专利名称：用于夹持晶圆以对其进行腐蚀的夹具的制作方法
技术领域：
本发明涉及半导体器件制造，尤其涉及半导体制造过程中可夹持晶圆的夹持器件。
背景技术：
半导体器件的制造过程包括一系列的检查工艺，以判断形成在晶圆上的芯片优良与否。Hfe (Hybrid Forward Common Emitter)测试便是检查工艺中较为重要的一个环节。Hfe测试的本质就是测试三极管的电流放大倍数。众所周知，在功率晶体管的生产过程中，Hfe控制、VCBO、VCEO和VFBE的监控极为重要且具有一定的难度，其中又以Hfe的控制难度最高。在功率晶体管的制备过程中实时测控Hfe基本难以实现，当前的方式是在功率晶体管制备完成后再去测试Hfe。在此，简单描述Hfe测试工艺如下:从一批晶圆中选择一个先行片，使其进入后续的制备流程，在进行到特性测试阶段(亦即，晶体管的制备基本完工)；然后将特性测试的结果反馈给放大控制工序，确定相应的放大控制时间。如果第一个先行片的Hfe控制偏差比较大，则再以第二个先行片来测试，如此直到Hfe符合控制要求。如上所述的Hfe控制过程较长，在生产过程中不能对VCB0、VCE0和VFBE等参数进行实时监控，不能对晶圆的击穿特性曲线进行监控，不能及时发现软件击穿、管道等击穿不良。但如果要在晶圆制备工艺过程中利用测试晶圆进行放大测试(例如在特定调整Hfe放大控制工序中对晶圆进行测试)，则缺少夹持晶圆以进行测试的设备。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种可夹持晶圆的夹具，其可在晶圆的制备过程中，例如特定调整Hfe放大控制工序中用来夹持晶圆，并呈现出到晶圆的通道以便通过该通道来腐蚀晶圆从而进行相关测试，由此来解决以上及其它问题。本发明所述的用于在半导体晶圆制造过程中夹持晶圆以对其进行腐蚀的夹具，包括第一夹持件，与第一夹持件枢接的第二夹持件，所述第一夹持件上设置有第一孔部，围绕所述第一孔部设置有第一密封件，在所述第一夹持件和所述第二夹持件压合后，第一孔部形成用以腐蚀夹持在所述第一夹持件和所述第二夹持件之间的晶圆的第一通道，所述第一密封件将晶圆待腐蚀区域与其它区域隔离开。优选地，所述第二夹持件上设置有第二孔部，围绕所述第二孔部设置有第二密封件，在所述第一夹持件和所述第二夹持件压合后，第二孔部形成用以腐蚀夹持在所述第一夹持件和所述第二夹持件之间的晶圆的第二通道，所述第二密封件将晶圆待腐蚀区域与其它区域隔离开。优选地，所述第一孔部的边缘向内凹陷，所述第一密封件设置在该凹陷内，所述第二孔部的边缘向内凹陷，所述第二密封件设置在该凹陷内，在所述第一夹持件和所述第二夹持件压合后，所述第一密封件与所述第二密封件分别紧密贴合所述晶圆。
优选地，所述第一夹持件还包括围绕所述第一孔部用于限制晶圆的第一限制件。优选地，由所述第一限制件包围的区域比所述第一夹持件上在第一限制件之外的区域低。优选地，所述第一限制件包围的区域比所述第一夹持件上在第一限制件之外的区域低晶圆的厚度。优选地，所述第一夹持件还包括围绕所述第一孔部用于限制晶圆的第一限制件，及所述第二夹持件还包括围绕所述第二孔部用于限制晶圆的第二限制件。优选地，第一限制件包围的区域略低于第一限制件以外的区域，第二限制件包围的区域略低于第二限制件以外的区域。优选地，在所述第一夹持件和所述第二夹持件压合后，所述第一限制件包围的区域与所述第二夹持件所包围的区域形成的用于容置晶圆的区域的高度与晶圆的厚度相当。优选地，所述第一夹持件包括第一夹板，与所述第一夹板固定连接的第一手柄，其中所述第一孔部、第一密封圈、以及第一限制件设置于所述第一夹板。优选地，所述第二夹持件包括第二夹板，与所述第二夹板固定连接的第二手柄，其中所述第二孔部、第二密封圈、以及第二限制件设置于所述第二夹板。优选地，所述第一夹持件和所述第二夹持件对称设置。优选地，所述第一手柄设置有第一锁定件，第二手柄设置有第二锁定件，第一锁定件包括固定在第一手柄中的销以及与该销露出在第一手柄外的端部枢接的搭扣，第二锁定件包括固定在第二手柄中并露出部分端部的销，所述搭扣在所述第一夹持件与第二夹持件压合后可搭接在所述第二锁定件所露出的部分端部。本发明所述的夹具可以将晶圆待腐蚀的区域通过该夹具的第一通道和/或第二通道曝露出来，以便利用腐蚀溶液进行腐蚀；同时设置在第一孔部和第二孔部的密封件可有效防止腐蚀溶液腐蚀到其它不需要腐蚀的区域。在本申请的所有描述中，当夹具用在特定调整Hfe放大控制工序中时，所要夹持的晶圆为测试用晶圆，或者为先行片。
