气相蚀刻装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开一种气相蚀刻装置，用以对待处理晶圆的边缘进行蚀刻。气相蚀刻装置包含座体、承载平台及环状导气墙。座体具有环状出气口。承载平台设置于座体上且被环状出气口环绕。承载平台具有用以承载上述待处理晶圆且外缘位于上述待处理晶圆的边缘之内的第一顶面。环状导气墙设置于座体上，并环绕于环状出气口之外。环状导气墙具有内缘位于上述待处理晶圆的边缘之外的第二顶面。第一顶面相对座体具有第一高度。第二顶面相对座体具有第二高度。第二高度为第一高度的0.5～1.5倍。
【专利说明】气相蚀刻装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种气相蚀刻装置，特别是涉及一种能够精确地以气体在晶圆背面特定位置进行蚀刻的气相蚀刻装置。
【背景技术】
[0002]一般晶圆是以单晶硅作为基材，其中可加入硼、磷、砷或锑等添加物，并以降低电阻值为目的。而在基材的工作面上通常会以化学气相沉积法(CVD)形成厚度约为5~100 μ m的磊晶层。为了避免基材本身的添加物在磊晶过程中挥发而扩散至磊晶层中，导致电阻值被改变，因此在进行磊晶过程之前，基材的背面必须先形成二氧化硅(SiO2)层。
[0003]如图4所示，基材20的背面上形成二氧化硅层22之后成为待处理晶圆2。由于基材20的边缘通常会形成导角200，因此在二氧化硅层22成形时，二氧化硅层22也会形成于导角200表面。而在导角200表面的二氧化硅层22必须被去除，其目的是为了避免在后续磊晶过程中，因化学气相沉积法所使用的气体与导角200上的二氧化硅层22反应而产生突起物。此突起物会使得晶圆无法平放，致使晶圆在后续的光掩模、显影、曝光等过程无法均匀处理，进而降低精准度以及产品质量。
[0004]如图5所示，在导角200上的二氧化硅层22去除后，即可在基材20的工作面形成嘉晶层24,进而获得晶圆2’。由此可知，将导角200表面上的二氧化娃层22去除的步骤对于晶圆2’的质量相当重要。
[0005]目前，已有通过 公知气相蚀刻装置利用蚀刻气体针对导角200表面上的二氧化硅层22进行蚀刻的作法。然而，在此公知气相蚀刻装置中流动的蚀刻气体的流向并不稳定，因此在蚀刻之后虽然可成功将导角200表面上的二氧化硅层22去除，但其所需的蚀刻时间过长，使得基材20背面上剩余的二氧化硅层22’的边缘往往会发生凹凸不平的状况，并导致晶圆2’的质量无法达到客户可接受的标准。
[0006]因此，如何提供一种可缩短蚀刻时间，并在蚀刻之后使基材20背面上剩余的二氧化硅层22’的边缘平整化的气相蚀刻装置，是目前业界亟欲投入研发资源解决的问题之一。
实用新型内容
[0007]本实用新型提供一种气相蚀刻装置，其用以对待处理晶圆的边缘进行蚀刻。气相蚀刻装置包含座体、承载平台以及环状导气墙。座体具有环状出气口。承载平台设置于座体上且被环状出气口环绕。承载平台具有用以承载上述待处理晶圆且外缘位于上述待处理晶圆的边缘之内的第一顶面。环状导气墙设置于座体上，并环绕于环状出气口之外。环状导气墙具有内缘位于上述待处理晶圆的边缘之外的第二顶面。第一顶面相对座体具有第一高度。第二顶面相对座体具有第二高度。第二高度为第一高度的0.5~1.5倍。
[0008]在本实用新型作的一个实施方式中，上述的第二高度与第一高度相等。
[0009]在本实用新型作的一个实施方式中，上述的环状出气口等距地环绕于承载平台之外。[0010]在本实用新型作的一个实施方式中，上述的环状导气墙等距地环绕于环状出气口之外。
[0011]在本实用新型作的一个实施方式中，上述的环状导气墙的内壁垂直于座体。
[0012]在本实用新型作的一个实施方式中，上述的环状导气墙的内壁由下向上朝向承载平台倾斜。
[0013]综上所述，本实用新型所提供的气相蚀刻装置是在环状出气口之外设置环状导气墙，并通过环状导气墙对由环状出气口流出的蚀刻气体进行导引。因此，蚀刻气体可由承载平台外壁与环状导气墙的内壁之间集中地通过，进而更密集地对待处理晶圆的边缘进行蚀亥IJ。由此，本实用新型的气相蚀刻装置在安装环状导气墙之后，可以在更短的时间完成蚀刻工艺，并在蚀刻之后使基材背面上剩余的二氧化硅层的边缘平整化，因此可有效地提升产量，并有效地降低化学品的使用量。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为示出本实用新型的一个实施方式的气相蚀刻装置与待处理晶圆的侧面剖视图，其中下压头尚未压抵待处理晶圆。
