专利名称：半导体晶片气蚀装置的制作方法
技术领域：
本发明属于半导体晶片的加工设备领域，具体涉及一种用于蚀刻去除半导体晶片表面氧化膜的装置。
背景技术：
近年来电子产业发展突飞猛进，各种多功能的可携式电子产品如智能型手机、笔记本电脑、平板计算机等都已融入一般民众生活中，使得人们生活越来越便利。在电子产业发展的背后，位于其上游的半导体产业的成熟发展具有极大的贡献。除了民生、军事电子产业之外，能源方面如太阳能产业以及照明方面如LED产业，皆与半导体产业有相当大程度的关联性。此外，半导体的技术也可应用在生技等其它领域，其牵涉范围之广，称之为近代科技的基石也不为过。半导体制程制作出的晶片可广泛地利用于上述各种应用领域中，晶片的良率可说是直接决定了终端产品的质量，因此，在晶片的材料以及制作方式上各界均以投入大量研究以确保其质量。不论其为何种应用领域的晶片，均须经过多道加工制程后，才能获得实际应用的电子组件或光电组件。晶片加工制程之一就是蚀刻去除晶片表面的氧化膜，传统去除氧化膜采用较多的方法是用含有氢氟酸的溶液浸泡晶体以去除表面氧化膜，当产品加工要求晶片的仅一个表面或是一个表面及另一表面边缘去除氧化膜时，用上述湿式蚀刻法加工起来相当繁琐。因此有必要开发一种便于蚀刻去除晶片表面氧化膜并保证蚀刻质量的方法或设备。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种半导体晶片气蚀装置，该半导体晶片气蚀装置可以蚀刻去除晶片表面的氧化膜，且能够完成普通蚀刻和宽边蚀刻两种蚀刻要求。本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是:一种半导体晶片气蚀装置，设有基座和气蚀罩，所述气蚀罩位于所述基座上方，所述气蚀罩能够罩于所述基座上构成密闭空间，所述基座上设有晶片定位座，所述气蚀罩上开设有进气孔，所述进气孔与所述密闭空间相通，所述基座上开设有若干出气孔，所述出气孔与所述密闭空间相通。所述密闭空间内需要通入HF气体与晶片的表面接触以去除晶片表面的氧化膜，因此所述进气孔需连接送气装置，用以给所述密闭空间吹入HF气体，同时，为了保持所述密闭空间内压力恒定以及吹气顺利，所述出气孔需要连接抽气装置，HF进气和底部抽气的流量均可进行微调，以确保进入气蚀罩内的HF气体不会发生泄漏，但是又可以有足够的量和晶片表面反应以除去晶片表面的氧化膜。气蚀时，与晶片定位座接触的晶片表面由于不接触HF气体，因此不参与反应，不被蚀刻去除氧化膜，而不与晶片定位座接触的晶片表面皆与HF气体接触，因此皆被蚀刻去除氧化膜，基于上述原理，该半导体晶片气蚀装置可以完成两种蚀刻要求，分别是普通蚀刻和宽边蚀刻。普通蚀刻是指晶片直径小于晶片定位座直径，即晶片的下表面全部与晶片定位座接触，该下表面不被蚀刻，晶片的上表面被蚀刻去除氧化膜。宽边蚀刻是指晶片直径大于所述晶片定位座的直径，晶片的上表面全被蚀刻以去除氧化膜以及晶片下表面超出晶片定位座的部分被蚀刻去除氧化膜。发明所采用的进一步技术方案是:较佳地，所述晶片定位座中心开设有真空吸气口，所述真空吸气口连接吸真空装置。吸真空装置通过真空吸气口将晶片定位座上的晶片吸住，真空度需要保证晶片在蚀刻的时候不会发生移动，也不会将晶片吸破或吸变形。