专利名称：以搅棒扰动载具边缘的湿制程蚀刻装置及方法
技术领域：
本发明涉及一种湿制程蚀刻方法及装置，尤其涉及一种以搅棒扰动载具边缘的湿制程蚀刻方法及装置。
背景技术：
一般在进行湿式蚀刻时，首先反应物利用扩散效应，通过一层薄薄的扩散边界层，以到达被蚀刻薄膜表面。然后，这些反应物将与薄膜表面的分子产生化学反应，并生成各种反应生成物。这些位于薄膜表面的反应生成物，也将利用扩散效应，通过扩散边界层到达溶液里，而后随着溶液排出。为了增加扩散效应，有利用磁铁带动蚀刻槽底部的搅棒以搅拌蚀刻液，但此种方式仅能搅动下层的蚀刻液，对于大面积的玻璃或晶圆的蚀刻，亦不能到达载具的凹槽(Slot)处,会形成死角。授予Jellrey C. Calio等人的美国专利第6，054，162号教导一种搅拌蚀刻液的方法及装置，在蚀刻槽底部放出气泡，以搅拌蚀刻液，但仍不能搅动 到载具的凹槽(Slot)处，亦会形成死角。
发明内容
本发明所要解决的技术问题就是提供一种以搅棒扰动载具边缘的湿制程蚀刻装置及方法，利用搅棒往复式搅拌产生微小振动，提高蚀刻均匀度，而提升良率。本发明另提供一种以搅棒扰动载具边缘的湿制程蚀刻装置及方法，以排除载具凹槽处的流场死角，提高蚀刻均匀度，进而提升良率。为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案一种以搅棒扰动载具边缘的湿制程蚀刻装置，包括湿制程蚀刻槽，所述湿制程蚀刻槽内设有蚀刻液及载具，所述载具设有多个凹槽，所述凹槽置放有工件，其特征在于，还包括两搅棒组，所述两搅棒组分别设置于所述载具的两侧，每一搅棒组各具有至少一搅棒，所述搅棒由驱动机构所带动，用于扰动所述蚀刻液。作为优选，所述搅棒组的搅棒设置为一支或多支。作为优选，所述搅棒组的搅棒形成有宽部及窄部。作为优选，所述搅棒组的驱动机构由马达连接连杆组成。作为优选，所述搅棒组的驱动机构由气压缸连接连杆组成。作为另一种优选的方案一种以搅棒扰动载具边缘的湿制程蚀刻方法，包括步骤如下将工件置于载具的凹槽内；将置有所述工件的载具放置于内设有蚀刻液的湿制程蚀刻槽内；以及将设置于所述载具两侧的两搅棒组的搅棒以驱动机构带动，用于扰动所述蚀刻液。作为优选，所述两搅棒组同向或反向的移动。作为优选，所述搅棒组的搅棒的搅拌频率为每分钟5至20次。作为优选，所述搅棒组的搅棒设置为一支或多支。作为优选，所述搅棒组的搅棒形成有宽部及窄部。
本发明具有以下有益的效果本发明利用搅棒往复式搅拌，可以扰动蚀刻液产生不同方向的水波来推动工件的两边，使其一边向前，一边向后抵住凹槽，使工件产生微小振动(Micro-vibration),可使得位于载具(Cassette)内各工件能够得到均匀的蚀刻液分布，尤其是在固定工件的凹槽处，为蚀刻液最不易扩散到达的死角，使用搅棒的往复式搅拌，可提高工件的蚀刻均匀度。经由进一步地调整搅拌频率及搅棒的形状、数量及位置，更可排除载具凹槽处的流场死角，有效降低扩散边界层厚度，进而提高工件的蚀刻均匀度。为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
图I为本发明湿式蚀刻的扩散边界层理论的示意图。图2为本发明实施例以搅棒扰动载具边缘的湿制程蚀刻装置的示意图。图3为本发明另一实施例搅棒的示意图。图4为本发明实施例以搅棒扰动载具边缘形成水波的示意图。图5为本发明搅棒反向扰动的示意图。其中，附图标记说明如下I湿制程蚀刻槽2搅棒组21 搅棒211 窄部212 宽部22驱动机构221 连杆222气压缸3 载具31 凹槽4 工件A 水波B 水波a反应物b扩散边界层c 薄膜d反应生成物
