一种用于光波导晶圆生产的湿法清洗装置及其清洗方法
【专利摘要】本发明涉及晶圆生产领域，具体涉及一种用于光波导晶圆生产的湿法清洗装置及其清洗方法。该装置包括设备框架，设备框架左右两端均设有晶舟架，设备框架内设有HPM清洗槽、SPM清洗槽、多个DI清洗槽、光刻板清洗槽、晶圆光刻胶清洗槽、BOE清洗槽、硬掩模清洗槽以及转运机器人；HPM清洗槽、SPM清洗槽、多个DI清洗槽、光刻板清洗槽、晶圆光刻胶清洗槽、BOE清洗槽和硬掩模清洗槽均设有自动定时装置，且HPM清洗槽、SPM清洗槽、晶圆光刻胶清洗槽和硬掩模清洗槽均设有自动加热装置和恒温装置。该湿法清洗装置可实现晶圆清洗的自动化，其清洗方法提高了清洗效果。
【专利说明】
一种用于光波导晶圆生产的湿法清洗装置及其清洗方法
技术领域
[0001]本发明涉及晶圆生产领域，尤其涉及一种用于光波导晶圆生产的湿法清洗装置及其清洗方法。【背景技术】
[0002]光波导器件是光纤通信系统中的关键核心器件，用于光波信号的传输、光信号分配/合波、滤波、开关等，典型器件有平面光波导分路器、阵列波导光栅、光波导滤波器、光开关、光衰减器等。光波导晶圆是光波导器件的前道工艺，有了晶圆才能封装成器件。光波导晶圆是采用平面光波导技术(PLC，Planar Lightwave Circuit)制造的光学晶圆，经过切害J、端面研磨抛光后成为芯片，然后封装成光波导器件。
[0003]光波导晶圆的特征尺寸为3?5wn，尽管晶圆制造过程中，光刻是在百级环境中完成，其他工艺是在千级环境中完成，但仍然会导致颗粒粘附在晶圆表面；另一方面，在沉积或刻蚀的过程中，粘附在腔壁的物质也会被离子轰击而粘附在晶圆表面;在测试过程中，不可避免的与其他物体接触，进而粘附一些颗粒。这些颗粒均属于污染物，必须清洗掉。如果该颗粒刚好粘附在光波导线上，会导致光波导回路的中断;如果落在光波导线边上，沉积完成后，有颗粒的区域在高温退火后易形成较大残余应力，根据光弹效应，会引起大的偏振相关损耗。因此有必要将颗粒通过湿法清洗除去，以保证晶圆表面的洁净。
[0004]再者，在光波导晶圆制造过程中，光刻胶的除去，可以采用等离子的方式除去，但成本高，可以采用湿法清洗的方式进行化学除去，简单、快捷、效率高。硬掩模层的除去，采用湿法清洗化学除去。以及光波导芯层刻蚀完成之后，光波导侧壁残留的刻蚀物，可通过湿法清洗化学除去。
[0005]参见图1，制造光波导晶圆过程中需要对衬底、沉积后的过程晶圆、刻蚀后的过程晶圆以及测试后的过程晶圆进行化学清洗，以除去衬底、过程晶圆表面上的颗粒、刻蚀残留物和光刻胶等物质。在光波导晶圆制造过程中至少需要6步清洗，需要多台清洗设备，每台清洗设备还需要配备操作人员，晶圆转运次数多、路线长，容易引起二次污染。按照图1中的清洗方式虽然可以将晶圆表面的颗粒、有机物、金属以及原生氧化物除去，但过程复杂，所用化学物品多。而且RCA标准清洗方法中所用化学试剂在加热过程中极易挥发，产生浓烈的刺激性的气味，如此对防护要求也越高，否则容易引起操作人员不适，或者引起该环境中其他机台的腐蚀。
【发明内容】
[0006](一)要解决的技术问题
[0007]本发明要解决的技术问题是提供了一种用于光波导晶圆生产的湿法清洗装置及其清洗方法，在光波导晶圆生产过程中，该湿法清洗装置可实现晶圆清洗的自动化，节省了时间、设备、资金和操作人员，提高了生产效率，降低了二次污染;其清洗方法所包含的清洗工艺提高了清洗效果，降低了生产成本。