较佳地，设有导流块，所述导流块由位于上部的连接段和位于下部的喷气段一体构成，所述导流块的连接段连接于所述气蚀罩的进气孔下端，且所述导流块的连接段的上端开设有气体进孔，所述导流块的气体进孔与所述气蚀罩的进气孔相通，所述导流块的喷气段位于所述密闭空间内并位于所述晶片定位座上方，且所述喷气段的底面和侧面两者至少之一上开设有若干喷气孔，所有喷气孔皆与所述气体进孔相通。为了确保HF气体能和晶片表面的氧化膜发生化学反应，进而除去晶片表面的氧化膜，进入气蚀罩内的HF气体须均匀的和晶片表面接触，因此使用导流块将集中于气蚀罩中心的HF气体均匀分流，可以采用多种不同出气方式的导流块，导流块与气蚀罩进气孔下端之间的连接采用可拆卸的结构，以方便根据不同加工需求更换不同出气方式的导流块。还设有用于升降气蚀罩的升降装置，所述气蚀罩与所述升降装置连接。该升降装置能够将气蚀罩下压至基座上形成密闭空间以用于蚀刻，并能够将气蚀罩上提至与基座脱离以取出晶片，该升降装置具体可以是气缸，在气蚀罩上端固定气缸连接手臂以供与气缸连接，汽缸连接手臂的升降速度以及下压气蚀罩的压力均可调整，以保证有足够的压力防止HF气体泄漏。较佳地，所述气蚀罩的下端嵌有氟橡胶密封圈。该氟橡胶密封圈用以密封气蚀罩与基座的接触面，以使气蚀罩与基座之间构成密闭空间，且其材质不易被HF气体腐蚀。较佳地，所述基座的上表面凹设有定位坑，所述晶片定位座下端嵌于所述定位坑中。所述晶片定位座嵌于基座的结构实现了晶片定位座的可拆卸，可以对晶片定位座进行更换，用不同尺寸的晶片定位座适应4”(4英寸)、5”、6”或8”不同尺寸的晶片，这些不同尺寸的晶片定位座是指其上部用于放置晶片的部位的直径不同，但其下部嵌于基座内的部分的尺寸相同。较佳地，所述气蚀罩为聚丙烯(PP)气蚀罩，所述基座为陶瓷板，还设有用于支撑所述陶瓷板的支架，所述陶瓷板固定于所述支架上端，所述晶片定位座为陶瓷定位座。还设有用于提升蚀刻温度的加热装置。较佳地，所述基座的下表面固定有抽气罩，所述抽气罩罩住基座上的若干所述出气孔，所述抽气罩的下端中心开设有抽气孔，所述加热装置为覆盖于所述基座的下表面上的加热垫。其中，若干所述出气孔具体可以是围绕晶片定位座周围的一圈小孔，以使抽气均匀；抽气罩与基座的接触面上设有密封圈，所述抽气罩下端中心的抽气孔连接抽气装置；所述加热垫具体可以是硅胶加热垫，通过加热垫使基座升温，并通过基座将热量传递给晶片定位座，最终间接将热量传递至晶片。较佳地，所述加热装置也可以为插于所述晶片定位座中的若干加热棒，所述若干加热棒上部插于所述晶片定位座内且其下部穿出所述基座，若干所述出气孔分布于所述晶片定位座周围，设有环形气罩，所述环形气罩位于所述加热棒外围且罩住若干所述出气孔，所述环形气罩下端开设有至少一个抽气孔。加热棒直接加热承载有晶片的晶片定位座，力口热效率高；若干所述出气孔具体可以是围绕晶片定位座周围的一圈小孔，以使抽气均匀；所述环形气罩与所述基座的接触面上设有密封圈，所述环形气罩下端可以对称设置两个抽气孔，以使抽气均匀，抽气孔连接抽气装置。