[0015]图2为示出图1的另一侧面剖视图，其中下压头已压抵待处理晶圆。
[0016]图3为示出本实用新型的另一实施方式的气相蚀刻装置与待处理晶圆的侧面剖视图。
[0017]图4为示出待处理晶圆的侧面剖视图。
[0018]图5为示出处理后晶圆的侧面剖视图。
[0019][符号说明]
[0020]1、I’:气相蚀刻装置
[0021]10:壳体
[0022]100:排气口
[0023]12:座体
[0024]120:环状出气口
[0025]14:承载平台
[0026]140:第一顶面
[0027]150:环状间隙
[0028]16、16’:环状导气墙
[0029]160:第二顶面
[0030]18:下压头
[0031]2:待处理晶圆
[0032]2，:晶圆
[0033]20:基材
[0034]200:导角
[0035]22、22’: 二氧化硅层
[0036]24:嘉晶层
[0037]Hl:第一高度[0038]H2:第二高度
[0039]S:处理空间
【具体实施方式】
[0040]以下将以附图公开本实用新型的多个实施方式，为明确说明起见，许多实际操作上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实际操作的细节不应用以限制本实用新型。也就是说，在本实用新型的部分实施方式中，这些实际操作的细节是非必要的。此外，为简化附图起见，一些公知惯用的结构与元件在附图中将以简单示意的方式图示。
[0041]请参照图1以及图2。图1为示出本实用新型的一个实施方式的气相蚀刻装置I与待处理晶圆2的侧面剖视图，其中下压头18尚未压抵待处理晶圆2。图2为示出图1的另一侧面剖视图，其中下压头18已压抵待处理晶圆2。
[0042]如图1与图2所示，在本实施方式中，气相蚀刻装置I包含壳体10、座体12、承载平台14、环状导气墙16以及下压头18。壳体10内具有处理空间S，且壳体10的顶部还具有排气口 100。座体12设置于壳体10底部，并具有环状出气口 120。座体的环状出气口 120连通处理空间S。因此，气相蚀刻装置I可由座体12的环状出气口 120流出蚀刻气体，例如氢氟酸(HF)，但本实用新型并不以此为限。
[0043]气相蚀刻装置I的承载平台14位于壳体10中，并设置于座体12上且被环状出气口 120等距地环绕。承载平台14具有用以承载上述待处理晶圆2且外缘位于上述待处理晶圆2的边缘之内的第一顶面140。气相蚀刻装置I的环状导气墙16位于壳体10中，并设置于座体12上。环状导气墙16等距地环绕于承载平台14的环状出气口 120之外。环状导气墙16具有内缘位于上述待处理晶圆2的边缘之外的第二顶面160。
[0044]当希望利用本实施方式的气相蚀刻装置I去除基材20的导角200表面上的二氧化硅层22时(配合参照图4)，可将待处理晶圆2放入壳体10的处理空间S中，并且安置于承载平台14上，使得基材20的导角200对准座体12的环状出气口 120(亦即，对准承载平台14外壁与环状导气墙16的内壁之间的环状间隙150)。之后，使蚀刻气体由环状出气口120流出，并经由环状间隙150而与基材20的导角200表面上的二氧化硅层22接触，进而移除导角200表面上的二氧化硅层22。
[0045]由于本实施方式采用气相蚀刻的方式，所以不会有采用腐蚀液时所造成的扩散问题，故能准确地移除导角200表面上的二氧化硅层22。而蚀刻后位于处理空间S中的蚀刻气体，可再由壳体10顶部的排气口 100排出壳体10之外，即完成待处理晶圆2的边缘的二氧化硅层22的移除工作。
[0046]由此可知，本实施方式在座体12的环状出气口 120之外设置环状导气墙16，并利用环状导气墙16对由环状出气口 120流出的蚀刻气体进行导引，因此蚀刻气体可由承载平台14外壁与环状导气墙16的内壁之间的环状间隙150集中地通过，进而密集地对待处理晶圆2的边缘进行蚀刻，使得蚀刻时间得以缩短。
[0047]如图1所示，承载平台14的第一顶面140相对座体12具有第一高度Hl。环状导气墙16的第二顶面160相对座体12具有第二高度H2。 申请人:实验得到当第二高度H2相比于第一高度Hl过低时，环状导气墙16导引蚀刻气体的效果就会减弱，并使得蚀刻效率变差；当第二高度H2相比于第一高度Hl过高时，反而会发生过蚀刻的问题。优选地，第二高度H2为第一高度Hl的0.5?1.5倍时，可使环状导气墙16有效地达到导引蚀刻气体的效果，并使得蚀刻后基材20背面上剩余的二氧化硅层22’可获得平整的边缘。
