电浆蚀刻反应室改良结构的制作方法

文档序号:15124826发布日期:2018-08-08 00:07阅读:145来源:国知局

本实用新型涉及电浆蚀刻反应室结构方面的技术领域,其主要适用于半导体覆晶封装的凸块制程、晶圆级封装的导线凸块制程、扇出封装的导线凸块制程、2.5维度的硅插封装以及三维度的封装技术,尤指一种具有可避免电桨清洁制程所产生的副产物造成污染及可大幅提升工作效率等功效的电浆蚀刻反应室改良结构。



背景技术:

一般在半导体覆晶封装技术、晶圆级封装以及扇出封装的凸块制程之中,在电镀制程前,会先用物理气相沉积溅镀法制作一金属障碍层作为晶种层,而为了要使物理气相沉积溅镀的金属层与半导体芯片有好的黏着强度,并且得到低阻值的接触电阻,通常在物理气相沉积溅镀金属层之前会先进行一道电浆清洁制程,以利用电浆轰击的方法先去除半导体芯片铝电极的氧化物以及一些极微量的污染物。

然而,在电浆清洁制程之中,会产生固态副产物(如PI、PBO、碳)的微粒或气态副产物(如一氧化碳、二氧化碳、氧气水)等各种物质,这些副产物有一部分会被涡轮泵抽走,有一部分会黏在电浆蚀刻反应室的内侧遮板上,但仍有一部分无法很顺利被带走及附着,而散布在电浆蚀刻反应室之中进而有可能再度污染半导体晶圆,以微粒的形式造成铝电极上的缺陷或是以气态的形式造成铝电极的接触电阻升高。目前解决此问题的方式是利用加大涡轮泵来提升抽气的效率,希望可以将微粒或是气态的副产物尽快地抽离电浆蚀刻反应室,或是利用增加内侧遮板的粗糙度来使遮板上能吸附更多微粒及气态的副产物,以减少副产物回到晶圆表面的机会,但是上述方式的效果非常有限,一旦制程要求变很高时便无法满足客户的需求。此时就必须要准备一片铝片(可用纯铝材料加工成晶圆的形状大小或是先在芯片上镀铝),然后再将其传送进电浆蚀刻反应室中用电浆轰击铝片,以将铝片上的铝分子轰击出来,使这些被轰击出来的铝分子可以与气体中的副产物结合形成安定的化合物,或是镀到电浆蚀刻反应室的内侧遮板上供将副产物覆盖固定住,如此便可有效减少微粒及不良气体再次污染,此动作称为铝贴附制程。目前通常会在一定数量(7片为最佳)的晶圆作电浆蚀刻清洁后,须用铝片做1次铝贴附制程。



技术实现要素:

本实用新型主要目的在于解决已知电浆蚀刻反应室在电浆清洁制程的过程之中所产生的副产品易造成污染,以及进行铝贴附制程的周期短而影响工作效率的问题,而提供一种电浆蚀刻反应室改良结构。

为达上述目的,本实用新型所采用的技术方案是:一种电浆蚀刻反应室改良结构,其特征在于,其包括:一机壳,内部具有一容室,该容室内分别于内周面及底面处设有一内侧遮板;一基座,可升降地设于该容室中的下方;一第一电极,设于该容室中的上方; 一第二电极,呈盘状且设于该基座上,以用于承载一晶圆,该第二电极可配合该第一电极于其间产生电浆;以及一铝圈,呈环圈状,且设于该基座上并环接于该第二电极的周面上缘。

本改良结构更包括有数根顶杆,其中该基座的底部设有空心状的一驱动杆向下延伸而穿过该机壳,以与一驱动装置连接而透过该驱动装置驱动其升降,该第二电极的底部连接有一射频电极棒,该射频电极棒位于该驱动杆之中且由下方延伸到该机壳的外部以与一射频电源供应器连接,可供将射频电源导入该第二电极,该数根顶杆下端设于该容室的底面,上端穿过该基座及该第二电极,并可升降作动以将该晶圆置放于向该第二电极的顶面或向上顶离一距离。

本改良结构更包括有一压环,该第二电极之中具有数个水道,于该第二电极底部设有与该水道连通的两冷却水管,该两冷却水管经由该驱动杆的内部向下延伸到该机壳的外部而与一冰水机连接,以提供冷却水于该水道之中进出,该第二电极的顶面具有数个相连通的槽道,该第二电极的底部设有与该槽道相连通的一进气管,该进气管经由该驱动杆的内部向下延伸到该机壳的外部,可将氩气导入到该槽道之中,以使这些氩气在制程当中发挥传热的功能,将该晶圆表面的热传到该第二电极,再由该第二电极中的水道中的水将热带走以对该晶圆进行冷却,该压环呈环圈状且底面具有向下延伸而固定在该容室底面的数根支柱以供将其支撑在预定高度处,该压环的内环缘向内凸伸有数个凸部,当该基座上升至预定高度时,该凸部会固定住该晶圆。