本发明具有的效益:本发明的半导体晶片气蚀装置设有基座和气蚀罩，气蚀罩能够密封罩于基座上构成密闭空间，基座上设有晶片定位座，气蚀罩上开设有进气孔，基座上开设有出气孔，密闭空间内通过进气孔通入HF气体与晶片表面接触以去除晶片表面的氧化膜，同时通过出气孔将气体抽出，以保持密闭空间内吹气顺利以及压力恒定，气蚀时，与晶片定位座接触的晶片表面由于不接触HF气体，不被蚀刻去除氧化膜，而不与晶片定位座接触的晶片表面皆与HF气体接触，皆被蚀刻去除氧化膜，基于上述原理，该半导体晶片气蚀装置不仅能够蚀刻去除晶片表面的氧化膜，且能够完成普通蚀刻和宽边蚀刻两种蚀刻要求。
图1为本发明实施例1所述的半导体晶片气蚀装置结构示意图；图2为本发明实施例2所述的半导体晶片气蚀装置结构示意图。
具体实施例方式实施例1:一种半导体晶片气蚀装置，设有基座I和气蚀罩2，所述气蚀罩位于所述基座上方，所述气蚀罩能够罩于所述基座上构成密闭空间3，所述基座上设有晶片定位座4，所述气蚀罩上开设有进气孔5，所述进气孔与所述密闭空间相通，所述基座上开设有若干出气孔6，所述出气孔与所述密闭空间相通。所述密闭空间内需要通入HF气体与晶片A的表面接触以去除晶片表面的氧化膜，因此所述进气孔需连接送气装置，用以给所述密闭空间吹入HF气体，同时，为了保持所述密闭空间内压力恒定以及吹气顺利，所述出气孔需要连接抽气装置，HF进气和底部抽气的流量均可进行微调，以确保进入气蚀罩内的HF气体不会发生泄漏，但是又可以有足够的量和晶片表面反应以除去晶片表面的氧化膜。气蚀时，与晶片定位座接触的晶片表面由于不接触HF气体，因此不参与反应，不被蚀刻去除氧化膜，而不与晶片定位座接触的晶片表面皆与HF气体接触，因此皆被蚀刻去除氧化膜，基于上述原理，该半导体晶片气蚀装置可以完成两种蚀刻要求，分别是普通蚀刻和宽边蚀刻。普通蚀刻是指晶片A直径小于晶片定位座4直径，即晶片的下表面全部与晶片定位座接触，该下表面不被蚀刻，晶片的上表面被蚀刻去除氧化膜。宽边蚀刻是指晶片A直径大于所述晶片定位座4的直径，晶片的上表面全被蚀刻以去除氧化膜以及晶片下表面超出晶片定位座的部分被蚀刻去除氧化膜。所述晶片定位座中心开设有真空吸气口 7，所述真空吸气口连接吸真空装置。吸真空装置通过真空吸气口将晶片定位座上的晶片吸住，真空度需要保证晶片在蚀刻的时候不会发生移动，也不会将晶片吸破或吸变形。设有导流块8，所述导流块由位于上部的连接段和位于下部的喷气段一体构成，所述导流块的连接段连接于所述气蚀罩的进气孔下端，且所述导流块的连接段的上端开设有气体进孔，所述导流块的气体进孔与所述气蚀罩的进气孔相通，所述导流块的喷气段位于所述密闭空间内并位于所述晶片定位座上方，且所述喷气段的底面和侧面两者至少之一上开设有若干喷气孔，所有喷气孔皆与所述气体进孔相通。为了确保HF气体能和晶片表面的氧化膜发生化学反应，进而除去晶片表面的氧化膜，进入气蚀罩内的HF气体须均匀的和晶片表面接触，因此使用导流块将集中于气蚀罩中心的HF气体均匀分流，可以采用多种不同出气方式的导流块，导流块与气蚀罩进气孔下端之间的连接采用可拆卸的结构，以方便根据不同加工需求更换不同出气方式的导流块。设有用于升降气蚀罩的升降装置，所述气蚀罩与所述升降装置连接。