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CN111036605A - 一种提升高密度凸块结构清洗能力的机械装置 - Google Patents

一种提升高密度凸块结构清洗能力的机械装置 Download PDF

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CN111036605A
CN111036605A CN201911356871.6A CN201911356871A CN111036605A CN 111036605 A CN111036605 A CN 111036605A CN 201911356871 A CN201911356871 A CN 201911356871A CN 111036605 A CN111036605 A CN 111036605A
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CN
China
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wafer
carrying platform
rotating device
changing
cleaning
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CN201911356871.6A
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李恒甫
姚大平
曹立强
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National Center for Advanced Packaging Co Ltd
Shanghai Xianfang Semiconductor Co Ltd
Original Assignee
National Center for Advanced Packaging Co Ltd
Shanghai Xianfang Semiconductor Co Ltd
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    • B08B3/02—Cleaning by the force of jets or sprays
    • B08B3/022—Cleaning travelling work
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B13/00—Accessories or details of general applicability for machines or apparatus for cleaning
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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Abstract

本发明公开了一种高密度凸块结构的清洗装置，包括：载台，所述载台用于放置待作业的晶圆；喷嘴结构，所述喷嘴结构处于所述载台的上方，用于将化学液输送至晶圆的表面；转动装置，所述转动装置嵌入在所述载台内部并与所述载台连接在一起；以及可转变方向装置，可转变方向装置与所述载台连接，用于转变载台的方向，使载台由竖直方向在一定范围内倾斜，从而带动转动装置与晶圆产生相应的方向变化。

