半導體器件晶片臺面噴腐局部防護方法及裝置的製作方法
2023-08-12 15:03:31
專利名稱：半導體器件晶片臺面噴腐局部防護方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種半導體器件的加工方法及裝置，尤其是指一種電力電 子可控矽器件的晶片臺面噴腐處理方法及裝置,本發明的技術主要用於大 功率可控矽器件的晶片臺面噴腐處理工藝中，也可以用於其它半導體元件 的晶片臺面噴腐處理。
背景技術：
在許多半導體器件的晶片表面上，其靠外有一圈臺面，在加工中需要 對其進行臺面噴射腐蝕處理。傳統大功率的晶閘管及二極體晶片加工中， 雖已用到了臺面噴射腐蝕處理技術，但由於傳統的大功率的晶閘管及二極 管晶片中部沒有對酸敏感的結構，因而不需要進行特定的防護。但目前新 的大功率半導體器件晶片中具有精細梳條，在對晶片臺面的防腐處理中， 為了有效地保護晶片中精細梳條不被腐蝕損害，必須進行必要的防護，以 保證晶片表面中部免受酸損傷，保障器件結構的完整性，這一點對具有精細梳條結構的GCT/GTO器件十分重要。因此，在新的大功率半導體器件 晶片的臺面噴射腐蝕處理加工中，需要考慮設置中心部位的防護裝置，但 一直沒有很好的方法。中國專利(專利號為ZL95110389.X;名稱為"大 臺面電力半導體器件的玻璃鈍化方法")公開了一種製作半導體器件晶片 的方法，是採用雙重屏蔽，臺面腐蝕一次成型，反覆熔燒玻璃粉製備玻璃 鈍化膜。但這與新的大功率半導體器件晶片的臺面加工方法有很大的區 別，而且也沒有涉及噴腐及防護技術。中國專利申請(專利申請號為 200610031477.h名稱為"一種旋轉噴腐方法的化學挖槽工藝方法及裝 置")也公開了一種大功率半導體器件晶片的製作工藝，其中說到採用噴 腐處理工藝，但也沒有涉及半導體器件晶片噴射腐蝕處理中心部位的防護 的問題。通過國內專利檢索尚未發現有關的專利文獻報導。 發明內容本發明的目的是針對新的大功率半導體器件晶片的臺面噴射腐蝕處 理加工中心部位防護的不足，提出一種能有效保證半導體器件晶片臺面噴 射腐蝕加工處理時，晶片中心部位不受損害的噴腐處理方法及裝置。
本發明的目的是通過下述技術方案實現的: 一種半導體元件晶片的臺 面噴射腐蝕處理加工方法，在晶片臺面噴腐處理時，對晶片上需要保護的 表面部分採取遮蓋式保護方式，使得晶片上需要保護的表面部分不受損 害。其方法是在晶片上需要保護的表面部分，通過一套遮蓋式保護系統， 蓋住晶片上需要保護的表面部分，以保證晶片上需要保護的表面部分在噴 腐處理時不會有酸液濺浸到晶片中心需要保護的部位。所述的遮蓋式保護 方式可以是通過使用一種可移動的防護罩，在晶片的臺面噴射腐蝕處理加 工中，當晶片在晶片座上安放好以後，通過自身所產生的力量，或通過外 力使防護罩緊緊貼住晶片上需要保護的表面部分，來保護晶片上需要保護 的表面部分在噴腐處理時不會有酸液濺浸損害。且防護罩上設有防酸軟體 材料層，防護罩上的防酸軟體材料層與晶片中心需要保護部位可以是無縫 隙貼合在一起的，形成一個噴腐處理酸液無法濺浸入內的密閉面。
所述的遮蓋式保護系統是一種能將晶片上需要保護的表面部分遮蓋 住的蓋式防護裝置。整個裝置至少包括一個防護罩，遮蓋在晶片中心需要 保護的部位，防護罩與晶片一起形成一個密封面，以保證晶片上需要保護
