以攪棒擾動載具邊緣的溼製程蝕刻裝置及方法
2023-09-17 08:56:50 1
專利名稱：以攪棒擾動載具邊緣的溼製程蝕刻裝置及方法
技術領域：
本發明涉及一種溼製程蝕刻方法及裝置，尤其涉及一種以攪棒擾動載具邊緣的溼製程蝕刻方法及裝置。
背景技術：
一般在進行溼式蝕刻時，首先反應物利用擴散效應，通過一層薄薄的擴散邊界層，以到達被蝕刻薄膜表面。然後，這些反應物將與薄膜表面的分子產生化學反應，並生成各種反應生成物。這些位於薄膜表面的反應生成物，也將利用擴散效應，通過擴散邊界層到達溶液裡，而後隨著溶液排出。為了增加擴散效應，有利用磁鐵帶動蝕刻槽底部的攪棒以攪拌蝕刻液，但此種方式僅能攪動下層的蝕刻液，對於大面積的玻璃或晶圓的蝕刻，亦不能到達載具的凹槽(Slot)處,會形成死角。授予Jellrey C. Calio等人的美國專利第6，054，162號教導一種攪拌蝕刻液的方法及裝置，在蝕刻槽底部放出氣泡，以攪拌蝕刻液，但仍不能攪動 到載具的凹槽(Slot)處，亦會形成死角。
發明內容
本發明所要解決的技術問題就是提供一種以攪棒擾動載具邊緣的溼製程蝕刻裝置及方法，利用攪棒往復式攪拌產生微小振動，提高蝕刻均勻度，而提升良率。本發明另提供一種以攪棒擾動載具邊緣的溼製程蝕刻裝置及方法，以排除載具凹槽處的流場死角，提高蝕刻均勻度，進而提升良率。為解決上述技術問題，本發明採用如下技術方案一種以攪棒擾動載具邊緣的溼製程蝕刻裝置，包括溼製程蝕刻槽，所述溼製程蝕刻槽內設有蝕刻液及載具，所述載具設有多個凹槽，所述凹槽置放有工件，其特徵在於，還包括兩攪棒組，所述兩攪棒組分別設置於所述載具的兩側，每一攪棒組各具有至少一攪棒，所述攪棒由驅動機構所帶動，用於擾動所述蝕刻液。作為優選，所述攪棒組的攪棒設置為一支或多支。作為優選，所述攪棒組的攪棒形成有寬部及窄部。作為優選，所述攪棒組的驅動機構由馬達連接連杆組成。作為優選，所述攪棒組的驅動機構由氣壓缸連接連杆組成。作為另一種優選的方案一種以攪棒擾動載具邊緣的溼製程蝕刻方法，包括步驟如下將工件置於載具的凹槽內；將置有所述工件的載具放置於內設有蝕刻液的溼製程蝕刻槽內；以及將設置於所述載具兩側的兩攪棒組的攪棒以驅動機構帶動，用於擾動所述蝕刻液。作為優選，所述兩攪棒組同向或反向的移動。作為優選，所述攪棒組的攪棒的攪拌頻率為每分鐘5至20次。作為優選，所述攪棒組的攪棒設置為一支或多支。作為優選，所述攪棒組的攪棒形成有寬部及窄部。
本發明具有以下有益的效果本發明利用攪棒往復式攪拌，可以擾動蝕刻液產生不同方向的水波來推動工件的兩邊，使其一邊向前，一邊向後抵住凹槽，使工件產生微小振動(Micro-vibration),可使得位於載具(Cassette)內各工件能夠得到均勻的蝕刻液分布，尤其是在固定工件的凹槽處，為蝕刻液最不易擴散到達的死角，使用攪棒的往復式攪拌，可提高工件的蝕刻均勻度。經由進一步地調整攪拌頻率及攪棒的形狀、數量及位置，更可排除載具凹槽處的流場死角，有效降低擴散邊界層厚度，進而提高工件的蝕刻均勻度。為使能更進一步了解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與附圖，然而附圖僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制。
