單片杯式旋轉蝕刻裝置的製作方法
2023-05-18 06:17:01 2
專利名稱：單片杯式旋轉蝕刻裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種半導體及封裝行業用於蝕刻鋁、銅、鈦、金、鈦、鎢等金屬的裝置，尤其涉及一種單片杯式旋轉蝕刻裝置。
背景技術：
在對晶圓進行蝕刻線路時，要求線路、焊盤的開口範圍尺寸不得低於設計值22UM，且晶圓整片分布的每個點的相差值在±3UM以內，以保證晶圓整片蝕刻的均勻性。目前常用的蝕刻方式有槽式抖動(整批處理)、旋轉噴灑式(單片處理)。槽式抖動工藝中，使晶圓在槽體內依靠自動手臂做上下抖動來完成蝕刻，這種依靠手臂上下抖動的方式蝕刻出來的線路及焊盤其均勻性較差，因槽內藥液分布上下位置濃度本就有差異存在且晶圓只在槽內做上下抖動，晶圓上下左右各點之間的蝕刻數據就相差更大，因為是整批次處理方式，晶圓與晶圓之間的差異就更加明顯。旋轉噴灑式蝕刻的均勻性較好，但它的弱點在於機器本 身造價高，特別是其供液循環系統回收利用難以實現，不利於節能減排，因其是在線加熱方式，加熱系統過慢，如在蝕刻厚度超4UM的鋁UBM時供液系統一次要噴滿6分鐘以上，加熱作業有時存在等待腐蝕的狀態，增加了作業工時。單片杯式旋轉蝕刻法是通過將儲液槽內的已加熱或冷卻好的藥液從儲液槽內通過循環泵經過過濾器抽至杯子腔體內，使在杯子上方有夾具裝好的倒掛旋轉晶圓，由杯子底部抽上來的藥液進行反應,這樣來蝕刻線路及焊盤。另外，夾具裝好時倒掛旋轉晶圓，通過設定不同的旋轉速度、流量能起到整片均勻性非常好的目的；抽至杯內的藥液不斷出現溢流並流回儲液槽繼續加熱或冷卻，這即保證藥液供液的新鮮同時又使藥水的回收重複利用輕鬆實現。
發明內容
為了克服上述缺陷，本發明提供了一種單片杯式旋轉蝕刻裝置，其裝置結構簡單，使用方便，蝕刻產品時效率高、均勻性好，且便於蝕刻藥液的回收重複利用。本發明為了解決其技術問題所採用的技術方案是一種單片杯式旋轉蝕刻裝置，其包括儲液槽、杯子腔體、循環泵和晶圓正反旋轉鎖定裝置，所述循環泵恰能把盛裝於所述儲液槽內的蝕刻混合液輸送到所述杯子腔體內；所述晶圓正反旋轉鎖定裝置恰可拆卸固定晶圓並帶動所述晶圓做正反方向旋轉；以杯子腔體的開口方向為上方作為基準，所述晶圓正反旋轉鎖定裝置設於所述杯子腔體的正上方，且安裝於所述晶圓鎖定裝置上的晶圓至少位於所述杯子腔體的開口面以下。這樣，使用時，把晶圓安裝於晶圓鎖定裝置上，並通過循環泵把盛裝於所述儲液槽內的蝕刻混合液輸送到杯子腔體內並達到晶圓所在平面，然後啟動晶圓正反旋轉鎖定裝置使其帶動晶圓做正反方向的旋轉，從而使蝕刻混合液接觸晶圓進行蝕刻作業。作為本發明的進一步改進，所述杯子腔體的底部與所述儲液槽連通，並在其連通的第一管道上設有第一腔體排放閥。這樣，在使用該裝置之前，可通過杯子腔體向儲液槽內添加蝕刻混合液的原料進行蝕刻混合液的配製。作為本發明的進一步改進，所述杯子腔體設於所述儲液槽的上方，在所述杯子腔體的外圍設有溢流槽，所述溢流槽與所述儲液槽連通，並在其連通的第二管道上設有第二腔體排放閥。這樣，循環泵把儲液槽內的蝕刻混合液不斷輸送到杯子腔體內，當杯子腔體內的蝕刻混合液溢流時，可把溢流液聚集到溢流槽內，然後再流回儲液槽，從而實現蝕刻混合液的循環利用。作為本發明的進一步改進，在所述儲液槽和所述杯子腔體之間設有輸送管道，並在該輸送管道上從靠近儲液槽到杯子腔體方向依次設有循環控制閥、循環泵、過濾器和流量計。這樣，在進行蝕刻時，循環泵把儲液槽內的蝕刻混 合液輸送到杯子腔體的過程中，可通過過濾器對蝕刻混合液進行過濾後再輸送到杯子腔體，並經過流量計計算其蝕刻混合液的流量。作為本發明的進一步改進，在所述儲液槽上還設有廢液排放閥和廢液排放泵。