具体实施例方式请参阅图1，在进行湿式蚀刻时，首先反应物a利用扩散效应，通过一层薄薄的扩散边界层b，以到达被蚀刻的薄膜c表面。然后这些反应物a将与薄膜c表面的分子产生化学反应，并生成各种反应生成物d。这些位于薄膜c表面的反应生成物d，也将利用扩散效应，通过扩散边界层b到达溶液里，而后随着溶液排出。根据流体的质量传输(MassTransfer)公式可知,设备使用Paddle搅拌方式，以增加W(振动频率或角频率)的值,可降低扩散边界层厚度(8 )，进而提高扩散速率及最终蚀刻速率。其中D为扩散常数，V为粘度(Kinetic Viscosity)。扩散层厚度5 = 1.61D1/3V1/6(w)-1/2请参阅图2，本发明提供一种以搅棒扰动载具边缘的湿制程蚀刻装置，包括湿制程蚀刻槽I及两搅棒组2，所述湿制程蚀刻槽I内设有蚀刻液(图略)，蚀刻液的材质并不限制。所述湿制程蚀刻槽I内中间处设有载具3，所述载具3设有多个凹槽31，所述凹槽31可用以置放需要蚀刻的工件4，载具3的结构为现有的技术，故不予以赘述。所述工件4可为玻璃或晶圆等。所述两搅棒组2分别设置于所述载具3的两侧，且所述两搅棒组2位于湿制程蚀
刻槽I内，如图2所示两搅棒组2分别设置于所述载具3的左侧及右侧。每一搅棒组2各具有至少一搅棒21，搅棒21的形状并不限制，可为笔直状的杆体，也可为曲折状的杆体，搅棒21的形状可因应需要弹性地变化。所述搅棒21以驱动机构22所带动，驱动机构22的构造也不限制，例如可由马达或气压缸等连接连杆组成，本实施例所揭示的驱动机构22由气压缸222连接连杆221组成。可利用驱动机构22带动两搅棒组2的搅棒21 —组向前、一组向后地往复搅拌蚀刻液。两搅棒组2的搅棒21移动的方向并不限制，两搅棒组2的搅棒21可同向或反向的移动，例如两搅棒组2的搅棒21可以一组向前、一组向后的移动，也可以两组同时向前或向后的移动，两搅棒组2的搅棒21反向的移动，扰动的效果较强。两搅棒组2的搅棒21移动的速度及方向皆可以因应不同需要而弹性地调整。每一搅棒组2的搅棒21可设置为一支、两支或多支，搅棒21的数量并不限制，但不可过多，否则会行程不足，扰动力道太小，如图2所示两搅棒组2各设有一支搅棒21，。所述搅棒组2的搅棒21的搅拌频率为每分钟5至20次。如图3所示，搅棒21也可以形成不等的宽度，部分较宽，部分较窄，亦即每一搅棒21形成有窄部211及宽部212，使搅棒21可产生不同的扰动效果，宽部212的阻力大、扰动效果大，窄部211的阻力小、扰动效果小，以便因应工件4的不同需求而弹性地调整搅棒21的宽窄尺寸。本发明另提一种以搅棒扰动载具边缘的湿制程蚀刻方法，包括步骤如下将工件4置于载具3的凹槽31内；将所述置有工件4的载具3放置于内设有蚀刻液的湿制程蚀刻槽I内；以及将设置于所述载具3两侧的两搅棒组2的搅棒21由驱动机构22带动，用于扰动所述蚀刻液。请参阅图4，载具3的凹槽31可置放需要蚀刻的工件4(如玻璃或晶圆)，其中位于左侧的搅棒组2的搅棒21向前推动蚀刻液形成水波A，进而推动工件4的左侧向前移动，使蚀刻液到达凹槽31内的工件4表面。相反地，位于右侧的搅棒组2的搅棒21向后推动蚀刻液形成水波B，进而推动工件4的右侧向后移动，使蚀刻液到达凹槽31内的工件4表面。