该升降装置能够将气蚀罩下压至基座上形成密闭空间以用于蚀刻，并能够将气蚀罩上提至与基座脱离以取出晶片，该升降装置具体可以是气缸，在气蚀罩上端固定气缸连接手臂9以供与气缸连接，汽缸连接手臂的升降速度以及下压气蚀罩的压力均可调整，以保证有足够的压力防止HF气体泄漏。所述气蚀罩的下端嵌有氟橡胶密封圈10。该氟橡胶密封圈用以密封气蚀罩与基座的接触面，以使气蚀罩与基座之间构成密闭空间，且其材质不易被HF气体腐蚀。所述基座的上表面凹设有定位坑，所述晶片定位座下端嵌于所述定位坑中。所述晶片定位座嵌于基座的结构实现了晶片定位座的可拆卸，可以对晶片定位座进行更换，用不同尺寸的晶片定位座适应4” (4英寸)、5”、6”或8”不同尺寸的晶片，这些不同尺寸的晶片定位座是指其上部用于放置晶片的部位的直径不同，但其下部嵌于基座内的部分的尺寸相同。所述气蚀罩为聚丙烯(PP)气蚀罩，所述基座为陶瓷板，还设有用于支撑所述陶瓷板的支架16，所述陶瓷板固定于所述支架上端，所述晶片定位座为陶瓷定位座。设有用于提升蚀刻温度的加热装置。所述基座的下表面固定有抽气罩11，所述抽气罩罩住基座上的若干所述出气孔，所述抽气罩的下端中心开设有抽气孔12，所述加热装置为覆盖于所述基座的下表面上的加热垫13。其中，若干所述出气孔具体可以是围绕晶片定位座周围的一圈小孔，以使抽气均匀；抽气罩与基座的接触面上设有密封圈，所述抽气罩下端中心的抽气孔连接抽气装置；所述加热垫具体可以是硅胶加热垫，通过加热垫使基座升温，并通过基座将热量传递给晶片定位座，最终间接将热量传递至晶片。本实施例半导体晶片气蚀装置的工作过程如下:将晶片置于半导体晶片气蚀装置的晶片定位座上，真空吸气口吸气将晶片吸住，然后气蚀罩下降盖住晶片，HF气体吹入，通过设定的时间后，HF气体停止吹气，蚀刻完成，气蚀罩上升，真空吸气口停止吸气，取出晶片。实施例2:—种半导体晶片气蚀装置，设有基座I和气蚀罩2，所述气蚀罩位于所述基座上方，所述气蚀罩能够罩于所述基座上构成密闭空间3，所述基座上设有晶片定位座4，所述气蚀罩上开设有进气孔5，所述进气孔与所述密闭空间相通，所述基座上开设有若干出气孔6，所述出气孔与所述密闭空间相通。所述密闭空间内需要通入HF气体与晶片A的表面接触以去除晶片表面的氧化膜，因此所述进气孔需连接送气装置，用以给所述密闭空间吹入HF气体，同时，为了保持所述密闭空间内压力恒定以及吹气顺利，所述出气孔需要连接抽气装置，HF进气和底部抽气的流量均可进行微调，以确保进入气蚀罩内的HF气体不会发生泄漏，但是又可以有足够的量和晶片表面反应以除去晶片表面的氧化膜。气蚀时，与晶片定位座接触的晶片表面由于不接触HF气体，因此不参与反应，不被蚀刻去除氧化膜，而不与晶片定位座接触的晶片表面皆与HF气体接触，因此皆被蚀刻去除氧化膜，基于上述原理，该半导体晶片气蚀装置可以完成两种蚀刻要求，分别是普通蚀刻和宽边蚀刻。普通蚀刻是指晶片A直径小于晶片定位座4直径，即晶片的下表面全部与晶片定位座接触，该下表面不被蚀刻，晶片的上表面被蚀刻去除氧化膜。宽边蚀刻是指晶片A直径大于所述晶片定位座4的直径，晶片的上表面全被蚀刻以去除氧化膜以及晶片下表面超出晶片定位座的部分被蚀刻去除氧化膜。所述晶片定位座中心开设有真空吸气口 7，所述真空吸气口连接吸真空装置。