Description

一种提升高密度凸块结构清洗能力的机械装置
技术领域
本发明涉及半导体制造及工艺技术领域。具体而言，本发明涉及一种提升高密度凸块结构清洗能力的机械装置。
背景技术
随着电子产品小型化、集成化、智能化的发展，IC芯片的复杂度在大幅增加，对应的IO引脚的数量也大幅提升。随着集成电路工艺的发展，器件尺寸越来越小，集成度高，图形结构向高密度细间距方向发展，在封装工艺制造过程中，光刻胶去除和金属种子层腐蚀是再布线工艺中的重要工艺。但是在高密度细节距凸块结构中，由于存在较大深宽比，常规的清洗方式很难有效的去除图形的底部或底部侧壁的物质，如光刻胶或金属种子层等，因而凸块底部或底部侧壁的光刻胶或种子层很难去除干净，导致产品出现缺陷。
在现有的清洗装置中，用于清洗的化学液体通过喷嘴向下流向晶圆表面，但清洗效果一般，清洗的时间较长，成本较高。为了实现更好的清洗效果，本领域需要能够提升高密度凸块结构清洗能力的机械装置。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，根据本发明的一个方面，提供一种高密度凸块结构的清洗装置，包括：
载台，所述载台用于放置待作业的晶圆；
喷嘴结构，所述喷嘴结构处于所述载台的上方，用于将化学液输送至晶圆的表面；
转动装置，所述转动装置嵌入在所述载台内部并与所述载台连接在一起；以及
可转变方向装置，可转变方向装置与所述载台连接，用于转变载台的方向，使载台由竖直方向在一定范围内倾斜，从而带动转动装置与晶圆产生相应的方向变化。
在本发明的一个实施例中，晶圆与所述转动装置通过真空吸附或者物理作用连在一起，利用转动装置转动带动晶圆转动。
在本发明的一个实施例中，所述可转变方向装置包括上固定结构、方向转变结构、下固定结构，
其中，上固定结构与载台固定在一起，当上固定结构方向变化时带动载台方向的变化从而使晶圆相对于喷嘴的方向发生倾斜变化；方向转变结构的两端分别与上固定结构和下固定结构相连接，方向转变结构为可动单元，用于为载台提供方向变动；下固定结构用于固定腔体结构，其底端与基座连接。
在本发明的一个实施例中，所述可转变方向装置带动转动装置与晶圆产生相应的方向变化，所述喷嘴结构输出的化学液直接作用到晶圆表面的高密度结构的底侧。
根据本发明的另一个实施例，提供一种使用高密度凸块结构的清洗装置清洗晶圆的方法，其中所述晶圆包括凸块结构阵列以及处于凸块结构之间的待清洗物质，所述方法包括：
将晶圆放置在所述载台上；
将化学品从所述输出端管路输送至晶圆表面；
通过可转变方向装置转变载台的方向，使载台由竖直方向在一定范围内倾斜，带动转动装置与晶圆产生相应的方向变化；
将化学品从所述输出端管路输送至晶圆表面。
本发明优势在于：通过改变载台的方向，能够使化学液输送方向由固定型变为可变方向型，这样一来，通过改变化学品相对于晶圆的输出方向可以直接作用于凸块底部侧壁位置处，这种装置能够有效提升化学液的腐蚀或去胶能力。
附图说明
为了进一步阐明本发明的各实施例的以上和其它优点和特征，将参考附图来呈现本发明的各实施例的更具体的描述。可以理解，这些附图只描绘本发明的典型实施例，因此将不被认为是对其范围的限制。在附图中，为了清楚明了，相同或相应的部件将用相同或类似的标记表示。
图1示出高密度凸块结构的清洗装置100的截面示意图。
图2示出根据本发明的一个实施例的高密度凸块结构的清洗装置200的截面示意图。
图3示出根据本发明的一个实施例的待处理晶圆300的截面示意图。
图4示出根据本发明的一个实施例的待处理晶圆400的凸块结构底部残留光刻胶的截面示意图。
图5示出根据本发明的一个实施例的待处理晶圆500的凸块结构底部残留光刻胶的截面示意图。
展示图中的图形大小不代表实际中尺寸大小，只是为了更清晰表述。展示图中的图形大小不代表实际中尺寸大小，只是为了更清晰表述。文中所描述的空间术语，如“正面”、“反面”、“上面”、“下面”等类似物，可在此使用，以描述如图所示的一个元素或特征与另一个元素或特征之间的关系。空间相对项除了图中所示的方向外，还包括正在使用或操作的设备的不同方向。此外，该装置还可定向(旋转90度或其它方向)，此处使用的空间相对描述符也可相应地解释。
具体实施方式
在以下的描述中，参考各实施例对本发明进行描述。然而，本领域的技术人员将认识到可在没有一个或多个特定细节的情况下或者与其它替换和/或附加方法、材料或组件一起实施各实施例。在其它情形中，未示出或未详细描述公知的结构、材料或操作以免使本发明的各实施例的诸方面晦涩。类似地，为了解释的目的，阐述了特定数量、材料和配置，以便提供对本发明的实施例的全面理解。然而，本发明可在没有特定细节的情况下实施。此外，应理解附图中示出的各实施例是说明性表示且不一定按比例绘制。
在本说明书中，对“一个实施例”或“该实施例”的引用意味着结合该实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在本发明的至少一个实施例中。在本说明书各处中出现的短语“在一个实施例中”并不一定全部指代同一实施例。
图1示出高密度凸块结构的清洗装置100的截面示意图。如图1所示，该清洗装置100包括载台110和喷嘴结构120。载台110用于放置待作业的晶圆130，并可以带动晶圆130绕中心转动，如图箭头150所示。喷嘴结构120用于将化学液输送至晶圆130的表面，喷嘴结构120绕轴140在腔体内转动，其转动范围可以在程序内设定，以便于获得更好的均匀性。然而，在装置100中，喷嘴结构120通过轴130进行固定，化学液通过喷嘴结构120向下流向晶圆110表面，因此化学液的输送方向始终为固定的垂直向下的方向。清洗装置100还包括转动装置160，转动装置160嵌入在载台110内部并通过合适的方式连接在一起，其中晶圆130与转动装置160通过真空吸附或者物理作用连在一起，利用转动装置160转动带动晶圆130转动。
为了实现更好的清洗效果，可以将载台改为可变方向载台，能够使化学液相对于晶圆的输送方向由固定型变为可变方向型，这样一来，通过改变化学品相对于晶圆的输出方向可以直接作用于凸块底部侧壁位置处，这种装置能够有效提升化学液的腐蚀或去胶能力。
图2示出根据本发明的一个实施例的高密度凸块结构的清洗装置200的截面示意图。如图2所示，该清洗装置200包括可变方向载台210和喷嘴结构220。可变方向载台210用于放置待作业的晶圆230，并可以带动晶圆230绕中心转动，如图箭头250所示。喷嘴结构220用于将化学液输送至晶圆230的表面，喷嘴结构220绕轴240在腔体内转动，其转动范围可以在程序内设定，以便于获得更好的均匀性。清洗装置200还包括转动装置260，转动装置260嵌入在载台210内部并通过合适的方式连接在一起，其中晶圆230与转动装置260通过真空吸附或者物理作用连在一起，利用转动装置260转动带动晶圆230转动。
该清洗装置200还包括可转变方向装置270，用于转变载台210的方向，可以使载台210由竖直方向在一定范围内倾斜，从而带动转动装置260与晶圆230产生相应的方向变化。可转变方向装置270包括上固定结构271、方向转变结构272、下固定结构273。其中，上固定结构271与载台210固定在一起，当上固定结构271方向变化时带动载台210方向的变化从而使晶圆相对于喷嘴的方向发生倾斜变化；方向转变结构272的两端分别与上固定结构271和下固定结构273相连接。方向转变结构272为可动单元，用于为载台210提供方向变动；下固定结构273用于固定腔体结构，其底端与基座连接。
由于载台210是可以改变方向的，因而凸块结构相对于化学品输送方向是可以改变，这样可以增强化学液到达高密度细间距结构底部的能力，提升清洗能力。
图3示出根据本发明的一个实施例的待处理晶圆300的截面示意图。待处理晶圆300的表面具有高密度细节距的凸块结构310以及凸块结构310之间的光刻胶330。为了去除光刻胶330，将去胶液320从喷嘴结构管路中输送至晶圆表面。在固定式清洗装置条件下，在封装制造高密度凸块电镀工艺完成后，需要做去胶工艺处理。以单片式去胶工艺步骤为例，在去胶过程中去胶液320通过喷嘴输送到晶圆300的表面，并与晶圆结构内的光刻胶330发生反应被溶解去除。但是在去胶过程中，去胶液320很难进入到凸块结构310的底部，因而很容易导致光刻胶残留。
图4示出根据本发明的一个实施例的待处理晶圆400的凸块结构底部残留光刻胶的截面示意图。如图4所示，待处理晶圆400的表面具有高密度细节距的凸块结构410，凸块结构410的底部残留光刻胶420。
可通过据本发明的一个实施例的高密度凸块结构的清洗装置200来去除底部残留的光刻胶。如图5所示，待处理晶圆500的表面具有高密度细节距的凸块结构510，凸块结构510的底部残留光刻胶520。通过可转变方向装置改变载台平面相对于化学液输送方向的角度α。在图5的A部分中，载台平面相对于化学液输送方向为第一角度α1，可以使化学液能够直接作用到高密度结构的左侧底部区域；图5的B部分中，载台平面相对于化学液输送方向为第二角度α2，以使化学液能够直接作用到高密度结构的右侧底部区域。
改变载台方向后，去胶液520从不同方向直接作用到底部残留光刻胶530。因而能够有效去除细节距结构底侧部的物质残留。
尽管上文描述了本发明的各实施例，但是，应该理解，它们只是作为示例来呈现的，而不作为限制。对于相关领域的技术人员显而易见的是，可以对其做出各种组合、变型和改变而不背离本发明的精神和范围。因此，此处所公开的本发明的宽度和范围不应被上述所公开的示例性实施例所限制，而应当仅根据所附权利要求书及其等同替换来定义。