图1是根据本发明所述的夹具的一个示例的结构示意图。图2是本发明示例中第一夹持件10与第二夹持件20压合后的示意图。
具体实施例方式以下结合附图进一步说明本发明。本领域技术人员可以理解到，以下只是结合具体的实施方式来对本发明的主旨进行说明，并不就此限定本发明的实施。本发明所主张的范围由所附的权利要求确定，任何不脱离本发明精神的修改、变更都应由本发明的权利要求所涵盖。图1是根据本发明所述的夹具的一个示例的结构示意图。该夹具用于在半导体晶圆制造过程中夹持晶圆以对其进行腐蚀，如图所示，夹具I包括第一夹持件10和第二夹持件20。第一夹持件10与第二夹持件20通过连接部件12枢接在一起，使得第一夹持件10和第二夹持件20可绕该连接部件12相对转动。在第一夹持件上，设置有第一孔部101，围绕该第一孔部101设置有耐腐蚀的密封件102，在第一夹持件10和第二夹持件20压合后，第一孔部101形成用来腐蚀夹持在第一夹持件10和第二夹持件20之间的晶圆(未图示)的第一通道，且该密封件102将要腐蚀的晶圆区域与晶圆的其它区域隔离开。优选地，该耐腐蚀的密封件102设置在第一孔部101的内侧。在该示例中，第二夹持件20上设置有第二孔部201，围绕该第二孔部201设置有密封件202，在第一夹持件10和第二夹持件20压合后，第二孔部201形成用来腐蚀夹持在第一夹持件10和第二夹持件20之间的晶圆区域隔离开。在该示例中，第一通道和第二通道在第一夹持件10与第二夹持件20压合之后，分别对应于晶圆的不同表面。示例性地，耐腐蚀的第一密封件102和耐腐蚀第二密封件202分别设置在第一孔部101及第二孔部201的内侧。可选地，第一密封件102和第二密封件202分别设置在第一孔部101及第二孔部201的整个内侧；作为替代，第一密封件102和第二密封件202也可只分别设置在第一孔部101及第二孔部201的部分内侧上，该部分内侧为靠近晶圆的内侦牝比如:第一孔部101和第二孔部201的边缘分别向内凹陷，从而使得耐腐蚀的第一密封件102和耐腐蚀的第二密封件202分别设置在第一孔部101及第二孔部201的凹陷内。无论密封件以何种方式设置在第一孔部101和第二孔部201的内侧，在第一夹持件10和第二夹持件20压合后，第一密封件102和第二密封件202分别紧密贴合晶圆。进一步，示例但非限制性地，第一夹持件10还包括围绕第一孔部101设置的第一限制件103，第二夹持件20包括围绕第二孔部102设置的第二限制件203。第一限制件103所围绕的区域104可低于第一夹持件10上在第一限制件103外部的区域105，第二限制件203所围绕的区域可低于第二夹持件20上在第二限制件203外部的区域205。在第一夹持件10与第二夹持件20压合之后，第一限制件103所包围的区域104与第二限制件203所包围的区域204形成的用于容置晶圆的区域的高度与晶圆的厚度相当。作为替代，第一限制件103所围绕的区域104也可与第一夹持件10上在第一限制件103外部的区域105在同一水平面，第二限制件203所围绕的区域也可与第二夹持件20上在第二限制件203外部的区域205在同一水平面；在第一夹持件10与第二夹持件20压合之后，第一限制件103所包围的区域104与第二限制件203所包围的区域204形成的用于容置晶圆的区域的高度与晶圆的厚度相当。此外，作为又一个替代方案，第二夹持件20上可以不设置第二限制件，亦即晶圆完全被容纳在第一夹持件10的第一限制件103所形成的容纳空间内，在这样的情况下，在第一夹持件10上，第一限制件103所包围的区域104可低于第一限制件103外部的区域105晶圆的厚度，或者该区域104与区域105在同一个水平面，但是在第一夹持件10与第二夹持件20压合之后，由第一限制件103与第二夹持件20所形成的用以容纳晶圆的区域的高度与晶圆的厚度相当。