一种集成电路晶圆再生制程的处理装置及加工方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及电子技术领域，尤其是一种集成电路晶圆再生制程的处理装置及加工方法，包括激光除膜装置、化学机械抛光装置和清洗与检测装置，所述激光除膜装置用于对晶圆表面的薄膜移除；所述化学机械抛光装置用于对移除薄膜后的晶圆表面进行抛光处理，所述清洗与检测装置用于对抛光后的晶圆表面进行清洗和晶圆检测，本发明专利技术提高晶圆再生与生产效率，减少超纯水与化学品用量，消弭产品缺陷的效果，并最终达到了增加产能、提升良率、节能环保等目的。

A processing device and processing method of IC wafer regeneration process

【技术实现步骤摘要】
一种集成电路晶圆再生制程的处理装置及加工方法
本专利技术涉及电子
，具体领域为一种集成电路晶圆再生制程的处理装置及加工方法。
技术介绍
随着集成电路技术的蓬勃发展，如今的制程工艺正在向着积层化与细微化发展，集成电路制造中制程已进入多金属层与多复合材质介电绝缘层堆叠之世代，且硅晶圆原材料因供需不平衡日趋昂贵、晶圆制造的高耗能与环保问题等，再生晶圆产业更形重要。其中，传统晶圆再生以物理或化学方法除膜，再以化学或机械方式进行研磨与抛光，最后清洗完成，其制程繁复、物理除膜容易造成晶圆损伤与破片、化学除膜使用化学品种类多，因此存在环境保护规范下废水废液处理与硅基材损伤造成晶圆再生回收利用率低等问题。集成电路制造的制程中，可能有下述情况：(1)晶圆上在形成某一种材料薄膜层的沉积、扩散、或光刻图形、或除去一部分之薄膜层的蚀刻等制程阶段，若当阶段性检测其参数不符合管制规格时，晶圆就无法被传送至其次制造流程，即为不良晶圆(NGwafer)而中途被报废；(2)制造过程中使用的监控晶圆(Monitorwafer)、或虚档片晶圆(Dummywafer)，只用来作某阶段制程的监控与参数检测，无法继续使用的即为用过的报废控片与挡片晶圆。所述的不良晶圆或用过的控片与挡片晶圆，因晶圆基材并无损伤，而仅为晶圆表面存在的薄膜层或图形存在不良瑕疵，故若除去晶圆表面的不良状态，即可回复到初级晶圆状态再于使用，即所述的晶圆再生制程。习知所述的半导体或集成电路晶圆再生制程方法，其中，传统晶圆再生制程事先辨识晶圆表面膜层将其分类，以物理或化学方式除膜，再以化学或机械方式进行研磨与抛光，最后经过清洗、检测完成晶圆再生工作；其步骤包括：膜层分类、化学品除膜与物理除膜、化学机械研磨，必须在除膜前要依照制程膜层分类，且使用对应不同膜层材料的化学品，除制程繁复外也易造成硅基材损伤，除膜后必需以抛光或研磨与抛光两者搭配作业大量移除受损层。由于制程繁复、物理除膜容易造成晶圆损伤与破片、化学除膜使用化学品种类多，因此存在环境保护规范下废水废液处理与硅基材损伤造成晶圆再生回收利用率低等问题。所述习知的传统晶圆再生制程方法，其步骤如请参阅第1图，传统晶圆再生之主要制程依序包括：膜层分类(Filmsorting)、依照膜层种类选择去膜方式有化学除膜(Chemicalfilmstripping)与物理除膜(Physicalfilmstripping)、研磨(Lapping)或抛光(Polishing)、消除残留应力(Removalstressbyetchingorannealing)、清洗晶圆(Waferclean)、晶圆表面检测(Surfacechecking)、最终检验(Finalinspection)、品管品保与包装(QC/QAandPackage)。其中如有残留膜或多层膜存在或表面检测不合格，则需返工回到物理除膜或抛光等步骤，再次循环一次。其中，所述的传统研磨方式无法达到的质量要求，晶圆容易龟裂或破片，而且去除量大，容易形成质变，必须先用化学蚀刻去除才能进行抛光，环保与材料耗用等问题。