[0008](二)技术方案
[0009]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于光波导晶圆生产的湿法清洗装置，其包括设备框架，所述设备框架左右两端均设有晶舟架，所述晶舟架用于盛放晶圆，所述设备框架内设有HPM清洗槽、SPM清洗槽、多个DI清洗槽、光刻板清洗槽、晶圆光刻胶清洗槽、B0E清洗槽、硬掩模清洗槽、转运机器人以及计算机;在所述计算机的控制下，所述转运机器人将所述晶舟架上的晶圆转运至上述各个清洗槽。[0〇10]优选的，所述HPM清洗槽和SPM清洗槽内分别设有HPM清洗液和SPM清洗液，所述多个DI清洗槽内均设有去离子水，所述光刻板清洗槽和晶圆光刻胶清洗槽内均设有剥离液， 所述B0E清洗槽内设有二氧化硅刻蚀液，所述硬掩模清洗槽内设有金属清洗剂，所述光刻板清洗槽用于洗去光刻板上的残留物，其余各个所述清洗槽均用于洗去晶圆表面上的残留物。
[0011]优选的，所述HPM清洗槽、SPM清洗槽、多个DI清洗槽、光刻板清洗槽、晶圆光刻胶清洗槽、B0E清洗槽和硬掩模清洗槽均设有自动定时装置，且所述HPM清洗槽、SPM清洗槽、晶圆光刻胶清洗槽和硬掩模清洗槽均设有自动加热装置和恒温装置，所述自动定时装置、自动加热装置和恒温装置均由计算机自动控制，所述自动定时装置用于设定清洗的时间，所述自动加热装置和恒温装置用于在清洗的同时为相应的清洗槽供热；[0〇12]优选的，所述B0E清洗槽的自动定时装置将该B0E清洗槽的清洗时间设定为5? 60sec，其余各个所述清洗槽的自动定时装置均将相应清洗槽的清洗时间设定为5?20min。
[0013]优选的，所述SPM清洗槽的自动加热装置和恒温装置将清洗温度维持在80?100°， 所述HPM清洗槽、晶圆光刻胶清洗槽和硬掩模清洗槽均设有自动加热装置和恒温装置将清洗温度维持在60?80°。[〇〇14]优选的，所述DI清洗槽的数量为四个。
[0015]优选的，所述设备框架包括第一框架和第二框架；
[0016]所述光刻板清洗槽、晶圆光刻胶清洗槽、B0E清洗槽以及两个所述DI清洗槽均设置于所述第一框架内，两个所述DI清洗槽分别间隔设置于所述光刻板清洗槽、晶圆光刻胶清洗槽和B0E清洗槽之间；[〇〇17]所述HPM清洗槽、SPM清洗槽、硬掩模清洗槽以及其余两个所述DI清洗槽均设置于所述第二框架内，其余两个所述DI清洗槽分别间隔设置于所述HPM清洗槽、SPM清洗槽和硬掩模清洗槽之间；
[0018]和/或，所述转运机器人设置于所述第一框架和第二框架的交界线上；
[0019]和/或，所述晶舟架连接有甩干机，所述晶舟架上的晶圆经过清洗之后自动转送到甩干机执行甩干操作。
[0020]优选的，所述光刻板清洗槽、晶圆光刻胶清洗槽、硬掩模清洗槽和B0E清洗槽的材质均为PTFE，所述设备框架以及多个所述DI清洗槽的材质均为PTFE或PVDF，所述HPM清洗槽和SPM清洗槽的材质均为石英。
[0021]本发明还提供了一种上述清洗装置的清洗方法，S卩:在所述计算机的控制下，所述转运机器人将所述晶舟架上的晶圆转运至上述各个清洗槽，自动完成清洗。[〇〇22]优选的，所述清洗方法具体包括:第一湿法清洗、第二湿法清洗、第三湿法清洗、第四湿法清洗和第五湿法清洗；