作为示例，第一夹持件10包括第一夹板IOa以及与第一夹板IOa固定连接的第一手柄IOb ;而第二夹持件20包括第二夹板20a以及与第二夹板固定连接的第二手柄20b。如此，第一孔部101、第一密封件102、第一限制件103均设置在第一夹板IOa上,而第二孔部201、第二密封件202、第二限制件203均设置在第二夹板20a上。第一夹板IOa与第一手柄IOb可通过铆接的方式固定连接，作为替代，第一手柄IOb也可延伸自第一夹板10a，在这样的情况下，第一手柄IOb与第一夹板IOa可一体成型。同样地，第二夹板20a与第二手柄20b可通过铆接的方式固定连接，作为替代，第二手柄20b也可延伸自第二夹板20a，在这样的情况下，第二手柄20b与第二夹板20a可一体成型。示例但非限制性地，第一夹持件10和第二夹持件20系对称设置，亦即，第一孔部101、第一密封件102、及第一限制件103分别与第二孔部102、第二密封件202、及第二限制件203对称设置。在上述各示例中，第一密封件102和第二密封件202可以是耐腐蚀的密封圈，该耐腐蚀的密封圈可由氟橡胶形成。可选地，可在第一手柄IOb上设置第一手柄锁定件106，在第二手柄20b与该手柄锁定件106相对应的位置设置第二手柄锁定件206。在第一夹持件10与第二夹持件20压合之后，第一手柄锁定件106与第二手柄锁定件206相结合从而将第一手柄IOb与第二手柄20b锁定在一起。在本例中，第一锁定件106包括固定在第一手柄中的销，与该销枢转连接的搭扣1061 ;第二锁定件206则是固定在第二手柄中的销，其中固定在第二手柄中的销露出部分端部2061在第二手柄20b以外,在第一夹持件10与第二夹持件20压合而第一手柄IOb与第二手柄20b相接触时，则该搭扣1061扣合到第二手柄中的销露出的部分端部2061上，从而将第一手柄与第二手柄锁定。在需要时，可将搭扣从第二锁定件取下，从而解除锁定。借由第一手柄锁定件106与第二手柄锁定件206的相互配合，可将第一夹持件10与第二夹持件20锁定在压合状态，并根据需要，解除第一夹持件10与第二夹持件20的锁定状态，使它们可以被打开。图2是第一夹持件10与第二夹持件20压合后的示意图。在第一夹持件10与第二夹持件20对称设置的情况下，如图所示，第一夹持件10与第二夹持件20相结合，由此，第一通道与第二通道在没有晶圆的情况下对应形成一个通道。以上文结合图1阐述的夹具为例，在需要对晶圆进行腐蚀时，可将晶圆放置在第一夹持件10的第一区域，把晶圆待腐蚀的区域对准第一孔部101 ;然后将第二夹持件20朝着第一夹持件10的方向压合，从而将晶圆固定在第一夹持件的第一区域和第二夹持件的第二区域内；可选地，可将第一手柄锁定件106的搭扣扣合到第二手柄锁定件206，从而将第一夹持件10和第二夹持件20的压合状态锁定。随后，可通过第一通道向晶圆滴入例如HF溶液，以腐蚀晶圆上的氧化层，从而裸露出测试用管芯。对应地，可在通过第一通道对晶圆进行腐蚀之后，再通过第二通道对晶圆的另一面进行腐蚀以裸露出测试用管芯。以功率晶体管晶圆进行Hfe放大测试为例来进行说明。利用本发明所述的夹具后，便可在功率晶体管生产特定调整Hfe放大工序(例如发射区扩散)对测试用晶圆进行测试，而不是像现有技术那样，要等到先行片(即，测试用晶圆)进行到特性测试阶段再进行Hfe测试。在功率晶体管生产特定调Hfe放大工序(例如发射区扩散)，将测试用晶圆放到夹具的第一夹持件10和第二夹持件20之间，其中，将晶圆的用于测试的特定位置对准第一孔部，而晶圆另一面的用于测试的相应位置则对准第二孔部，从而先后通过第一孔部和第二孔部腐蚀晶圆。通过第一孔部和第二孔部的腐蚀时间取决于晶圆相应侧的氧化层的厚度。在进行腐蚀的过程中，由于第一密封件和第二密封件的设置，使得晶圆待腐蚀区域以外的区域可被有效地隔离开。此外，第一手柄锁定件106和第二手柄锁定件106的设置确保了第一夹持件10与第二夹持件20的压合状态不会随意改变，因此确保了腐蚀的稳妥进行。在此所给出的本发明的所有示例中，第一夹持件和第二夹持件可由洁净度高的聚丙烯形成，而枢接件可由金属构成。本领域技术人员可以理解到，构成本发明所述的夹具的各部分的材料可依据实际情况而定，以上所给出的材料仅为示例。以上结合图1和图2的说明是示例性而非限制性的，实际应用中，第一夹持件上的各部件(例如第一孔部)与第二夹持件上的各部件(例如第二孔部)可以不对称设置，而是根据需要设置，且该孔部的孔径大小也可根据需要而定。此外，第一夹持件和第二夹持件上的夹持板的大小也可根据实际需要设置，并不以此为限制。
