芯片堆叠结构清洗方法及清洗设备技术

本发明专利技术涉及一种芯片堆叠结构清洗方法及清洗设备，方法包括：S1、根据所述芯片堆叠结构的缝隙参数，确定所述清洗腔内的工作压力；开启真空泵，抽取清洗腔内的气体，以使所述清洗腔处于负压状态；其中，所述清洗腔内容纳有芯片堆叠结构；S2、在所述清洗腔处于负压状态下，并在无超声及无兆声下，控制喷嘴朝向所述芯片堆叠结构喷淋清洗液。本发明专利技术的方法，在负压状态下对芯片堆叠结构进行喷淋清洗，使得清洗液能够充分地进入芯片堆叠结构的缝隙里，有利于缝隙内的污染物与清洗液充分接触，提高清洗效果，还能够有效地避免清洗对芯片堆叠结构的表面造成破坏。面造成破坏。面造成破坏。

【技术实现步骤摘要】
芯片堆叠结构清洗方法及清洗设备


[0001]本专利技术涉及半导体清洗
，特别是涉及一种芯片堆叠结构清洗方法及清洗设备。

技术介绍

[0002]近年来，随着摩尔定律的放缓，传统的芯片面临设计复杂化和制造成本上升的难题。业界提出通过功能分割、异构集成来实现定制化和降本的chiplet设计理念，并已经在苹果、英特尔等公司获得了验证和成功。
[0003]Chiplet技术中，将芯片设计拆分成多个功能独立的模块进行制造，然后集成在一起实现异构集成芯片，实现了更灵活、更高效的芯片设计。然而，由于不同功能模块来源于不同的晶圆，涉及晶圆制造工艺、材料、结构等方面的差异，也大大增加了芯片制造工艺的复杂度。
[0004]其中，对于清洗工艺来说，传统使用超声波/兆声波等机械力来去除槽或微孔中的微粒的方案，存在以下缺点：（1）由于不同模块可能采用不同的制程节点，不同的制程节点所需的清洗的超声波频率/能量可能不同，这样，在进行超声波/兆声波清洗时，能够很好清洗某个制程节点的模块的超声波频率/能量，可能对另一种模块来说不足以清洗干净，或者会破坏该模块的图案。即使通过增加系统复杂度，比如，专利CN109075103A（清洗半导体衬底的方法和装置），通过控制兆声波传递到晶片的能量和时间，以降低对衬底上的器件结构的损伤，但这个清洗方法仍然难以保证可以对堆叠结构进行很好的清洗；（2）由于堆叠结构的复杂性，使得超声波/兆声波能量的控制更加困难，相比单一的晶圆的清洗，容易造成导致堆叠结构的机械损伤，例如在兆声波作用下，堆叠结构中存在的互连微柱等微细结构可能会发生断裂和剥落，以及一些材料中的微小缺陷和应力可能会进一步被放大，此外，兆声波还可能加快芯片内部结构发生疲劳和老化。