[0023]所述第一湿法清洗用于洗去沉积下包层或沉积光波导芯层之后的晶圆表面的残留物，具体方法为:[〇〇24]步骤1-1:利用所述SPM清洗槽内的SPM清洗液清洗所述晶圆:95?100°条件下，所述晶圆在4份硫酸溶液和1份双氧水溶液组成的SPM清洗液中浸泡15?20min;或利用所述 HPM清洗槽内的HPM清洗液清洗所述晶圆:70?75°条件下，所述晶圆在1份盐酸溶液、1份双氧水溶液和5份水组成的HPM清洗液中浸泡10?15min;[0〇25]步骤1-2:利用所述DI清洗槽内的去离子水清洗所述晶圆1?3min，用所述离心机甩干，然后烘干；
[0026]和/或，所述第二湿法清洗用于洗去所述光刻板上的残留物，具体方法为:
[0027]利用所述光刻板清洗槽内的剥离液清洗所述光刻板5?20min;
[0028]和/或，所述第三湿法清洗用于洗去刻蚀硬掩模之后的晶圆表面上的残留物，具体方法为:[〇〇29]步骤3-1:利用所述晶圆光刻胶清洗槽内的剥离液清洗所述晶圆5?20min;[0〇3〇]步骤3-2:利用所述DI清洗槽内的去离子水清洗所述晶圆1?3min，用所述离心机甩干，然后烘干；
[0031]和/或，所述第四湿法清洗用于洗去刻蚀光波导芯层之后的晶圆表面的残留物，具体方法为:
[0032]步骤4-1:利用所述硬掩模清洗槽内的金属清洗剂清洗所述刻蚀光波导芯层之后的晶圆:该晶圆在所述金属清洗剂中浸泡；[0〇33]步骤4-2:利用所述DI清洗槽内的去离子水清洗该晶圆1?3min，用所述离心机甩干，然后烘干；
[0034]和/或，所述第五湿法清洗紧接着所述第四湿法清洗，用于洗去刻蚀光波导芯层之后晶圆上光波导线侧壁残留的Si02颗粒，具体方法为:
[0035]步骤5-1:利用所述B0E清洗槽内的二氧化硅刻蚀液清洗所述晶圆:所述晶圆在1份氟化氢溶液和6份氟化铵溶液组成的二氧化娃刻蚀液中浸泡10?15sec;
[0036]步骤5-2:利用所述DI清洗槽内的去离子水清洗所述晶圆1?3min，用所述离心机甩干，然后烘干；
[0037]和/或，所述光刻板清洗槽与晶圆光刻胶清洗槽不能共用。[〇〇38](三)有益效果
[0039]本发明的上述技术方案具有以下有益效果:
[0040]1、本发明的湿法清洗装置，各个清洗槽均优化设置在设备框架内，安装方便，并且使清洗的路线变短，而且节省了占地面积;该清洗装置的自动定时装置、自动加热装置和恒温装置与计算机系统直接相连，使得晶圆的清洗更易得到自动化控制，减少了人力操作带来的不便;该清洗装置由计算机自动控制，设定好各工艺程序，操作人员只需将需要清洗的晶圆放置在晶舟架上，执行程序，转运机器人通过旋转、左右、前后和上下运动，即可实现晶圆的提起和释放，并可将晶圆转送至各个清洗槽，自动完成清洗，因而减少了晶圆转运次数，防止晶圆二次污染;该晶舟架与离心甩干机无缝对接，清洗完成之后晶圆被自动转送到甩干机执行甩干操作，简单便捷;所需操作人员少，仅1人即可完成全部清洗操作。相比于传统清洗设备，该湿法清洗装置能够实现光波导晶圆清洗的自动化，其节省了时间、设备、资金和操作人员，提高了生产效率，降低了二次污染。
[0041]2、本发明的湿法清洗装置的清洗方法是基于该清洗装置提出的，其第一湿法清洗、第二湿法清洗、第三湿法清洗、第四湿法清洗和第五湿法清洗均是通过对现有技术做出改进和优化设置，在计算机系统的自动控制下，能够针对晶圆生产的各个阶段分别进行晶圆的清洗，其减少了清洗步骤，缩短了清洗时间，提高了清洗效果和清洗效率，因而大大降低了生产成本。【附图说明】