吸真空装置通过真空吸气口将晶片定位座上的晶片吸住，真空度需要保证晶片在蚀刻的时候不会发生移动，也不会将晶片吸破或吸变形。设有导流块8，所述导流块由位于上部的连接段和位于下部的喷气段一体构成，所述导流块的连接段连接于所述气蚀罩的进气孔下端，且所述导流块的连接段的上端开设有气体进孔，所述导流块的气体进孔与所述气蚀罩的进气孔相通，所述导流块的喷气段位于所述密闭空间内并位于所述晶片定位座上方，且所述喷气段的底面和侧面两者至少之一上开设有若干喷气孔，所有喷气孔皆与所述气体进孔相通。为了确保HF气体能和晶片表面的氧化膜发生化学反应，进而除去晶片表面的氧化膜，进入气蚀罩内的HF气体须均匀的和晶片表面接触，因此使用导流块将集中于气蚀罩中心的HF气体均匀分流，可以采用多种不同出气方式的导流块，导流块与气蚀罩进气孔下端之间的连接采用可拆卸的结构，以方便根据不同加工需求更换不同出气方式的导流块。设有用于升降气蚀罩的升降装置，所述气蚀罩与所述升降装置连接。该升降装置能够将气蚀罩下压至基座上形成密闭空间以用于蚀刻，并能够将气蚀罩上提至与基座脱离以取出晶片，该升降装置具体可以是气缸，在气蚀罩上端固定气缸连接手臂9以供与气缸连接，汽缸连接手臂的升降速度以及下压气蚀罩的压力均可调整，以保证有足够的压力防止HF气体泄漏。所述气蚀罩的下端嵌有氟橡胶密封圈10。该氟橡胶密封圈用以密封气蚀罩与基座的接触面，以使气蚀罩与基座之间构成密闭空间，且其材质不易被HF气体腐蚀。所述基座的上表面凹设有定位坑，所述晶片定位座下端嵌于所述定位坑中。所述晶片定位座嵌于基座的结构实现了晶片定位座的可拆卸，可以对晶片定位座进行更换，用不同尺寸的晶片定位座适应4” (4英寸)、5”、6”或8”不同尺寸的晶片，这些不同尺寸的晶片定位座是指其上部用于放置晶片的部位的直径不同，但其下部嵌于基座内的部分的尺寸相同。所述气蚀罩为聚丙烯(PP)气蚀罩，所述基座为陶瓷板，还设有用于支撑所述陶瓷板的支架16，所述陶瓷板固定于所述支架上端，所述晶片定位座为陶瓷定位座。设有用于提升蚀刻温度的加热装置。所述加热装置为插于所述晶片定位座中的若干加热棒14，所述若干加热棒上部插于所述晶片定位座内且其下部穿出所述基座，若干所述出气孔分布于所述晶片定位座周围，设有环形气罩15，所述环形气罩位于所述加热棒外围且罩住若干所述出气孔，所述环形气罩下端开设有至少一个抽气孔12。加热棒直接加热承载有晶片的晶片定位座，加热效率高；若干所述出气孔具体可以是围绕晶片定位座周围的一圈小孔，以使抽气均匀；所述环形气罩与所述基座的接触面上设有密封圈，所述环形气罩下端可以对称设置两个抽气孔，以使抽气均匀，抽气孔连接抽气装置。本实施例半导体晶片气蚀装置的工作过程如下:将晶片置于半导体晶片气蚀装置的晶片定位座上，真空吸气口吸气将晶片吸住，然后气蚀罩下降盖住晶片，HF气体吹入，通过设定的时间后，HF气体停止吹气，蚀刻完成，气蚀罩上升，真空吸气口停止吸气，取出晶片。
权利要求
1.一种半导体晶片气蚀装置，其特征在于:设有基座(I)和气蚀罩(2)，所述气蚀罩位于所述基座上方，所述气蚀罩能够罩于所述基座上构成密闭空间(3)，所述基座上设有晶片定位座(4)，所述气蚀罩上开设有进气孔(5)，所述进气孔与所述密闭空间相通，所述基座上开设有若干出气孔(6)，所述出气孔与所述密闭空间相通。
