通過(guò)晶圓粘合來(lái)評(píng)估創(chuàng)新兆聲清洗技術(shù)

引言

自20世紀(jì)90年代以來(lái)，半導(dǎo)體晶片清洗目前被研究以解決前端和后端污染問(wèn)題。主要問(wèn)題之一是表面顆粒污染。微電子、MEMS或3D工藝中的許多應(yīng)用需要非常干凈的表面。其中，直接晶片鍵合(DWB)在顆粒清潔度方面有非常嚴(yán)格的要求。事實(shí)上，對(duì)于200毫米的硅晶片，已知直徑為1微米的顆粒會(huì)產(chǎn)生直徑約為1厘米的鍵合缺陷。這里，除了粒子的經(jīng)典表面表征之外，DWB技術(shù)可以被提議作為測(cè)試兆頻超聲波技術(shù)用于粒子污染物去除表征的效率的有用方式。英思特將這項(xiàng)工作的重點(diǎn)放在使用創(chuàng)新的兆頻超聲波清潔技術(shù)清潔顆粒表面，并使用這兩種技術(shù)對(duì)其進(jìn)行表征。

實(shí)驗(yàn)與討論

英思特公司在這些實(shí)驗(yàn)中使用了徑向均勻面積的兆頻超聲波換能器MegPie(參見(jiàn)圖1)。該換能器將聲能耦合到由基底和換能器表面形成的充滿流體的間隙中。在圖1a中，高阻表就位，聲能關(guān)閉。在圖1b中，兆頻超聲波功率是開(kāi)啟的，頻率約為1MHz，功率密度為1W/cm。我們可以看到流體內(nèi)部產(chǎn)生的兆聲波。這種形式和諧振器設(shè)計(jì)確保了在沒(méi)有掃描運(yùn)動(dòng)的情況下，在旋轉(zhuǎn)基底的整個(gè)表面上均勻的聲學(xué)劑量。持續(xù)監(jiān)控正向和反射RF功率以及晶體溫度，確保一致和可重復(fù)的聲學(xué)處理?xiàng)l件。

圖1：面積兆頻超聲波換能器

圖2：Megpie清洗前后的晶圓示例

在圖2中，我們可以看到粒子貼圖的例子。大多數(shù)剩余的粒子根本沒(méi)有移動(dòng)。這意味著MegPie工藝不會(huì)同時(shí)添加和去除大量顆粒，而是持續(xù)清潔表面。

結(jié)論

圖案化表面帶來(lái)的挑戰(zhàn)使得使用DWB作為顆粒去除效率的測(cè)試工具變得更加有趣。事實(shí)上，很難描述非平面表面上的顆粒污染。例如，我們已經(jīng)通過(guò)在硅晶片的頂面鋸出100μm深的線來(lái)構(gòu)圖晶片。在鋸切之后，由于顆粒污染，不可能將晶片結(jié)合到干凈的表面上。在這種表面上，也不建議用刷子清除顆粒，因?yàn)殇h利的線邊緣可能會(huì)切割刷子材料。然后，我們使用Megpie來(lái)清潔表面。在圖3中，我們可以看到我們能夠?qū)⒃摫砻婧附釉诟蓛舻木?，這證明了圖案化表面上的清潔技術(shù)的良好效率。

圖3：在切割100μm深的線后，圖案化晶片的聲學(xué)特征

審核編輯 黃宇