对于如何减少表面破损层(SurfaceDamage)、降低残留应力产生的翘曲(Warp)尚存在着技术瓶颈。另外也因为晶圆的分类困难度高，如何以选择经济且正确的制程参数进行研磨、抛光及清洗过程，往往需要长时间的制程改善与经验累积，而且是耗时、耗能、耗材、耗费高昂，也有二次污染的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种集成电路晶圆再生制程的处理装置及其使用方法，以解决现有技术中晶圆再生制程耗时、耗能、耗材、耗费高昂，也有二次污染的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种集成电路晶圆再生制程的处理装置，包括激光除膜装置、化学机械抛光装置和清洗与检测装置，所述激光除膜装置用于对晶圆表面的薄膜移除；所述化学机械抛光装置用于对移除薄膜后的晶圆表面进行抛光处理，所述清洗与检测装置用于对抛光后的晶圆表面进行清洗和晶圆检测，所述激光除膜装置包括激光光源、电源供应器、光束引导装置、扫描器、反射镜、扩束镜和激光控制器，电源供应器用于对激光光源、光束引导装置、扫描器、反射镜、扩束镜和激光控制器的供电连接，激光光源对应光束引导装置配合设置，反射镜对应光束引导装置的光源输出端配合设置，扩束镜对应反射镜处配合设置，扫描器的检测端对应于装置的工作面处设置，扫描器的信号输出端连接激光控制器的输入端，激光控制器的输出端分布连接光束引导装置、反射镜和扩束镜的控制端，所述化学机械抛光装置包括抛光垫、抛光垫整修器、化学抛光液装置、晶圆握持器、电动机与传动控制装置，电动机与传动控制装置用于对抛光垫、抛光垫整修器、化学抛光液装置和晶圆握持器运行和控制，抛光垫整修器用于对抛光垫的修整处理，晶圆握持器用于对移除薄膜后的晶圆进行固定握持，抛光垫对应于晶圆握持器处设置，用于对晶圆表面进行化学机械抛光，化学抛光液装置对应于抛光垫处设置，用于对抛光垫进行抛光液输出，所述清洗与检测装置包括超纯水清洗槽、超声波洗净槽、干燥装置、晶圆表面缺陷与微粒与金属离子检测装置，超纯水清洗槽和超声波洗净槽用于对抛光后的晶圆进行表面清洗，干燥装置用于对清洗后的晶圆表面进行干燥处理，晶圆表面缺陷与微粒与金属离子检测装置用于对干燥后的晶圆进行晶圆厚度检测、晶圆缺陷检测、表面微粒子检测、晶圆几何图形检测。优选的，所述激光光源为高能量的激光器件模块，激光器件模块为半导体激光泵浦固态激光器。优选的，所述扩束镜为4～12倍可调扩束镜或准直聚焦镜。优选的，所述抛光垫为聚氨酯抛光垫。优选的，所述干燥装置为氮气与洁净空气的加热器。优选的，所述晶圆表面缺陷与微粒与金属离子检测装置包括晶圆厚度检测FX200型检测器、晶圆缺陷检测PUMA9150型检测器、表面微粒子检测SurfascanSP3/SP5型检测器、晶圆几何图形检测Wafersight型检测器。为实现上述目的，本专利技术还提供如下技术方案：一种应用处理装置的集成电路晶圆再生制程的加工方法，其步骤为：(1)提供一需要再生制程的晶圆；(2)在晶圆上以激光的高能量将去除的目标物直接气化，使所述晶圆表面的至少一薄膜或多种不同性质的薄膜藉由雷射的高能量移除；(3)对去除薄膜后的晶圆进行化学机械抛光制程；(4)对抛光后的晶圆进行超纯水清洗、超声波洗净，然后进行晶圆表面干燥；(5)对干燥后的晶圆进行标准参数检测。优选的，所述的晶圆为集成电路制造布置上电路、图形或氧化物、氮化物、聚合高分子、金属薄膜层的晶圆。优选的，标准参数检测包括晶圆厚度检测、晶圆缺陷检测、表面微粒子检测、晶圆几何图形检测。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：通过激光除膜将晶圆表面多层且不同材质之薄膜与图形，一次性的移除，只需加以抛光、检测通过规范需求标准即可。