的表面部分在噴腐處理時不會受到酸液濺浸。所述的防護罩可以是通過吸 附方式吸附在晶片表面上的，也可以是直接通過外力裝置壓在晶片表面 的。所述的吸附方式可以是磁力吸附方式或真空吸附方式。所述的磁力吸 附方式可以是永磁吸附方式或電磁吸附方式。為了保證防護罩與晶片貼合 時的密封效果，在防護罩與晶片相接觸的部分可以採用具有一定彈性的防 酸軟體材料製作或在整個防護罩上設有一層防酸軟體材料層，防護罩上的 防酸軟體材料在晶片臺面噴射腐蝕處理加工中緊貼在晶片中心需要保護 部位上，保證與晶片貼合時的密封。所述的防護罩可以是通過自身所產生 的吸力貼在晶片中心需要保護部位上的，也可以是通過外力裝置施力使防 護罩貼在晶片中心需要保護部位上的。所述的吸力可以通過磁力方式產生 的，也可是通過真空吸附方式產生的。所述的外力裝置可以是機械裝置， 也可以是液壓或氣動或電動裝置。按照本發明的半導體元件晶片的臺面噴射腐蝕處理加工方法，對於在 晶片臺面噴腐處理時，需要對晶片部分表面採取有效保護，使其不受酸液 濺浸損害是十分有效的。這種遮蓋式保護方式，同以往技術相比，特點如 下1、 遮蓋式保護方式能使矽片正確定位並完成臺面腐蝕。2 、 防護罩的防酸軟體材料層既防酸又有利於同晶片的貼合。3、 整個工裝的外形尺寸小巧緊湊同主設備很好匹配。4、 噴腐加工的質量好，工效高，中間保護效果良好。5、 工裝的成本低，製造加工簡單，使用壽命也很長。
圖1是本發明的立體分解原理示意圖；圖2是本發明一個實施例的結構示意圖； 圖3是本發明另一個實施例的結構示意圖； 圖4是本發明另一個實施例的結構示意圖。圖中1、晶片底座，2、晶片，3、防護裝置，5、定位環，6、遮蓋 式防護罩，7、永磁磁鐵，8、蓋式防護罩，9、蓋式防護罩的下部分，10、 密閉面，11、進氣系統，12、罩蓋，13、外力裝置。
具體實施方式
下面將結合附圖和實施例對本發明作進一步的描述。通過圖1可以看出本發明涉及一種大功率半導體器件晶片的臺面噴 射腐蝕處理加工中的晶片中心需要保護部位的防護方法和裝置，所述的方 法是對晶片上需要保護的表面部分採取遮蓋式保護方式，保護晶片上需 要保護的表面部分不受損害。所述的遮蓋式保護方式是在晶片上需要保護 的表面部分，通過一套遮蓋式保護系統，蓋住晶片上需要保護的表面部分， 以保證晶片上需要保護的表面部分在噴腐處理時不會有酸液濺浸到晶片 中心需要保護的部位。所述的遮蓋式保護方式可以是通過一種可移動的保 護罩，在晶片的臺面噴射腐蝕處理加工中，當晶片在晶片座上安放好以後， 通過自身所產生的力量，或通過外力使保護罩緊貼晶片上需要保護的表面 部分,以保護晶片上需要保護的表面部分在噴腐處理時不會有酸液濺浸損 害。罩蓋上的防酸軟體材料層與晶片中心需要保護部位可以是無縫隙貼合 在一起的，形成一個噴腐處理酸液無法濺浸入內的密閉面。根據上述方法的遮蓋式保護系統至少包括一個晶片底座l，晶片底座 l上套有定位環2，晶片2安放在定位環2上；在晶片2的上方有一遮蓋 式的防護裝置3，防護裝置3的大小與晶片中心需要保護部位相適應，且 防護裝置3可沿晶片2的軸線方向上下移動，以保證在晶片2的臺面噴射 腐蝕處理時，防護裝置3能有效蓋住晶片中心需要保護部位，防止酸液濺 浸損害晶片中心需要保護部位;為了使得防護裝置3在臺面噴射腐蝕處理 加工時能緊貼晶片中心需要保護部位，使防護裝置3與晶片2的接觸面成 為一密閉面，在防護裝置3上與晶片相接觸的部分有一層防酸軟體材料 層，且在噴射腐蝕處理加工時，防護裝置3的防酸軟體材料層與晶片中心 需要保護部位是無縫隙貼合在一起的，形成一個噴腐處理酸液無法濺浸入 內的密閉面。 