆的表面进行进一步研磨，使得晶圆的表面更均匀干净，然后再清洗并氧化晶圆的表面，以使得晶圆的表面氧化，减少晶圆的污染，提高晶圆的加工质量。

本发明实施例还提供一种晶圆处理装置，如图4和图5所示，晶圆处理装置可以包括：研磨结构10，用于研磨晶圆30；清洗结构，用于向晶圆30供应含氧化性组分的清洗液以清洗并氧化晶圆30；第一供应结构，用于向研磨结构供应研磨浆料。

也就是说，晶圆处理装置主要由研磨结构10、清洗结构和第一供应结构构成，研磨结构10可以用于研磨晶圆30，可以对晶圆30进行双面研磨。清洗结构可以用于向晶圆30供应含氧化性组分的清洗液以清洗并氧化晶圆30，氧化性组分可以为对晶圆具有氧化作用的氧化剂，比如，双氧水、臭氧或氧气等，在利用清洗液清洗晶圆时，通过氧化性组分氧化晶圆的表面，使得晶圆的表面钝化。通过第一供应结构可以向研磨结构供应研磨浆料，可以向研磨结构10喷洒研磨浆料，可以先通过研磨结构10和第一供应结构利用研磨浆料研磨晶圆，再通过清洗结构向晶圆供应含氧化性组分的清洗液以清洗并氧化晶圆，通过氧化使得晶圆的表面钝化，降低晶圆表面的活性化，防止外部粒子或其他污染源粘附于晶圆的表面，减少晶圆的污染，提高晶圆的加工质量。

可选地，如图5所示，研磨结构可以包括上研磨结构11和下研磨结构12，其中，上研磨结构11可以用于研磨晶圆的上表面，下研磨结构12可以用于研磨晶圆的下表面，上研磨结构11和下研磨结构12的具体结构可以参照现有的双面研磨结构。在实际研磨过程中，下研磨结构12可以包括外销环13和内销环14，外销环13和内销环14可以同圆心设置，外销环13和内销环14之间可以设有晶圆承载台15，通过外销环13和内销环14的转动可以带动晶圆承载台15转动，进而通过上研磨结构11的配合实现晶圆的双面研磨。晶圆处理装置还可以包括驱动结构，驱动结构可以用于驱动外销环13和/或内销环14转动。晶圆处理装置还可以包括高精度气动加压系统和旋转臂，旋转臂可以和上研磨结构11相连，可以通过高精度气动加压系统来驱动上研磨结构11旋转以进行研磨。

在本发明的一些实施例中，清洗结构可以包括喷洒结构20和第二供应结构，喷洒结构20可以用于向晶圆喷洒含氧化性组分的清洗液以清洗并氧化晶圆，清洗结构可以包括分离器，喷洒的清洗液完成清洗氧化后可以通过分离器被排干；第二供应结构可以用于向喷洒结构20中的清洗液供应氧化性组分。可选地，清洗液可以为去离子水，氧化性组分可以为臭氧，可以通过第二供应结构向喷洒结构中的清洗液供应臭氧，在第二供应结构中可以包括用于产生臭氧的臭氧发生器，可以将臭氧输送至喷洒结构20中的清洗管内以使得向晶圆喷洒的清洗液中含有臭氧，使得晶圆在清洗时进行氧化，使得晶圆的表面钝化。

在本发明的另一些实施例中，晶圆处理装置还可以包括第三供应结构，第三供应结构可以用于向研磨结构供应表面活性剂，可以通过第一供应结构向研磨结构供应研磨浆料，先通过研磨结构和第一供应结构利用研磨浆料研磨晶圆，可以通过去离子水清洗研磨浆料研磨后产生的残留物，再通过第三供应结构可以向研磨结构供应表面活性剂再次进行研磨晶圆，然后通过清洗结构向晶圆供应含氧化性组分的清洗液以清洗并氧化晶圆，通过氧化使得晶圆的表面钝化，降低晶圆表面的活性化，防止外部粒子或其他污染源粘附于晶圆的表面，减少晶圆的污染，提高晶圆的加工质量。

除非另作定义，本发明中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。