[0042]图1为现有的光波导晶圆制造过程不意图；
[0043]图2为本发明实施例一所述的湿法清洗装置示意图；
[0044]图3为本发明优化后的光波导晶圆制造过程示意图。[〇〇45]其中，1、光刻板清洗槽;2、DI清洗槽;3、晶圆光刻胶清洗槽;5、B0E清洗槽;6、HPM清洗槽;8、SPM清洗槽；10、硬掩模清洗槽；12、晶舟架；13、转运机器人；14、设备框架；15、第一框架;16、第二框架。【具体实施方式】
[0046]下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。[〇〇47]在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上;术语“上”、 “下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接;可以是机械连接，也可以是电连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。 对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0048]实施例一
[0049]如图3所示，本实施例提供的一种用于光波导晶圆生产的湿法清洗装置，包括设备框架14、HPM清洗槽6、SPM清洗槽8、四个DI清洗槽2、光刻板清洗槽1、晶圆光刻胶清洗槽3、 B0E清洗槽5、硬掩模清洗槽10以及转运机器人13;设备框架14左右两端均设有晶舟架12，各个晶舟架12均可盛放25片晶圆。设备框架14包括第一框架15和第二框架16;光刻板清洗槽 1、晶圆光刻胶清洗槽3、B0E清洗槽5以及两个DI清洗槽2均设置于第一框架15内，两个DI清洗槽2分别间隔设置于光刻板清洗槽1、晶圆光刻胶清洗槽3和B0E清洗槽5之间;HPM清洗槽 6、SPM清洗槽8、硬掩模清洗槽10以及其余两个DI清洗槽2均设置于第二框架16内，其余两个 DI清洗槽2分别间隔设置于HPM清洗槽6、SPM清洗槽8和硬掩模清洗槽10之间。转运机器人13 设置于所述第一框架15和第二框架16的交界线上。
[0050]HPM清洗槽6和SPM清洗槽8内分别设有HPM清洗液和SPM清洗液，四个DI清洗槽2内均设有去离子水，光刻板清洗槽1和晶圆光刻胶清洗槽3内均设有剥离液，B0E清洗槽5内设有二氧化硅刻蚀液，硬掩模清洗槽10内设有金属清洗剂，光刻板清洗槽1用于洗去光刻板上的残留物，其余各个清洗槽均用于洗去晶圆表面上的残留物;HPM清洗槽6、SPM清洗槽8、四个DI清洗槽2、光刻板清洗槽1、晶圆光刻胶清洗槽3、BOE清洗槽5和硬掩模清洗槽10均设有自动定时装置(图中未示出)，且HPM清洗槽6、SPM清洗槽8、晶圆光刻胶清洗槽3和硬掩模清洗槽10均设有自动加热装置(图中未示出)和恒温装置(图中未示出)，自动定时装置、自动加热装置和恒温装置均由计算机(图中未示出)自动控制，自动定时装置用于设定清洗的时间，自动加热装置和恒温装置用于在清洗的同时为相应的清洗槽供热。