所述压环的内环孔径大于该铝圈的内环孔径,当该基座上升至使该凸部固定住该晶圆时,该铝圈会部分显露于该压环的内环孔中。

所述第二电极的周面的上缘具有环状的一嵌槽,该铝圈的内环缘嵌设于该嵌槽中。

本实用新型同时提供一种电浆蚀刻反应室改良结构,其特征在于,其包括:一机壳,内部具有一容室,该容室内分别于内周面及底面处设有一内侧遮板;一基座,可升降地设于该容室中的下方;一第一电极,设于该容室中的上方;一第二电极,呈盘状且设于该基座上,以用于承载一晶圆,该第二电极可配合该第一电极于其间产生电浆;一铝圈,呈环圈状,且设于该基座上并环接于该第二电极的周面上缘;一环形铝板,环设于该基座的周围;一第三电极,接设于该环形铝板的底面,可配合该第一电极于其间产生电浆,以将该环形铝板表面的铝分子轰击出来;以及一控制系统,可供控制该第一电极、该第二电极及该第三电极的通电及结束的时间。藉此可进一步提升实时铝贴附效果。

本改良结构更包括有数根顶杆,其中该基座的底部设有空心状的一驱动杆向下延伸而穿过该机壳,以与一驱动装置连接以透过该驱动装置驱动其升降,该第二电极的底部连接有一射频电极棒,该射频电极棒位于该驱动杆之中且由下方延伸到该机壳的外部而与一射频电源供应器连接,以将射频电源导入该第二电极,该数根顶杆下端设于该容室的底面,上端穿过该基座及该第二电极,并可升降作动以将该晶圆置放于向该第二电极的顶面或向上顶离一距离,该第三电极的一端接于该环形铝板的底面,另一端则穿过该基座中并由该驱动杆之中向下延伸到外部。

所述改良结构更包括有一压环,该第二电极之中具有数个水道,于该第二电极底部设有与该水道连通的两冷却水管,该两冷却水管经由该驱动杆的内部向下延伸到该机壳的外部而与一冰水机连接,以提供冷却水于该水道之中进出,该第二电极的顶面具有数个相连通的槽道,该第二电极的底部设有与该槽道相连通的一进气管,该进气管经由该驱动杆的内部向下延伸到该机壳的外部,可将氩气导入到该槽道之中,以使这些氩气在制程当中发挥传热的功能,将该晶圆表面的热传到该第二电极,再由该第二电极中的水道中的水将热带走,以对该晶圆进行冷却,该压环呈环圈状且底面具有向下延伸而固定在该容室底面的数根支柱,以供将其支撑在预定高度处,该压环的内环缘向内凸伸有数个凸部,当该基座上升至预定高度时,该凸部会固定住该晶圆。

所述压环的内环孔径大于该铝圈的内环孔径,当该基座上升至使该数个凸部固定住该晶圆时,该铝圈会部分显露于该压环的内环孔中。

所述第二电极的周面的上缘具有环状的一嵌槽,该铝圈的内环缘嵌设于该嵌槽中。

所述控制系统控制该第三电极通电的时间比第一电极及第二电极晚,且比第一电极及第二电极早结束。

本实用新型所提供的电浆蚀刻反应室改良结构,可藉由于该基座上的该第二电极的周围设置该铝圈,使在对晶圆进行电浆清洁制程的同时电浆亦会轰击到该铝圈,而使该铝圈表面上的铝分子被轰击出来进而直接与气态的副产物结合,以使这些气态的副产物不会在制程之中及结束后扩散污染到该晶圆的表面,此外这些铝分子亦会实时镀到该机壳的内侧遮板上,以将部分的副产物固定住,而使这些副产物不会再离开遮板造成污染,藉此可避免电桨清洁制程之中副产物造成污染,以及可延长铝贴附制程进行的周期而可大幅提升工作效率。

附图说明

图1是本实用新型外壳部分剖面后的立体图。

图2是本实用新型的剖面放大示意图。

图3是本实用新型的顶杆下降使晶圆置于第二电极顶面的动作示意图。

图4是本实用新型的基座配合压环夹持晶圆的动作示意图。

图5是本实用新型的另一实施例。

图6是本实用新型另一实施例各电极作动的时序图。

符号说明:

10机壳 11容室

12内侧遮板 20基座

21驱动杆 30第一电极

40第二电极 41射频电极棒

42水道 43冷却水管

44槽道 45进气管

46嵌槽 50铝圈

60顶杆 70压环

71支柱 72凸部

80晶圆 90环形铝板

91第三电极 100控制系统。

具体实施方式

请参阅图1-图2所示,显示本实用新型所述的电浆蚀刻反应室改良结构包括一机壳10、一基座20、一第一电极30、一第二电极40、一铝圈50、数根顶杆60及一压环70,其中:

该机壳10,内部具有一容室11,且于该容室11内分别于内周面及底面处设有一内侧遮板12用以供电浆清洁制程所产生的副产物沾黏及供铝贴附。

该基座20,可升降地设于该容室11中的下方,且底部设有空心状的一驱动杆21向下延伸而穿过该机壳10,使可透过下方的一驱动装置(图中未示)驱动其升降。

该第一电极30,设于该容室11中的上方。

该第二电极40,呈盘状且设于该基座20上,可供用于承载一晶圆80。该第二电极40的底部连接有一射频电极棒41,该射频电极棒41位于该驱动杆21之中且由下方延伸到该机壳10的外部供与一射频电源供应器(图中未示)连接,可供将射频(RF)电源导入该第二电极40,使该第二电极40可配合该第一电极30于其间产生电浆。该第二电极40之中具有数个水道42,于该第二电极40底部设有与该数个水道42连通的两冷却水管43,该两冷却水管43经由该驱动杆21的内部向下延伸到该机壳10的外部与一冰水机(图中未示)连接,可提供冷却水于该水道42之中进出以达降温效果。该第二电极40的顶面具有数个相连通的槽道44,该第二电极40的底部设有与该数个槽道44相连通的一进气管45,该进气管45经由该驱动杆21的内部向下延伸到该机壳10的外部,可将氩气导入到该数个槽道44之中,以使这些氩气在制程当中发挥传热的功能,将该晶圆80表面的热传到该第二电极40,再由该第二电极40中的数个水道42中的水将热带走,以对该晶圆80进行冷却。该第二电极40的周面的上缘具有环状的一嵌槽46。

该铝圈50,呈环圈状,且设于该基座20上,内环缘并嵌设于该第二电极40的嵌槽46中,使其环设于该第二电极40的周围。

该数根顶杆60,其下端设于该容室11的底面,上端穿过该基座20及该第二电极40,并可升降作动以将该晶圆80置放于向该第二电极40的顶面或向上顶离一距离。

该压环70,呈环圈状,底面具有向下延伸而固定在该容室11底面的数根支柱71,以供将其支撑在预定的高度处。该压环70的内环孔径大于该铝圈50的内环孔径,且该压环70的内环缘向内凸伸有数个凸部72,当该基座20上升至预定高度时,该凸部72会固定住该晶圆80,同时该铝圈50会部分显露于该压环70的内环孔中。

本创作在进行电浆清洁制程时,外部的机械手臂(图中未示)将该晶圆80送入该容室11后,该顶杆60的上端会上升顶住该晶圆80,以让该机械手臂离开该晶圆80并退回外部(配合参阅图2所示)。然后,该顶杆60的上端会下降,以将该晶圆80置放于该第二电极40的顶面(配合参阅图3所示)。之后,该驱动杆21会驱动该基座20上升至预定高度,使该压环70的凸部72将该晶圆80固定在该第二电极40的顶面,并由外部与该容室11的侧壁相通的一气管(图中未示)导入氩气至使该容室11内的气压升高到电浆可工作的压力,然后由该进气管45将氩气通入该槽道44,使于该晶圆80底面形成一层约数torr的局部气层,之后使该第二电极40配合该第一电极30而于其间产生电浆,利用该电浆轰击去除该晶圆80上的铝电极的氧化物以及一些极微量的污染物以进行电浆清洁动作,而在电浆在对该晶圆80进行清洁的同时亦会轰击到该铝圈50,使该铝圈50表面上的铝分子被轰击出来而直接与气态的副产物结合,以使这些气态的副产物不会在制程之中及结束后扩散污染到该晶圆80的表面,此外这些铝分子亦会实时镀到该机壳10的内侧遮板12上,以将部分的副产物固定住,而使这些副产物不会再离开遮板造成污染(配合参阅图4所示)。而达该晶圆80被清洁完成后,则反向进行上述的动作以将该晶圆80送出。如此,便可避免电桨清洁制程之中副产物造成污染,以及可延长铝贴附制程进行的周期而可大幅提升工作效率。

请参阅图5所示,为本实用新型所述的电浆蚀刻反应室改良结构的另一实施例,其结构与上述实施例大致相同,差别仅在于本实施例中更包括有一环形铝板90、一第三电极91及一控制系统100。其中,该环形铝板90环设于该基座20的周围,该第三电极91一端接于该环形铝板90的底面,另一端则穿过该基座20中并由该驱动杆21之中向下延伸到外部,可配合该第一电极30于其间产生电浆,以将该环形铝板90表面的铝分子轰击出来,进而提升实时铝贴附的作用。该控制系统100可供控制该第一电极30、该第二电极40及该第三电极91的通电及结束的时间,例如该控制系统100会控制该第三电极91通电的时间比第一电极30及第二电极40晚,且比第一电极30及第二电极40早结束(配合参阅图6所示),以确保该铝圈50被电浆打出的铝分子不会污染到该晶圆80。

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