权利要求
1.一种用于在半导体晶圆制造过程中夹持晶圆以对其进行腐蚀的夹具，其特征在于，所述夹具包括第一夹持件，与第一夹持件枢接的第二夹持件，所述第一夹持件上设置有第一孔部，围绕所述第一孔部设置有第一密封件，在所述第一夹持件和所述第二夹持件压合后，第一孔部形成用以腐蚀夹持在所述第一夹持件和所述第二夹持件之间的晶圆的第一通道，所述第一密封件将晶圆待腐蚀区域与其它区域隔离开。
2.根据权利要求1所述的夹具，其特征在于，所述第二夹持件上设置有第二孔部，围绕所述第二孔部设置有第二密封件，在所述第一夹持件和所述第二夹持件压合后，第二孔部形成用以腐蚀夹持在所述第一夹持件和所述第二夹持件之间的晶圆的第二通道，所述第二密封件将晶圆待腐蚀区域与其它区域隔离开。
3.根据权利要求2所述的夹具，其特征在于，所述第一孔部的边缘向内凹陷，所述第一密封件设置在该凹陷内，所述第二孔部的边缘向内凹陷，所述第二密封件设置在该凹陷内，在所述第一夹持件和所述第二夹持件压合后，所述第一密封件与所述第二密封件分别紧密贴合所述晶圆。
4.根据权利要求3所述的夹具，其特征在于，所述第一夹持件还包括围绕所述第一孔部用于限制晶圆的第一限制件。
5.根据权利要求4所述的夹具，其特征在于，由所述第一限制件包围的区域比所述第一夹持件上在第一限制件之外的区域低。
6.根据权利要求5所述的夹具，其特征在于，所述第一限制件包围的区域比所述第一夹持件上在第一限制件之外的区域低晶圆的厚度。
7.根据权利要求3所述的夹具，其特征在于，所述第一夹持件还包括围绕所述第一孔部用于限制晶圆的第一限制件，及所述第二夹持件还包括围绕所述第二孔部用于限制晶圆的第二限制件。
8.根据权利要求7所述的夹具，其特征在于，第一限制件包围的区域略低于第一限制件以外的区域，第二限制件包围的区域略低于第二限制件以外的区域。
9.根据权利要求7或8所述的夹具，其特征在于，在所述第一夹持件和所述第二夹持件压合后，所述第一限制件包围的区域与所述第二夹持件包围的区域形成的用于容置晶圆的区域的高度与晶圆的厚度相当。
10.根据权利要求1到8中任一项所述的夹具，其特征在于，所述第一夹持件包括第一夹板，与所述第一夹板固定连接的第一手柄，其中所述第一孔部、第一密封圈、以及第一限制件设置于所述第一夹板。
11.根据权利要求10所述的夹具，其特征在于，所述第二夹持件包括第二夹板，与所述第二夹板固定连接的第二手柄，其中所述第二孔部、第二密封圈、以及第二限制件设置于所述第二夹板。
12.根据权利要求11中任一项所述的夹具，其特征在于，所述第一夹持件和所述第二夹持件对称设置。
13.根据权利要求11所述的夹具，其特征在于，所述第一手柄设置有第一锁定件，第二手柄设置有第二锁定件，第一锁定件包括固定在第一手柄中的销以及与该销露出在第一手柄外的端部枢接的搭扣，第二锁定件包括固定在第二手柄中并露出部分端部的销，所述搭扣在所述第一夹持件与第二夹持件压合后可搭接在所述第二锁定件所露出的部分端部。
全文摘要
本发明提供一种可夹持晶圆的夹具。本发明所述的用于在半导体晶圆制造过程中夹持晶圆以对其进行腐蚀的夹具，包括第一夹持件，与第一夹持件枢接的第二夹持件，所述第一夹持件上设置有第一孔部，围绕所述第一孔部设置有第一密封件，在所述第一夹持件和所述第二夹持件压合后，第一孔部形成用以腐蚀夹持在所述第一夹持件和所述第二夹持件之间的晶圆的第一通道，所述第一密封件将晶圆待腐蚀区域与其它区域隔离开。通过本发明所述的夹具，可在晶圆制备过程中夹持晶圆以进行腐蚀，从而进行例如放大测试等工序。
文档编号H01L21/683GK103187346SQ20111045016
公开日2013年7月3日 申请日期2011年12月29日 优先权日2011年12月29日
发明者张广冰, 袁敏杰, 姚承锡, 季勇 申请人:无锡华润华晶微电子有限公司