[0051]转运机器人13用于将晶舟架12上的晶圆转运至上述各个清洗槽，晶舟架12连接有甩干机，晶舟架12上的晶圆经过清洗之后自动转送到甩干机执行甩干操作；该装置由计算机自动控制，设定好各工艺程序，操作人员只需将需要清洗的晶圆放置在晶舟架12上，执行程序，即可自动完成清洗。[〇〇52]本实施例中，B0E清洗槽5的自动定时装置将B0E清洗槽5的清洗时间设定为lOsec， 各个DI清洗槽2的自动定时装置分别将各个DI清洗槽2的清洗时间均设定为lmin;HPM清洗槽6和SPM清洗槽8的自动定时装置分别将该两个清洗槽的清洗时间设定为1 Omin和15min; 其余各个清洗槽的自动定时装置均根据具体需要将清洗时间进行相应设置，但均设定在5 ?20min范围内。SPM清洗槽8的自动加热装置和恒温装置将清洗温度维持在95°，HPM清洗槽 6的自动加热装置和恒温装置将清洗温度维持在70°，晶圆光刻胶清洗槽3和硬掩模清洗槽 10的自动加热装置和恒温装置均根据具体需要将清洗温度进行相应设置，但均维持在60? 80°范围内。[〇〇53]光刻板清洗槽1、晶圆光刻胶清洗槽3、硬掩模清洗槽10和BOE清洗槽5的材质均为 PTFE，所述设备框架14以及四个DI清洗槽2的材质均为PVDF，所述HPM清洗槽6和SPM清洗槽8 的材质均为石英。
[0054]工作中，在计算机的自动控制下，设定好各工艺程序，操作人员将待洗晶圆放在晶舟架12上，执行程序，转运机器人13通过旋转、左右、前后和上下运动将晶舟架12上的晶圆转送至各个清洗槽，自动完成清洗;晶舟架12与离心甩干机无缝对接，清洗完成之后晶圆被自动转送到甩干机执行甩干操作。
[0055]综上所述，本实施例的湿法清洗装置，各个清洗槽均优化设置在设备框架14内，安装方便，并且使清洗的路线变短，而且节省了占地面积;该清洗装置的自动定时装置、自动加热装置和恒温装置与计算机系统直接相连，使得晶圆的清洗更易得到自动化控制，减少了人力操作带来的不便;该清洗装置由计算机自动控制，设定好各工艺程序，操作人员只需将需要清洗的晶圆放置在晶舟架12上，执行程序，转运机器人13通过旋转、左右、前后和上下运动，即可实现晶圆的提起和释放，并可将晶圆转送至各个清洗槽，自动完成清洗，因而减少了晶圆转运次数，防止晶圆二次污染;该晶舟架12与离心甩干机无缝对接，清洗完成之后晶圆被自动转送到甩干机执行甩干操作，简单便捷;所需操作人员少，仅1人即可完成全部清洗操作。相比于传统清洗设备，该湿法清洗装置能够实现光波导晶圆清洗的自动化，其节省了时间、设备、资金和操作人员，提高了生产效率，降低了二次污染。[〇〇56] 实施例二[〇〇57]本实施例提供了一种实施例一所述湿法清洗装置的清洗方法，其包括第一湿法清洗、第二湿法清洗、第三湿法清洗、第四湿法清洗和第五湿法清洗；
[0058]第一湿法清洗用于洗去沉积下包层或沉积光波导芯层之后的晶圆表面的残留物， 具体方法为:[〇〇59]步骤1-1:利用SPM清洗槽8内的SPM清洗液清洗晶圆:95°条件下，所述晶圆在4份硫酸溶液和1份双氧水溶液组成的SPM清洗液中浸泡15min;
[0060]步骤1-2:利用DI清洗槽2内的去离子水清洗晶圆lmin，用离心机甩干，然后烘干；
[0061]第二湿法清洗用于洗去光刻板上的残留物，具体方法为:[〇〇62]利用光刻板清洗槽1内的剥离液清洗光刻板，如果选用的是安智AZ GXR-601高感光度正型光刻胶，则可用广东华特气体股份有限公司的剥离液SPR-600来清洗，清洗时间设为lOmin，；
[0063]第三湿法清洗用于洗去刻蚀硬掩模之后的晶圆表面上的残留物，具体方法为:
[0064]步骤3-1:利用晶圆光刻胶清洗槽3内的剥离液清洗晶圆，如果选用的是安智AZ GXR-601高感光度正型光刻胶，则可用广东华特气体股份有限公司的剥离液SPR-600来清洗，清洗时间设为1 Omin;[〇〇65]步骤3-2:利用DI清洗槽2内的去离子水清洗晶圆lmin，用离心机甩干，然后烘干；
[0066]第四湿法清洗用于洗去刻蚀光波导芯层之后的晶圆表面的残留物，具体方法为:
[0067]步骤4-1:利用硬掩模清洗槽10内的金属清洗剂清洗刻蚀光波导芯层之后的晶圆: 该晶圆在金属清洗剂中浸泡，如果选择用金属A1作为硬掩模层，则可用广东华特气体股份有限公司的铝专用清洗液清洗，主要成分是H3P〇4和HN03;
[0068]步骤4-2:利用DI清洗槽2内的去离子水清洗该晶圆lmin，用离心机甩干，然后烘干；
[0069]第五湿法清洗紧接着第四湿法清洗，用于洗去刻蚀光波导芯层之后晶圆上光波导线侧壁残留的Si〇2颗粒，具体方法为:
[0070]步骤5-1:利用所述BOE清洗槽5内的二氧化硅刻蚀液清洗所述晶圆:所述晶圆在1 份氟化氢溶液和6份氟化铵溶液组成的二氧化娃刻蚀液中浸泡1 Osec;[0071 ]步骤5-2:利用所述DI清洗槽2内的去离子水清洗所述晶圆lmin，用所述离心机甩干，然后烘干。
[0072]本实施例中，光刻板清洗槽1与晶圆光刻胶清洗槽3不能共用，以避免新的污染物污染光刻板。[〇〇73] 实施例三
[0074]本实施例提供了一种实施例一所述湿法清洗装置的清洗方法，其包括第一湿法清洗、第二湿法清洗、第三湿法清洗、第四湿法清洗和第五湿法清洗；
[0075]第一湿法清洗用于洗去沉积下包层或沉积光波导芯层之后的晶圆表面的残留物， 具体方法为:
[0076]步骤1-1:利用HPM清洗槽6内的HPM清洗液清洗晶圆:70°条件下，晶圆在1份盐酸溶液、1份双氧水溶液和5份水组成的HPM清洗液中浸泡1 Omin;[〇〇77]步骤1-2:利用DI清洗槽2内的去离子水清洗晶圆lmin，用离心机甩干，然后烘干；
[0078]第二湿法清洗用于洗去光刻板上的残留物，具体方法为:[〇〇79]利用光刻板清洗槽1内的剥离液清洗光刻板，如果选用的是安智AZ GXR-601高感光度正型光刻胶，则可用广东华特气体股份有限公司的剥离液SPR-600来清洗，清洗时间设为20min，；
[0080]第三湿法清洗用于洗去刻蚀硬掩模之后的晶圆表面上的残留物，具体方法为:[0081 ]步骤3-1:利用晶圆光刻胶清洗槽3内的剥离液清洗晶圆，如果选用的是安智AZ GXR-601高感光度正型光刻胶，则可用广东华特气体股份有限公司的剥离液SPR-600来清洗，清洗时间设为15min;[〇〇82]步骤3-2:利用DI清洗槽2内的去离子水清洗晶圆lmin，用离心机甩干，然后烘干；
[0083]第四湿法清洗用于洗去刻蚀光波导芯层之后的晶圆表面的残留物，具体方法为:
[0084]步骤4-1:利用硬掩模清洗槽10内的金属清洗剂清洗刻蚀光波导芯层之后的晶圆: 该晶圆在金属清洗剂中浸泡，如果选择用金属A1作为硬掩模层，则可用广东华特气体股份有限公司的铝专用清洗液清洗，主要成分是H3P〇4和HN03;
[0085]步骤4-2:利用DI清洗槽2内的去离子水清洗该晶圆lmin，用离心机甩干，然后烘干；
[0086]第五湿法清洗紧接着第四湿法清洗，用于洗去刻蚀光波导芯层之后晶圆上光波导线侧壁残留的Si〇2颗粒，具体方法为:
[0087]步骤5-1:利用所述B0E清洗槽5内的二氧化硅刻蚀液清洗所述晶圆:所述晶圆在1 份氟化氢溶液和6份氟化铵溶液组成的二氧化娃刻蚀液中浸泡1 Osec;[0〇88]步骤5-2:利用所述DI清洗槽2内的去离子水清洗所述晶圆lmin，用所述离心机甩干，然后烘干。
[0089]本实施例中，光刻板清洗槽1与晶圆光刻胶清洗槽3不能共用。
[0090]综合实施例二和实施例三，本发明的湿法清洗装置的使用方法是基于该清洗装置提出的，其第一湿法清洗、第二湿法清洗、第三湿法清洗、第四湿法清洗和第五湿法清洗均是通过对现有技术做出改进和优化设置，在计算机系统的自动控制下，能够针对晶圆生产的各个阶段分别进行晶圆的清洗，其减少了清洗步骤，缩短了清洗时间，提高了清洗效果和清洗效率，因而大大降低了生产成本。
[0091]参见图3,基于该湿法清洗装置的使用方法，本发明给出了一种优化后的光波导晶圆制造过程示意图。[〇〇92]本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
【主权项】
1.一种用于光波导晶圆生产的湿法清洗装置，其特征在于，包括设备框架，所述设备框 架左右两端均设有晶舟架，所述晶舟架用于盛放晶圆，所述设备框架内设有HPM清洗槽、SPM 清洗槽、多个DI清洗槽、光刻板清洗槽、晶圆光刻胶清洗槽、BOE清洗槽、硬掩模清洗槽、转运 机器人以及计算机;在所述计算机的控制下，所述转运机器人将所述晶舟架上的晶圆转运 至上述各个清洗槽。2.根据权利要求1所述的用于光波导晶圆生产的湿法清洗装置，其特征在于，所述HPM 清洗槽和SPM清洗槽内分别设有HPM清洗液和SPM清洗液，所述多个DI清洗槽内均设有去离 子水，所述光刻板清洗槽和晶圆光刻胶清洗槽内均设有剥离液，所述BOE清洗槽内设有二氧 化硅刻蚀液，所述硬掩模清洗槽内设有金属清洗剂，所述光刻板清洗槽用于洗去光刻板上 的残留物，其余各个所述清洗槽均用于洗去晶圆表面上的残留物。3.根据权利要求1所述的用于光波导晶圆生产的湿法清洗装置，其特征在于，所述HPM 清洗槽、SPM清洗槽、多个DI清洗槽、光刻板清洗槽、晶圆光刻胶清洗槽、BOE清洗槽和硬掩模 清洗槽均设有自动定时装置，且所述HPM清洗槽、SPM清洗槽、晶圆光刻胶清洗槽和硬掩模清 洗槽均设有自动加热装置和恒温装置，所述自动定时装置、自动加热装置和恒温装置均由 计算机自动控制，所述自动定时装置用于设定清洗的时间，所述自动加热装置和恒温装置 用于在清洗的同时为相应的清洗槽供热。4.根据权利要求3所述的用于光波导晶圆生产的湿法清洗装置，其特征在于，所述BOE 清洗槽的自动定时装置将该BOE清洗槽的清洗时间设定为5?60sec，其余各个所述清洗槽 的自动定时装置均将相应清洗槽的清洗时间设定为5?20min。5.根据权利要求3所述的用于光波导晶圆生产的湿法清洗装置，其特征在于，所述SPM 清洗槽的自动加热装置和恒温装置将清洗温度维持在80?100°，所述HPM清洗槽、晶圆光刻 胶清洗槽和硬掩模清洗槽均设有自动加热装置和恒温装置将清洗温度维持在60?80°。6.根据权利要求1所述的用于光波导晶圆生产的湿法清洗装置，其特征在于，所述DI清 洗槽的数量为四个。7.