因而能有效地降低扩散边界层厚度，并使蚀刻液进入最不易扩散到达凹槽31内的死角，进而提高工件4的蚀刻均匀度。请参阅图5,两搅棒组2的搅棒21移动方向与图4所示相反,其中位于左侧的搅棒组2的搅棒21向后推动蚀刻液形成水波A，进而推动工件4的左侧向后移动，使蚀刻液到达凹槽31内的工件4表面。相反地，位于右侧的搅棒组2的搅棒21向前推动蚀刻液形成水波B，进而推动工件4的右侧向前移动，使蚀刻液到达凹槽31内的工件4表面。如此反复扰动，以提高工件4的蚀刻均匀度。本发明利用搅棒往复式搅拌，可以扰动蚀刻液产生不同方向的水波来推动工件的两边，使其一边 向前，一边向后抵住凹槽，使工件产生微小振动，可使得位于载具内各工件能够得到均匀的蚀刻液分布，尤其是在固定工件的凹槽处，为蚀刻液最不易扩散到达的死角，使用搅棒的往复式搅拌，可提高工件的蚀刻均匀度。以上所述仅为本发明的较佳实施例，非意欲局限本发明的权利要求范围，故举凡运用本发明说明书及附图内容所为的等效变化，均同理皆包含于本发明的权利要求范围内，合予陈明。
权利要求
1.一种以搅棒扰动载具边缘的湿制程蚀刻装置，包括湿制程蚀刻槽，所述湿制程蚀刻槽内设有蚀刻液及载具，所述载具设有多个凹槽，所述凹槽置放有工件，其特征在于，还包括两搅棒组，所述两搅棒组分别设置于所述载具的两侧，每一所述搅棒组各具有至少一搅棒，所述搅棒由驱动机构所带动，用于扰动所述蚀刻液。
2.如权利要求I所述的以搅棒扰动载具边缘的湿制程蚀刻装置，其特征在于，每一所述搅棒组的所述搅棒设置为一支或多支。
3.如权利要求I所述的以搅棒扰动载具边缘的湿制程蚀刻装置，其特征在于，每一所述搅棒组的所述搅棒形成有窄部及宽部。
4.如权利要求I所述的以搅棒扰动载具边缘的湿制程蚀刻装置，其特征在于，每一所述搅棒组的所述驱动机构由马达连接连杆组成。
5.如权利要求I所述的以搅棒扰动载具边缘的湿制程蚀刻装置，其特征在于，每一所述搅棒组的所述驱动机构由气压缸连接连杆组成。
6.一种以搅棒扰动载具边缘的湿制程蚀刻方法，其特征在于，包括步骤如下 将工件置于载具的凹槽内； 将置有所述工件的所述载具放置于内设有蚀刻液的湿制程蚀刻槽内；以及 将设置于所述载具两侧的两搅棒组的搅棒以驱动机构带动，用于扰动所述蚀刻液。
7.如权利要求6所述的以搅棒扰动载具边缘的湿制程蚀刻方法，其特征在于，所述两搅棒组的所述搅棒同向或反向地移动。
8.如权利要求6所述的以搅棒扰动载具边缘的湿制程蚀刻方法，其特征在于，每一所述搅棒组的所述搅棒的搅拌频率为每分钟5至20次。
9.如权利要求6所述的以搅棒扰动载具边缘的湿制程蚀刻方法，其特征在于，每一所述搅棒组的所述搅棒设置为一支或多支。
10.如权利要求6所述的以搅棒扰动载具边缘的湿制程蚀刻方法，其特征在于，每一所述搅棒组的所述搅棒形成有窄部及宽部。
全文摘要
一种以搅棒扰动载具边缘的湿制程蚀刻装置，包括湿制程蚀刻槽，所述湿制程蚀刻槽内设有蚀刻液及载具，所述载具设有多个凹槽，所述凹槽置放有工件。还包括两搅棒组，所述两搅棒组分别设置于所述载具的两侧，每一搅棒组各具有至少一搅棒，所述搅棒由驱动机构所带动，用于扰动所述蚀刻液。借此，利用搅棒往复式搅拌产生微小振动，提高蚀刻均匀度，而提升良率。
文档编号H01L21/02GK102983061SQ20121031920
公开日2013年3月20日 申请日期2012年8月31日 优先权日2011年9月6日
发明者陈文隆, 颜锡鸿, 陈毓正, 马俊麒, 余智林 申请人:弘塑科技股份有限公司