2.根据权利要求1所述的半导体晶片气蚀装置，其特征在于:所述晶片定位座中心开设有真空吸气口(7)，所述真空吸气口连接吸真空装置。
3.根据权利要求1所述的半导体晶片气蚀装置，其特征在于:设有导流块(8)，所述导流块由位于上部的连接段和位于下部的喷气段一体构成，所述导流块的连接段连接于所述气蚀罩的进气孔下端，且所述导流块的连接段的上端开设有气体进孔，所述导流块的气体进孔与所述气蚀罩的进气孔相通，所述导流块的喷气段位于所述密闭空间内并位于所述晶片定位座上方，且所述喷气段的底面和侧面两者至少之一上开设有若干喷气孔，所有喷气孔皆与所述气体进孔相通。
4.根据权利要求1所述的半导体晶片气蚀装置，其特征在于:设有用于升降气蚀罩的升降装置，所述气蚀罩与所述升降装置连接。
5.根据权利要求1所述的半导体晶片气蚀装置，其特征在于:所述气蚀罩的下端嵌有氟橡胶密封圈(10)。
6.根据权利要求1所述的半导体晶片气蚀装置，其特征在于:所述基座的上表面凹设有定位坑，所述晶片定位座下端嵌于所述定位坑中。
7.根据权利要求1所述的半导体晶片气蚀装置，其特征在于:所述气蚀罩为聚丙烯气蚀罩，所述基座为陶瓷板，还设有用于支撑所述陶瓷板的支架(16)，所述陶瓷板固定于所述支架上端，所述晶片定位座为陶瓷定位座。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的半导体晶片气蚀装置，其特征在于:设有用于提升蚀刻温度的加热装置。
9.根据权利要求8所述的半导体晶片气蚀装置，其特征在于:所述基座的下表面固定有抽气罩(11)，所述抽气罩罩住基座上的若干所述出气孔，所述抽气罩的下端中心开设有抽气孔(12)，所述加热装置为覆盖于所述基座的下表面上的加热垫(13)。
10.根据权利要求8所述的半导体晶片气蚀装置，其特征在于:所述加热装置为插于所述晶片定位座中的若干加热棒(14)，所述若干加热棒上部插于所述晶片定位座内且其下部穿出所述基座，若干所述出气孔分布于所述晶片定位座周围，设有环形气罩(15)，所述环形气罩位于所述加热棒外围且罩住若干所述出气孔，所述环形气罩下端开设有至少一个抽气孔(12)。
全文摘要
本发明公开一种半导体晶片气蚀装置，设有基座和气蚀罩，气蚀罩能够密封罩于基座上构成密闭空间，基座上设有晶片定位座，气蚀罩上开设有进气孔，基座上开设有出气孔，密闭空间内通过进气孔通入HF气体与晶片表面接触以去除晶片表面的氧化膜，同时通过出气孔将气体抽出，以保持密闭空间内吹气顺利以及压力恒定，气蚀时，与晶片定位座接触的晶片表面由于不接触HF气体，不被蚀刻去除氧化膜，而不与晶片定位座接触的晶片表面皆与HF气体接触，皆被蚀刻去除氧化膜，基于上述原理，该半导体晶片气蚀装置不仅能够蚀刻去除晶片表面的氧化膜，且能够完成普通蚀刻和宽边蚀刻两种蚀刻要求。
文档编号H01L21/67GK103137520SQ20111038969
公开日2013年6月5日 申请日期2011年11月30日 优先权日2011年11月30日
发明者黄建光, 吕亚明, 徐新华, 王磊, 陆基益 申请人:昆山中辰矽晶有限公司