根据权利要求6所述的用于光波导晶圆生产的湿法清洗装置，其特征在于，所述设备 框架包括第一框架和第二框架；所述光刻板清洗槽、晶圆光刻胶清洗槽、BOE清洗槽以及两个所述DI清洗槽均设置于所 述第一框架内，两个所述DI清洗槽分别间隔设置于所述光刻板清洗槽、晶圆光刻胶清洗槽 和BOE清洗槽之间；所述HPM清洗槽、SPM清洗槽、硬掩模清洗槽以及其余两个所述DI清洗槽均设置于所述 第二框架内，其余两个所述DI清洗槽分别间隔设置于所述HPM清洗槽、SPM清洗槽和硬掩模 清洗槽之间；和/或，所述转运机器人设置于所述第一框架和第二框架的交界线上；和/或，所述晶舟架连接有甩干机，所述晶舟架上的晶圆经过清洗之后自动转送到甩干 机执行甩干操作。8.根据权利要求1所述的用于光波导晶圆生产的湿法清洗装置，其特征在于，所述光刻 板清洗槽、晶圆光刻胶清洗槽、硬掩模清洗槽和BOE清洗槽的材质均为PTFE，所述设备框架 以及多个所述DI清洗槽的材质均为PTFE或PVDF，所述HPM清洗槽和SPM清洗槽的材质均为石英。9.一种权利要求1-8中任一项所述的湿法清洗装置的清洗方法，其特征在于，在所述计 算机的控制下，所述转运机器人将所述晶舟架上的晶圆转运至上述各个清洗槽，自动完成清洗。10.根据权利要求9所述的湿法清洗装置的清洗方法，其特征在于，具体包括:第一湿法 清洗、第二湿法清洗、第三湿法清洗、第四湿法清洗和第五湿法清洗；所述第一湿法清洗用于洗去沉积下包层或沉积光波导芯层之后的晶圆表面的残留物， 具体方法为:步骤1-1:利用所述SPM清洗槽内的SPM清洗液清洗所述晶圆:95?100°条件下，所述晶 圆在4份硫酸溶液和1份双氧水溶液组成的SPM清洗液中浸泡15?20min;或利用所述HPM清 洗槽内的HPM清洗液清洗所述晶圆:70?75°条件下，所述晶圆在1份盐酸溶液、1份双氧水溶 液和5份水组成的HPM清洗液中浸泡10?15min;步骤1-2:利用所述DI清洗槽内的去离子水清洗所述晶圆1?3min，用所述离心机甩干， 然后烘干；和/或，所述第二湿法清洗用于洗去所述光刻板上的残留物，具体方法为:利用所述光刻板清洗槽内的剥离液清洗所述光刻板5?20min;和/或，所述第三湿法清洗用于洗去刻蚀硬掩模之后的晶圆表面上的残留物，具体方法 为:步骤3-1:利用所述晶圆光刻胶清洗槽内的剥离液清洗所述晶圆5?20min;步骤3-2:利用所述DI清洗槽内的去离子水清洗所述晶圆1?3min，用所述离心机甩干， 然后烘干；和/或，所述第四湿法清洗用于洗去刻蚀光波导芯层之后的晶圆表面的残留物，具体方 法为:步骤4-1:利用所述硬掩模清洗槽内的金属清洗剂清洗所述刻蚀光波导芯层之后的晶 圆:该晶圆在所述金属清洗剂中浸泡；步骤4-2:利用所述DI清洗槽内的去离子水清洗该晶圆1?3min，用所述离心机甩干，然 后烘干；和/或，所述第五湿法清洗紧接着所述第四湿法清洗，用于洗去刻蚀光波导芯层之后晶 圆上光波导线侧壁残留的Si02颗粒，具体方法为:步骤5-1:利用所述BOE清洗槽内的二氧化硅刻蚀液清洗所述晶圆:所述晶圆在1份氟化 氢溶液和6份氟化铵溶液组成的二氧化娃刻蚀液中浸泡10?15sec;步骤5-2:利用所述DI清洗槽内的去离子水清洗所述晶圆1?3min，用所述离心机甩干， 然后烘干；和/或，所述光刻板清洗槽与晶圆光刻胶清洗槽不能共用。
【文档编号】H01L21/67GK105977187SQ201610366976
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年5月27日
【发明人】陈波, 郑煜, 彭延斌, 余朝晃
【申请人】湖南新中合光电科技股份有限公司