實施例一圖2給出了本發明的一個具體的實施例，從附圖2可以看出，本發明 是一種大功率半導體器件晶片的臺面噴射腐蝕處理加工中的晶片中心需 要保護部位的防護方法和裝置，所述的方法是在晶片臺面噴腐處理時， 對晶片上需要保護的表面部分採取磁力吸附罩的保護方式，保護晶片上需 要保護的表面部分不受損害。這種磁力吸附罩裝置，包括一個晶片底座l，晶片底座l上套有定位 環5，晶片2安放在定位環5上；在晶片2的中心上方有一遮蓋式的防護 罩6，遮蓋式防護罩6的大小與晶片中心需要保護部位相適應，且遮蓋式 防護罩6在遮蓋晶片中心需要保護部位的輔助工作時，可沿晶片2的軸線 方向上下移動，以保證在晶片2的臺面噴射腐蝕處理時，遮蓋式防護罩6 能有效罩住晶片中心需要保護部位，防止酸液濺浸損害晶片中心需要保護 部位；遮蓋式防護罩6為鐵金屬材料製作，在晶片底座1上鑲嵌有永磁磁
鐵7。永磁磁鐵7在晶片2安放在晶片底座1以後，當遮蓋式防護罩6下 移到一定程度時可以將遮蓋式防護罩6吸住，使得遮蓋式防護罩6吸附在 晶片2的中心上方需要保護部位。為了使得遮蓋式防護罩6在臺面噴射腐 蝕處理加工時能緊貼晶片中心需要保護部位，使遮蓋式防護罩6與晶片2 的接觸面成為一密閉面，在遮蓋式防護罩6與晶片相接觸的部分或遮蓋式 防護罩6的全部有一層防酸軟體材料層。在噴射腐蝕處理加工時，遮蓋式 防護罩6的防酸軟體材料層與晶片中心需要保護部位是無縫隙貼合在一 起的，形成一個噴腐處理酸液無法濺浸入內的密閉面。 實施例二實施例二與實施例一的結構基本是一致的，只是在晶片底座1不是鑲 嵌的永磁磁鐵，而是安裝的電磁吸附裝置，在晶片2安放在晶片底座1 以後，只要通電啟動電磁吸附裝置，就可以將遮蓋式防護罩6吸附下來， 並使其緊貼在晶片2中心上方需要保護部位上。實施例三圖3給出了本發明的另一個具體的實施例，從附圖3可以看出，本發 明是一種大功率半導體器件晶片的臺面噴射腐蝕處理加工中的晶片中心 需要保護部位的防護方法和裝置，所述的方法是:在晶片臺面噴腐處理時， 對晶片上需要保護的表面部分採取真空吸附罩的保護方式，保護晶片上需 要保護的表面部分不受損害。所述的真空吸附罩可以是通過真空吸附方式吸附在晶片表面上的。芯 片2安放在晶片底座1上，在晶片2的上方設置有一可以上下移動的蓋式 防護罩8，蓋式防護罩8採用具有一定彈性材料製作的，且蓋式防護罩8 的下部分9為盤行結構，在蓋式防護罩8的下部分9往下移動到晶片2
的上表面，與時晶片2的上表面接觸時將與晶片2的上表面形成一密閉面 10，並將隨蓋式防護罩8的下移排空內部的空氣，使蓋式防護罩8的下部 分9與晶片2接觸面形成真空，緊貼在一起，在蓋式防護罩8上還設有一 排除真空的進氣系統11。在臺面噴射腐蝕處理加工完畢後，可以通過進 氣系統11補充氣體，消除蓋式防護罩8的的下部分與晶片2接觸面所形 成的真空。 實施例四圖4給出了本發明的另一個具體的實施例，從附圖4可以看出，本發 明是一種大功率半導體器件晶片的臺面噴射腐蝕處理加工中的晶片中心 需要保護部位的防護方法和裝置，所述的方法是:在晶片臺面噴腐處理時， 對晶片上需要保護的表面部分採取遮蓋式的保護方式，保護晶片上需要保 護的表面部分不受損害。所述的遮蓋式的保護方式是通過一個遮蓋裝置， 蓋住晶片中心需要保護部位，避免晶片臺面噴腐處理時，晶片中心需要保 護部位受到酸液濺浸損害。所述的遮蓋裝置，至少包括一個晶片座1，晶片2安放在晶片座1上， 在晶片2上罩有一罩蓋12，罩蓋12可以是具有一定彈性的軟體材料製作 的，也可以是以金屬材料製作主體，再在金屬材料主體上覆蓋一層軟體材 料構成的；罩蓋12是通過外力裝置13蓋在晶片表面的。所述的外力裝置 13可以是機械裝置，也可以是液壓或氣動或電動裝置。