Claims (5)

1.一种高密度凸块结构的清洗装置，包括：
载台，所述载台用于放置待作业的晶圆；
喷嘴结构，所述喷嘴结构处于所述载台的上方，用于将化学液输送至晶圆的表面；
转动装置，所述转动装置嵌入在所述载台内部并与所述载台连接在一起；以及
可转变方向装置，可转变方向装置与所述载台连接，用于转变载台的方向，使载台由竖直方向在一定范围内倾斜，从而带动转动装置与晶圆产生相应的方向变化。
2.如权利要求1所述的高密度凸块结构的清洗装置，其特征在于，晶圆与所述转动装置通过真空吸附或者物理作用连在一起，利用转动装置转动带动晶圆转动。
3.如权利要求1所述的高密度凸块结构的清洗装置，其特征在于，所述可转变方向装置包括上固定结构、方向转变结构、下固定结构，
其中，上固定结构与载台固定在一起，当上固定结构方向变化时带动载台方向的变化从而使晶圆相对于喷嘴的方向发生倾斜变化；方向转变结构的两端分别与上固定结构和下固定结构相连接，方向转变结构为可动单元，用于为载台提供方向变动；下固定结构用于固定腔体结构，其底端与基座连接。
4.如权利要求1所述的高密度凸块结构的清洗装置，其特征在于，所述可转变方向装置带动转动装置与晶圆产生相应的方向变化，所述喷嘴结构输出的化学液直接作用到晶圆表面的高密度结构的底侧。
5.一种使用权利要求1至4中任一项所述的高密度凸块结构的清洗装置清洗晶圆的方法，其中所述晶圆包括凸块结构阵列以及处于凸块结构之间的待清洗物质，所述方法包括：
将晶圆放置在所述载台上；
将化学品从所述输出端管路输送至晶圆表面；
通过可转变方向装置转变载台的方向，使载台由竖直方向在一定范围内倾斜，带动转动装置与晶圆产生相应的方向变化；
将化学品从所述输出端管路输送至晶圆表面。
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