圖I為本發明溼式蝕刻的擴散邊界層理論的示意圖。圖2為本發明實施例以攪棒擾動載具邊緣的溼製程蝕刻裝置的示意圖。圖3為本發明另一實施例攪棒的示意圖。圖4為本發明實施例以攪棒擾動載具邊緣形成水波的示意圖。圖5為本發明攪棒反向擾動的示意圖。其中，附圖標記說明如下I溼製程蝕刻槽2攪棒組21 攪棒211 窄部212 寬部22驅動機構221 連杆222氣壓缸3 載具31 凹槽4 工件A 水波B 水波a反應物b擴散邊界層c 薄膜d反應生成物
具體實施例方式請參閱圖1，在進行溼式蝕刻時，首先反應物a利用擴散效應，通過一層薄薄的擴散邊界層b，以到達被蝕刻的薄膜c表面。然後這些反應物a將與薄膜c表面的分子產生化學反應，並生成各種反應生成物d。這些位於薄膜c表面的反應生成物d，也將利用擴散效應，通過擴散邊界層b到達溶液裡，而後隨著溶液排出。根據流體的質量傳輸(MassTransfer)公式可知,設備使用Paddle攪拌方式，以增加W(振動頻率或角頻率)的值,可降低擴散邊界層厚度(8 )，進而提高擴散速率及最終蝕刻速率。其中D為擴散常數，V為粘度(Kinetic Viscosity)。擴散層厚度5 = 1.61D1/3V1/6(w)-1/2請參閱圖2，本發明提供一種以攪棒擾動載具邊緣的溼製程蝕刻裝置，包括溼製程蝕刻槽I及兩攪棒組2，所述溼製程蝕刻槽I內設有蝕刻液(圖略)，蝕刻液的材質並不限制。所述溼製程蝕刻槽I內中間處設有載具3，所述載具3設有多個凹槽31，所述凹槽31可用以置放需要蝕刻的工件4，載具3的結構為現有的技術，故不予以贅述。所述工件4可為玻璃或晶圓等。所述兩攪棒組2分別設置於所述載具3的兩側，且所述兩攪棒組2位於溼製程蝕
刻槽I內，如圖2所示兩攪棒組2分別設置於所述載具3的左側及右側。每一攪棒組2各具有至少一攪棒21，攪棒21的形狀並不限制，可為筆直狀的杆體，也可為曲折狀的杆體，攪棒21的形狀可因應需要彈性地變化。所述攪棒21以驅動機構22所帶動，驅動機構22的構造也不限制，例如可由馬達或氣壓缸等連接連杆組成，本實施例所揭示的驅動機構22由氣壓缸222連接連杆221組成。可利用驅動機構22帶動兩攪棒組2的攪棒21 —組向前、一組向後地往復攪拌蝕刻液。兩攪棒組2的攪棒21移動的方向並不限制，兩攪棒組2的攪棒21可同向或反向的移動，例如兩攪棒組2的攪棒21可以一組向前、一組向後的移動，也可以兩組同時向前或向後的移動，兩攪棒組2的攪棒21反向的移動，擾動的效果較強。兩攪棒組2的攪棒21移動的速度及方向皆可以因應不同需要而彈性地調整。每一攪棒組2的攪棒21可設置為一支、兩支或多支，攪棒21的數量並不限制，但不可過多，否則會行程不足，擾動力道太小，如圖2所示兩攪棒組2各設有一支攪棒21，。所述攪棒組2的攪棒21的攪拌頻率為每分鐘5至20次。如圖3所示，攪棒21也可以形成不等的寬度，部分較寬，部分較窄，亦即每一攪棒21形成有窄部211及寬部212，使攪棒21可產生不同的擾動效果，寬部212的阻力大、擾動效果大，窄部211的阻力小、擾動效果小，以便因應工件4的不同需求而彈性地調整攪棒21的寬窄尺寸。本發明另提一種以攪棒擾動載具邊緣的溼製程蝕刻方法，包括步驟如下將工件4置於載具3的凹槽31內；將所述置有工件4的載具3放置於內設有蝕刻液的溼製程蝕刻槽I內；以及將設置於所述載具3兩側的兩攪棒組2的攪棒21由驅動機構22帶動，用於擾動所述蝕刻液。請參閱圖4，載具3的凹槽31可置放需要蝕刻的工件4(如玻璃或晶圓)，其中位於左側的攪棒組2的攪棒21向前推動蝕刻液形成水波A，進而推動工件4的左側向前移動，使蝕刻液到達凹槽31內的工件4表面。相反地，位於右側的攪棒組2的攪棒21向後推動蝕刻液形成水波B，進而推動工件4的右側向後移動，使蝕刻液到達凹槽31內的工件4表面。