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[资料] 晶片边缘蚀刻机及其蚀刻方法
2018-3-16 11:53:10  681 晶片 边缘 蚀刻 方法
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  晶片边缘的蚀刻机台,特别是能有效地蚀刻去除晶片边缘剑山的一种蚀刻机,在动态随机存取存储单元(dynamic random access memory,DRAM)的制造过程中,为了提高产率,便采用晶片全面曝光的方法,使单一晶片上可以获得更多的芯片(chip)。如此一来,虽然产率得以提高,但同时也制造一些工艺处理问题。特别在对硅晶片蚀刻深凹槽(deeptrench)工艺方面。
  由于采用全面曝光的方式,所以硅晶片正面上均全面地布满剑山,当以晶片夹持臂移送上述晶片时,夹持臂常因夹持晶片边缘,而触及剑山,使之断裂。断裂的剑山会掉落在晶片的其它部分,使芯片受损的机会大增,成品合格率降低。
  因此,为避免上述情形发生,现有的解决方法大多由去除硅晶片正面边缘上的剑山着手,使硅晶片正面能呈现待蚀刻结构。如此一来,当夹持臂夹持晶片边缘时,所接触到的晶片正面边缘便是平坦状,不会发生夹断晶片正面边缘上的剑山的问题。
  以下将说明目前去除晶片正面边缘剑山的方式,在接续的晶片正面上形成一覆盖晶片中心部分的光阻层,并以该光阻层为罩幕,施行干蚀刻法去除晶片边缘上的硬罩幕,留下晶片正面边缘上的硅针(Si-needle)。之后再硅晶片放在一单晶片蚀刻机台(single wafer machine)上,以背面蚀刻方式(backside etching)去除晶片正面边缘上的硅针。
  夹持臂用以夹持晶片至工作台面和蚀刻液导入装置之间,并使晶片正面朝向工作台面,晶片背面朝向蚀刻液导入装置。
  气体喷出凹槽用以喷出气体,而使晶片正面与工作台面维持一既定距离。
  夹持销用以脱放松、夹持上述晶片的边缘,而使晶片正面朝向工作台面,并带动晶片转动。
  蚀刻液导入装置是朝向上述工作台面而设置,用以导入蚀刻液至晶片背面。
  然而上述方法会有下列缺点:
  (1)需要多使用一层光阻
  (2)采用此单晶片蚀刻机台进行蚀刻时,由于晶片与工作台面间的空间小,气体喷出凹槽喷出的气体对蚀刻液会形成阻力,造成蚀刻液回渗太少,去除晶片边缘上的硅针效果不佳。
  为了克服现有技术的不足,本发明的目的是为了解决上述问题而提供一种晶片边缘的蚀刻机台及其蚀刻方法,晶片边缘的蚀刻机台,适用于对具有正面及背面的晶片的边缘进行蚀刻。
  一种晶片边缘的蚀刻机台,适用于对具有正面及背面的晶片的边缘进行蚀刻,而上述蚀刻机台包括:一旋转夹盘,具有一工作台面,且工作台面设有一气体喷出凹槽及多个夹持销,上述气体喷出凹槽用以喷出气体,而使所述的晶片正面与上述工作台面维持一既定距离,且上述夹持销带动上述晶片转动;一蚀刻液导入装置,朝向上述工作台面而设置,用以导入上述蚀刻液至上述晶片背面;以及一夹持臂,用以夹持晶片至上述工作台面和上述蚀刻液导入装置之间,并使上述晶片正面朝向工作台面,上述晶片背面朝向蚀刻液导入装置;而上述工作台面还设有一蚀刻液回渗凹槽,蚀刻液回渗凹槽设置于上述气体喷出凹槽的外周,且朝向位于上述晶片的边缘的正面,用以使蚀刻液回渗至上述晶片的边缘的正面。
  晶片边缘蚀刻的蚀刻方法,适用于上述蚀刻机台来对具有正面和背面的晶片的边缘进行蚀刻,所述的蚀刻方法包括下列步骤:自上述气体喷出凹槽喷出气体;使用上述夹持臂将上述晶片置于工作台面上方,且使其正面朝向工作台面和使背面朝向所述的蚀刻液体导入装置,上述晶片因上述气体喷向正面而与机台本体维持一既定距离;使夹持销夹持晶片边缘,而带动晶片转动;自所述的蚀刻导入装置导入蚀刻液至上述背面,使蚀刻液经由晶片边缘而回渗至朝向蚀刻液回渗凹槽的正面的部分,同时所述气体仍持续自气体喷出凹槽喷出,以防止上述蚀刻液回渗至上述正面的中央部分。
  换言之,本发明的蚀刻机台包括:一旋转夹盘,一蚀刻液导入装置和至少一夹持臂。
  旋转夹盘的转速约为150-300rpm,并具有一工作台面。在工作台面上有一气体喷出凹槽、多个夹持销和一蚀刻液回渗凹槽。气体喷出凹槽用来喷出气体使晶片正面与工作台面维持一既定距离,常用的气体通常为氮气。夹持销用以脱放松、夹持上述晶片边缘,以带动晶片转动,通常夹持销为圆柱体并共有六个,平均地设置在工作台面上。
  蚀刻机台的蚀刻液回渗凹槽设计,利用在气体喷出凹槽的外周设置蚀刻液回渗凹槽,且使其朝向晶片正面边缘,可使蚀刻液更易回渗至晶片正面边缘。
  蚀刻液导入装置是朝向上述工作台面而设置,可将蚀刻液导入至晶片背面。
  夹持臂可将晶片夹持至旋转夹盘的工作台面和蚀刻液导入装置之间,并使晶片正面朝向工作台面,晶片背面朝向蚀刻液导入装置。
  再者,本发明利用上述蚀刻机台来对具有正面和背面的晶片的边缘进行蚀刻。首先自气体喷出凹槽喷出气体,然后使用夹持臂将晶片置于工作台面上方,且使晶片正面朝向工作台面和使晶片背面朝向蚀刻液体导入装置,晶片因有气体持续地喷向其正面而与旋转夹盘维持一既定距离。接着使夹持销夹持晶片边缘,而带动晶片转动,并自蚀刻导入装置导入蚀刻液至晶片背面,使蚀刻液经由晶片边缘而回渗至朝向蚀刻液回渗凹槽的晶片正面的部分,同时气体仍持续自气体喷出凹槽喷出,以防止蚀刻液回渗至晶片正面的中央部分。
  蚀刻一段时间后,使夹持销瞬间放松晶片,再夹持晶片,便可使原本与夹持销接触的晶片边缘转换,使蚀刻液可以回渗至全部的晶片正面边缘。
  由此可见本发明的优点是:本发明所提出的蚀刻机台在气体喷出凹槽外围增加一蚀刻液回渗凹槽,使晶片和工作台面间的气体压力得以降低,所以蚀刻液更易回渗至晶片正面,并且可控制蚀刻液回渗至晶片正面朝向蚀刻液回渗凹槽的部分,因此可以不需要使用光阻。
  更多关于 蚀刻机:http://www.cofomegra.com.cn/Products/jsskj/

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