技术实现思路

[0005]基于现有技术中的上述缺陷，本专利技术的目的在于提供一种芯片堆叠结构清洗方法，清洗效果好，且能有效避免清洗对芯片堆叠结构的表面造成破坏。
[0006]为此，本专利技术提供如下技术方案。
[0007]本专利技术提供一种芯片堆叠结构清洗方法，包括：S1、根据所述芯片堆叠结构的缝隙参数，确定所述清洗腔内的工作压力；开启真空泵，抽取清洗腔内的气体，以使所述清洗腔处于负压状态；其中，所述清洗腔内容纳有芯片堆叠结构；S2、在所述清洗腔处于负压状态下，并在无超声及无兆声下，控制喷嘴朝向所述芯片堆叠结构喷淋清洗液。
[0008]优选地，所述步骤S2还包括：
对流向喷嘴的清洗液进行去泡处理。
[0009]优选地，所述去泡处理包括：将存储所述清洗液的药液箱进行抽气处理。
[0010]优选地，所述缝隙参数包括缝隙深度和/或缝隙宽度；根据所述芯片堆叠结构的缝隙参数，确定所述清洗腔内的工作压力，包括：响应于所述缝隙参数为第一值，确定所述工作压力为第一工作压力；响应于所述缝隙参数为第二值，确定所述工作压力为第二工作压力；响应于所述缝隙参数为第三值，确定所述工作压力为第三工作压力；其中，所述第一值＜所述第二值＜所述第三值；所述第一工作压力＞所述第二工作压力＞所述第三工作压力。
[0011]优选地，所述第一值≤2μm，12000pa≤所述第一工作压力＜15000pa；和/或，所述第二值为5
‑
20μm，8000pa≤所述第二工作压力＜12000pa；和/或，所述第三值为50
‑
200μm，5000pa≤所述第三工作压力＜8000pa。
[0012]优选地，所述喷嘴的喷射压力为0.3
‑
0.6mpa。
[0013]优选地，所述步骤S2还包括：控制夹持组件带动所述芯片堆叠结构转动；其中，所述夹持组件用于固定所述芯片堆叠结构，所述夹持组件至少部分地位于所述清洗腔内。
[0014]优选地，所述步骤S2还包括：所述夹持组件于第一转速下驱动所述芯片堆叠结构旋转，进行清洗液喷淋；停止清洗液喷淋，所述夹持组件停止旋转或于第二转速下驱动所述芯片堆叠结构旋转；所述夹持组件于第三转速下驱动所述芯片堆叠结构旋转，进行清洗液喷淋；其中，所述第一转速＜所述第二转速＜第三转速。
[0015]优选地，所述第一转速≤50r/min；和/或，50r/min＜所述第二转速≤150r/min；和/或，150r/min＜所述第三转速≤600r/min。
[0016]优选地，所述步骤S2的至少一个步骤中，所述夹持组件配置为正反转间隔作业；和/或，所述清洗液配置为冷热交替喷淋。
[0017]优选地，所述步骤S2还包括：当喷淋清洗结束后，对所述清洗腔进行破真空，并排空清洗废液。
[0018]优选地，所述方法还包括：S3、多次重复步骤所述步骤S2；S4、在所述清洗腔处于负压状态下，进行纯水喷淋清洗。
[0019]优选地，所述方法还包括：S5、多次重复步骤S4；S6、对所述清洗腔进行破真空，恢复常压，旋转甩干或通过热氮气干燥所述芯片堆叠结构。
[0020]优选地，在开启所述真空泵前还包括：
开启冷却装置，以使所述清洗腔处于预设温度；开启加热装置，以加热所述清洗液；关闭所述清洗腔，以待所述真空泵抽气。
[0021]本专利技术还提供一种清洗设备，包括：清洗装置，其包括清洗腔，所述清洗腔内设有夹持组件和喷嘴，所述夹持组件用以夹持芯片堆叠结构并驱动所述芯片堆叠结构旋转；真空泵，其与所述清洗腔连通；所述真空泵用以抽取所述清洗腔内的气体。
[0022]本专利技术具有以下技术效果：本专利技术提供一种芯片堆叠结构清洗方法，在负压状态下对芯片堆叠结构进行喷淋清洗，使得清洗液能够充分地进入芯片堆叠结构的缝隙里，有利于缝隙内的污染物与清洗液充分接触，提高清洗效果。相对于现有的超声或兆声清洗的技术方案，还能避免超声或兆声的机械力对芯片堆叠结构的表面造成破坏。此外，根据缝隙参数确定清洗腔的工作压力，对不同类型的芯片堆叠结构均能够实现较好的清洗效果。
附图说明
[0023]图1为本专利技术的方法的步骤流程图；图2为本专利技术的清洗设备的结构俯视图；图3为本专利技术的清洗装置和冷却装置的装配结构示意图；图4为本专利技术的清洗装置的立体结构示意图；图5为本专利技术的清洗装置的侧视图。
[0024]附图标记说明100、清洗设备；1、清洗装置；11、真空阀；12、破真空阀；13、排液阀；2、真空泵；3、混液装置；4、加热装置；5、冷却装置；51、冷却容器；52、第二管道；53、第三管道；6、第一管道。
具体实施方式
[0025]为使本专利技术的技术方案和有益效果能够更加明显易懂，下面通过列举具体实施例的方式进行详细说明。除非另有定义，本文所使用的技术和科学术语与本申请所属的
中的技术和科学术语的含义相同。
[0026]在本专利技术的描述中，除非另有明确的限定，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“高度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种芯片堆叠结构清洗方法，其特征在于，包括：S1、根据所述芯片堆叠结构的缝隙参数，确定所述清洗腔内的工作压力；开启真空泵，抽取清洗腔内的气体，以使所述清洗腔处于负压状态；其中，所述清洗腔内容纳有芯片堆叠结构；S2、在所述清洗腔处于负压状态下，并在无超声及无兆声下，控制喷嘴朝向所述芯片堆叠结构喷淋清洗液。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S2还包括：对流向喷嘴的清洗液进行去泡处理。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述去泡处理包括：将存储所述清洗液的药液箱进行抽气处理。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述缝隙参数包括缝隙深度和/或缝隙宽度；根据所述芯片堆叠结构的缝隙参数，确定所述清洗腔内的工作压力，包括：响应于所述缝隙参数为第一值，确定所述工作压力为第一工作压力；响应于所述缝隙参数为第二值，确定所述工作压力为第二工作压力；响应于所述缝隙参数为第三值，确定所述工作压力为第三工作压力；其中，所述第一值＜所述第二值＜所述第三值；所述第一工作压力＞所述第二工作压力＞所述第三工作压力。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一值≤2μm，12000pa≤所述第一工作压力＜15000pa；和/或，所述第二值为5
‑
20μm，8000pa≤所述第二工作压力＜12000pa；和/或，所述第三值为50
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200μm，5000pa≤所述第三工作压力＜8000pa。6.根据权利要求1
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5中任意一项所述的方法，其特征在于，所述喷嘴的喷射压力为0.3
‑
0.6mpa。7.根据权利要求1
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5中任意一项所述的方法，其特征在于，所述步骤S2还包括：控制夹持组件带动所述芯片堆叠结构转动；其中，所述夹持组件用于固定所述芯片堆叠结构，所述夹持组件至少部分地位于...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋超伟，廖周芳，马玉峰，吴疆，鲍雨，
申请(专利权)人：江苏芯梦半导体设备有限公司，
类型：发明
国别省市：