因而能有效地降低擴散邊界層厚度，並使蝕刻液進入最不易擴散到達凹槽31內的死角，進而提高工件4的蝕刻均勻度。請參閱圖5,兩攪棒組2的攪棒21移動方向與圖4所示相反,其中位於左側的攪棒組2的攪棒21向後推動蝕刻液形成水波A，進而推動工件4的左側向後移動，使蝕刻液到達凹槽31內的工件4表面。相反地，位於右側的攪棒組2的攪棒21向前推動蝕刻液形成水波B，進而推動工件4的右側向前移動，使蝕刻液到達凹槽31內的工件4表面。如此反覆擾動，以提高工件4的蝕刻均勻度。本發明利用攪棒往復式攪拌，可以擾動蝕刻液產生不同方向的水波來推動工件的兩邊，使其一邊 向前，一邊向後抵住凹槽，使工件產生微小振動，可使得位於載具內各工件能夠得到均勻的蝕刻液分布，尤其是在固定工件的凹槽處，為蝕刻液最不易擴散到達的死角，使用攪棒的往復式攪拌，可提高工件的蝕刻均勻度。以上所述僅為本發明的較佳實施例，非意欲局限本發明的權利要求範圍，故舉凡運用本發明說明書及附圖內容所為的等效變化，均同理皆包含於本發明的權利要求範圍內，合予陳明。
權利要求
1.一種以攪棒擾動載具邊緣的溼製程蝕刻裝置，包括溼製程蝕刻槽，所述溼製程蝕刻槽內設有蝕刻液及載具，所述載具設有多個凹槽，所述凹槽置放有工件，其特徵在於，還包括兩攪棒組，所述兩攪棒組分別設置於所述載具的兩側，每一所述攪棒組各具有至少一攪棒，所述攪棒由驅動機構所帶動，用於擾動所述蝕刻液。
2.如權利要求I所述的以攪棒擾動載具邊緣的溼製程蝕刻裝置，其特徵在於，每一所述攪棒組的所述攪棒設置為一支或多支。
3.如權利要求I所述的以攪棒擾動載具邊緣的溼製程蝕刻裝置，其特徵在於，每一所述攪棒組的所述攪棒形成有窄部及寬部。
4.如權利要求I所述的以攪棒擾動載具邊緣的溼製程蝕刻裝置，其特徵在於，每一所述攪棒組的所述驅動機構由馬達連接連杆組成。
5.如權利要求I所述的以攪棒擾動載具邊緣的溼製程蝕刻裝置，其特徵在於，每一所述攪棒組的所述驅動機構由氣壓缸連接連杆組成。
6.一種以攪棒擾動載具邊緣的溼製程蝕刻方法，其特徵在於，包括步驟如下 將工件置於載具的凹槽內； 將置有所述工件的所述載具放置於內設有蝕刻液的溼製程蝕刻槽內；以及 將設置於所述載具兩側的兩攪棒組的攪棒以驅動機構帶動，用於擾動所述蝕刻液。
7.如權利要求6所述的以攪棒擾動載具邊緣的溼製程蝕刻方法，其特徵在於，所述兩攪棒組的所述攪棒同向或反向地移動。
8.如權利要求6所述的以攪棒擾動載具邊緣的溼製程蝕刻方法，其特徵在於，每一所述攪棒組的所述攪棒的攪拌頻率為每分鐘5至20次。
9.如權利要求6所述的以攪棒擾動載具邊緣的溼製程蝕刻方法，其特徵在於，每一所述攪棒組的所述攪棒設置為一支或多支。
10.如權利要求6所述的以攪棒擾動載具邊緣的溼製程蝕刻方法，其特徵在於，每一所述攪棒組的所述攪棒形成有窄部及寬部。
全文摘要
一種以攪棒擾動載具邊緣的溼製程蝕刻裝置，包括溼製程蝕刻槽，所述溼製程蝕刻槽內設有蝕刻液及載具，所述載具設有多個凹槽，所述凹槽置放有工件。還包括兩攪棒組，所述兩攪棒組分別設置於所述載具的兩側，每一攪棒組各具有至少一攪棒，所述攪棒由驅動機構所帶動，用於擾動所述蝕刻液。藉此，利用攪棒往復式攪拌產生微小振動，提高蝕刻均勻度，而提升良率。
文檔編號H01L21/02GK102983061SQ20121031920
公開日2013年3月20日 申請日期2012年8月31日 優先權日2011年9月6日
發明者陳文隆, 顏錫鴻, 陳毓正, 馬俊麒, 餘智林 申請人:弘塑科技股份有限公司