所述制程方法简单，不必预先将晶圆分类，也不必考虑化学品或机械研磨使用的耗材料与排放，不但可避免环保问题及降低制程成本，亦减轻了传统机械研磨容易本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种集成电路晶圆再生制程的处理装置，其特征在于：包括激光除膜装置、化学机械抛光装置和清洗与检测装置，所述激光除膜装置用于对晶圆表面的薄膜移除；所述化学机械抛光装置用于对移除薄膜后的晶圆表面进行抛光处理，所述清洗与检测装置用于对抛光后的晶圆表面进行清洗和晶圆检测，/n所述激光除膜装置包括激光光源、电源供应器、光束引导装置、扫描器、反射镜、扩束镜和激光控制器，电源供应器用于对激光光源、光束引导装置、扫描器、反射镜、扩束镜和激光控制器的供电连接，激光光源对应光束引导装置配合设置，反射镜对应光束引导装置的光源输出端配合设置，扩束镜对应反射镜处配合设置，扫描器的检测端对应于装置的工作面处设置，扫描器的信号输出端连接激光控制器的输入端，激光控制器的输出端分布连接光束引导装置、反射镜和扩束镜的控制端，/n所述化学机械抛光装置包括抛光垫、抛光垫整修器、化学抛光液装置、晶圆握持器、电动机与传动控制装置，电动机与传动控制装置用于对抛光垫、抛光垫整修器、化学抛光液装置和晶圆握持器运行和控制，抛光垫整修器用于对抛光垫的修整处理，晶圆握持器用于对移除薄膜后的晶圆进行固定握持，抛光垫对应于晶圆握持器处设置，用于对晶圆表面进行化学机械抛光，化学抛光液装置对应于抛光垫处设置，用于对抛光垫进行抛光液输出，/n所述清洗与检测装置包括超纯水清洗槽、超声波洗净槽、干燥装置、晶圆表面缺陷与微粒与金属离子检测装置，超纯水清洗槽和超声波洗净槽用于对抛光后的晶圆进行表面清洗，干燥装置用于对清洗后的晶圆表面进行干燥处理，晶圆表面缺陷与微粒与金属离子检测装置用于对干燥后的晶圆进行晶圆厚度检测、晶圆缺陷检测、表面微粒子检测、晶圆几何图形检测。/n...

【技术特征摘要】
1.一种集成电路晶圆再生制程的处理装置，其特征在于：包括激光除膜装置、化学机械抛光装置和清洗与检测装置，所述激光除膜装置用于对晶圆表面的薄膜移除；所述化学机械抛光装置用于对移除薄膜后的晶圆表面进行抛光处理，所述清洗与检测装置用于对抛光后的晶圆表面进行清洗和晶圆检测，
所述激光除膜装置包括激光光源、电源供应器、光束引导装置、扫描器、反射镜、扩束镜和激光控制器，电源供应器用于对激光光源、光束引导装置、扫描器、反射镜、扩束镜和激光控制器的供电连接，激光光源对应光束引导装置配合设置，反射镜对应光束引导装置的光源输出端配合设置，扩束镜对应反射镜处配合设置，扫描器的检测端对应于装置的工作面处设置，扫描器的信号输出端连接激光控制器的输入端，激光控制器的输出端分布连接光束引导装置、反射镜和扩束镜的控制端，
所述化学机械抛光装置包括抛光垫、抛光垫整修器、化学抛光液装置、晶圆握持器、电动机与传动控制装置，电动机与传动控制装置用于对抛光垫、抛光垫整修器、化学抛光液装置和晶圆握持器运行和控制，抛光垫整修器用于对抛光垫的修整处理，晶圆握持器用于对移除薄膜后的晶圆进行固定握持，抛光垫对应于晶圆握持器处设置，用于对晶圆表面进行化学机械抛光，化学抛光液装置对应于抛光垫处设置，用于对抛光垫进行抛光液输出，
所述清洗与检测装置包括超纯水清洗槽、超声波洗净槽、干燥装置、晶圆表面缺陷与微粒与金属离子检测装置，超纯水清洗槽和超声波洗净槽用于对抛光后的晶圆进行表面清洗，干燥装置用于对清洗后的晶圆表面进行干燥处理，晶圆表面缺陷与微粒与金属离子检测装置用于对干燥后的晶圆进行晶圆厚度检测、晶圆缺陷检测、表面微粒子检测、晶圆几何图形检测。


2.根据权利要求1所述的一种集成电路晶圆再生制程的处理装置，其特征在于：所述激光光源为高能量的激光器件模块，激光器件模...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏晋苗，苏冠暐，
申请(专利权)人：北京芯之路企业管理中心有限合伙，
类型：发明
国别省市：北京;11