[0048]更优选地，当第二高度H2与第一高度Hl相等时，承载平台14外壁与环状导气墙16的内壁之间的环状间隙150会最小，因此蚀刻气体可更集中地通过，进而更密集地对待处理晶圆2的边缘进行蚀刻。
[0049]同样示于图1与图2中，气相蚀刻装置I的下压头18可滑动地设置于壳体10中，并可相对承载平台14移动，用以将待处理晶圆2压抵于承载平台14的第一顶面140上。
[0050]要注意的是，若是采用平面式下压头18，则当下压头18的底面与待处理晶圆2不平行时，可能会造成待处理晶圆2所受到的压力极端不平衡而发生破片的问题。
[0051]为了解决此问题，本实施方式使下压头18的底面具有弹性。不仅如此，下压头18的底面朝向承载平台14呈凸出状，且下压头18的底面中心处的凸出幅度最大。相比于平面式下压头18来说，当本实施方式的下压头18压抵待处理晶圆2时，待处理晶圆2所受到的压力可平缓地由中心处朝向边缘处渐减，因此可减少待处理晶圆2发生破片的机率。
[0052]在一个实施方式中，上述的下压头18为气囊，但本实用新型并不以此为限。
[0053]在本实施方式中，环状导气墙16的内壁垂直于座体12，但本实用新型并不以此为限。请参照图3，其为示出本实用新型的另一实施方式的气相蚀刻装置I’与待处理晶圆2的侧面剖视图。
[0054]如图3所示，在本实施方式中，气相蚀刻装置I’所包含的壳体10、座体12、承载平台14以及下压头18，都与图1与图2所示的实施方式相同，因此各元件的结构、功能与各元件之间的位置、连接关系可参照上述相关说明，在此不再赘述。
[0055]在此要说明的是，本实施方式与图1与图2所示的实施方式的相异之处，在于本实施方式的环状导气墙16’的内壁由下向上朝向承载平台14倾斜(亦即，随着环状导气墙16’的内壁越远离座体12，环状导气墙16’的内壁与承载平台14的外壁之间的距离越近)。由此，承载平台14外壁与环状导气墙16’的内壁之间的环状间隙150会缩小，因此蚀刻气体可更集中地通过，进而更密集地对待处理晶圆2的边缘进行蚀刻，使得蚀刻时间得以缩短。
[0056]由以上对于本实用新型的具体实施例的详述，可以明显地看出，本实用新型所提供的气相蚀刻装置是在环状出气口之外设置环状导气墙，并通过环状导气墙对由环状出气口流出的蚀刻气体进行导引。因此，蚀刻气体可由承载平台外壁与环状导气墙的内壁之间集中地通过，进而更密集地对待处理晶圆的边缘进行蚀刻。由此，本实用新型的气相蚀刻装置在安装环状导气墙之后，可以更短的时间完成蚀刻工艺，并在蚀刻之后使基材背面上剩余的二氧化硅层的边缘平整化，因此可有效地提升产量，并有效地降低化学品的使用量。
[0057]虽然本实用新型已以实施方式公开如上，然其并非用以限定本实用新型，任何熟习此技艺者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作各种的更动与修饰，因此本实用新型的保护范围当视后附的权利要求范围所界定的为准。
【权利要求】
1.一种气相蚀刻装置，用以对待处理晶圆的边缘进行蚀刻，其特征在于，该气相蚀刻装置包含: 座体，具有环状出气口 ； 承载平台，设置于该座体上且被该环状出气口环绕，具有用以承载上述待处理晶圆且外缘位于上述待处理晶圆的边缘之内的第一顶面；以及 环状导气墙，设置于该座体上，并环绕于该环状出气口之外，具有内缘位于上述待处理晶圆的边缘之外的第二顶面； 其中该第一顶面相对该座体具有第一高度，该第二顶面相对该座体具有第二高度，并且该第二高度为该第一高度的0.5?1.5倍。
2.根据权利要求1所述的气相蚀刻装置，其特征在于，其中该第二高度与该第一高度相等。
3.根据权利要求1所述的气相蚀刻装置，其特征在于，其中该环状出气口等距地环绕于该承载平台之外。
4.根据权利要求1所述的气相蚀刻装置，其特征在于，其中该环状导气墙等距地环绕于该环状出气口之外。
5.根据权利要求1所述的气相蚀刻装置，其特征在于，其中该环状导气墙的内壁垂直于该座体。
6.根据权利要求1所述的气相蚀刻装置，其特征在于，其中该环状导气墙的内壁由下向上朝向该承载平台倾斜。
【文档编号】H01L21/67GK203674177SQ201320731984
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2013年11月19日 优先权日:2013年8月6日
【发明者】陈文淇 申请人:合晶科技股份有限公司