權利要求
1、 半導體器件晶片臺面噴腐方法，其特徵在於在晶片臺面噴腐處 理時，對晶片上需要保護的表面部分採取遮蓋式保護方式，保護晶片上需 要保護的表面部分不受損害。
2、 如權利要求l所述的半導體器件晶片臺面噴腐方法，其特徵在於: 所述的遮蓋式保護方式是在晶片上需要保護的表面部分，通過一套遮蓋式 保護系統，蓋住晶片上需要保護的表面部分，以保證晶片上需要保護的表 面部分在噴腐處理時不會有酸液濺浸到晶片中心需要保護的部位。
3、 如權利要求1或2所述的半導體器件晶片臺面噴腐方法，其特徵 在於所述的遮蓋式保護方式是通過一種可移動的保護罩，在晶片的臺面 噴射腐蝕處理加工中，當晶片在晶片座上安放好以後，通過自身所產生的 力量，或通過外力使保護罩下移蓋住晶片上需要保護的表面部分，來保護 晶片上需要保護的表面部分在噴腐處理時不會有酸液濺浸損害。
4、 如權利要求1或2所述的半導體器件晶片臺面噴腐方法，其特徵 在於所述的保護罩上設有防酸軟體材料層，防酸軟體材料層晶片中心需 要保護部位可以是無縫隙貼合在一起的，形成一個噴腐處理酸液無法濺浸 入內的密閉面。所提出的半導體元件的臺面防護裝置是在半導體元件的臺 面上設置有一種用導電材料製作的導電防護裝置。
5、 一種實現權利要求1所述半導體器件晶片臺面噴腐方法的半導體 器件晶片臺面噴腐防護裝置，其特徵在於所述的半導體器件晶片臺面噴 腐防護裝置至少包括一個保護罩，遮蓋在晶片臺面噴腐處理時，正好蓋在 晶片中心需要保護的部位，保護罩與晶片一起形成一個密封面，以保證芯 片上需要保護的表面部分在噴腐處理時不會受到酸液濺浸。
6、 如權利要求5所述的半導體器件晶片臺面噴腐防護裝置，其特徵在於:所述的保護罩是通過吸附方式吸附在晶片表面上的或直接通過外力 裝置緊貼在晶片表面的。
7、 如權利要求6所述的半導體器件晶片臺面噴腐防護裝置，其特徵 在於所述的吸附方式可以是磁力吸附方式或真空吸附方式；所述的吸力 可以通過磁力方式產生的，也可是通過真空吸附方式產生的。
8、 如權利要求7所述的半導體器件晶片臺面噴腐防護裝置，其特徵在於所述的磁力吸附方式可以是永磁吸附方式或電磁吸附方式。
9、 如權利要求6所述的半導體器件晶片臺面噴腐防護裝置，其特徵在於:所述的外力裝置可以是機械裝置，也可以是液壓或氣動或電動裝置。
10、 如權利要求6所述的半導體器件晶片臺面噴腐防護裝置，其特徵 在於:在保護罩與晶片相接觸的部分為具有一定彈性的防酸軟體材料製作或在整個保護罩上設有一層防酸軟體材料層。
全文摘要
半導體器件晶片臺面噴腐方法及裝置，在晶片臺面噴腐處理時，對晶片上需要保護的表面部分採取遮蓋式保護方式，保護晶片上需要保護的表面部分不受損害。通過一套遮蓋式保護系統，蓋住晶片上需要保護的表面部分，以保證晶片上需要保護的表面部分在噴腐處理時不會有酸液濺浸到晶片中心需要保護的部位。整個裝置至少包括一個保護罩，遮蓋在晶片臺面噴腐處理時，正好蓋在晶片中心需要保護的部位，保護罩與晶片一起形成一個密封面，以保證晶片上需要保護的表面部分在噴腐處理時不會受到酸液濺浸。所述的保護罩可以是通過吸附方式吸附在晶片表面上的，也可以是直接通過外力裝置緊貼在晶片表面的。
文檔編號C23F1/02GK101123173SQ20071003578
公開日2008年2月13日 申請日期2007年9月20日 優先權日2007年9月20日
發明者明 張, 李繼魯, 誼 蔣, 陳芳林 申請人:株洲南車時代電氣股份有限公司