當蝕刻混合液達不到蝕刻工藝要求時，可開啟廢液排放閥和廢液排放泵把儲液槽內的蝕刻混合液排出。作為本發明的進一步改進，在所述儲液槽上還設有加熱器和溫度感應器。這樣，通過溫度感應器可實時監控儲液槽內蝕刻混合液的溫度，並根據需要選擇開啟加熱器對蝕刻混合液進行加熱。作為本發明的進一步改進，在所述儲液槽內還設有超高液位感應器、高液位感應器、低液位感應器和超低液位感應器。這樣，通過液位感應器可檢測儲液槽內液面，也可在使用前進行蝕刻混合液配製時感應原料的加入量，使用更加方便。作為本發明的進一步改進，還設有一水槽、水槍和氮氣槍，另設有補水裝置和氮氣供應裝置，所述補水裝置可分別對所述儲液槽、水槽和水槍進行補水，所述氮氣供應裝置為所述氮氣槍提供氮氣。這樣，蝕刻完後的晶圓，可先拿到水槽內進行初步清洗；在儲液槽內需要補充水的時候可選擇補水裝置進行補水；另在需要對杯子腔體進行清洗時，對應難以清洗的汙染物，可選擇水槍和氮氣槍進行清洗。作為本發明的進一步改進，在所述單片杯式旋轉蝕刻裝置的底面平臺上設有漏液感應器，當有液體遺漏時，漏液感應器會發出報警信號。作為本發明的進一步改進，所述正反旋轉鎖定裝置上設有旋轉電機、PLC控制器和轉速感應器，所述PLC控制器接收所述轉速感應器的信號並控制所述旋轉電機的動作。本發明的有益效果是本發明提供了一種單片杯式旋轉蝕刻裝置，其結構簡單，使用方便，通過圓片水平接觸於蝕刻藥水，並做正反旋轉運動，其蝕刻效率高、均勻性好，且便於蝕刻藥液的回收利用。
圖I為本發明實施例結構示意圖。結合附圖，作以下說明I——儲液槽 2——杯子腔體3——循環泵 4——晶圓正反旋轉鎖定裝置5—第一管道6—第一腔體排放閥
7——溢流槽8——第二管道9——第二腔體排放閥10——輸送管道11——循環控制閥12——過濾器13——流量計14——廢液排放閥15——廢液排放泵16——加熱器17——溫度感應器18——超高液位感應器19——高液位感應器20——低液位感應器21——超低液位感應器22——水槽
23——7jC槍24——氮氣槍25-漏液感應器26-過濾器排氣閥27——第一補水閥28——第二補水閥29-第三補水閥30-排水閥
具體實施例方式結合附圖1，對本發明作進一步詳細說明。一種單片杯式旋轉蝕刻裝置，其包括儲液槽I、杯子腔體2、循環泵3和晶圓正反旋轉鎖定裝置4，循環泵恰能把盛裝於儲液槽內的蝕刻混合液輸送到杯子腔體內；晶圓正反旋轉鎖定裝置恰可拆卸固定晶圓並帶動晶圓做正反方向旋轉；以杯子腔體的開口方向為上方作為基準，晶圓正反旋轉鎖定裝置設於杯子腔體的正上方，且安裝於晶圓鎖定裝置上的晶圓至少位於杯子腔體的開口面以下。這樣，使用時，把晶圓安裝於晶圓鎖定裝置上，並通過循環泵把盛裝於所述儲液槽內的蝕刻混合液輸送到杯子腔體內並達到晶圓所在平面，然後啟動晶圓正反旋轉鎖定裝置使其帶動晶圓做正反方向的旋轉，從而使蝕刻混合液接觸晶圓進行蝕刻作業。上述杯子腔體的底部與儲液槽連通，並在其連通的第一管道5上設有第一腔體排放閥6。這樣，在使用該裝置之前，可通過杯子腔體向儲液槽內添加蝕刻混合液的原料進行蝕刻混合液的配製。上述杯子腔體設於儲液槽的上方，在杯子腔體的外圍設有溢流槽7，溢流槽與儲液槽連通，並在其連通的第二管道8上設有第二腔體排放閥9。這樣，循環泵把儲液槽內的蝕刻混合液不斷輸送到杯子腔體內，當杯子腔體內的蝕刻混合液溢流時，可把溢流液聚集到溢流槽內，然後再流回儲液槽，從而實現蝕刻混合液的循環利用。在上述儲液槽和杯子腔體之間設有輸送管道10，並在該輸送管道上從靠近儲液槽到杯子腔體方向依次設有循環控制閥11、循環泵、過濾器12和流量計13。這樣，在進行蝕刻時，循環泵把儲液槽內的蝕刻混合液輸送到杯子腔體的過程中，可通過過濾器對蝕刻混合液進行過濾後再輸送到杯子腔體，並經過流量計計算其蝕刻混合液的流量。另外，在過濾器上還設有過濾器排氣閥26，該過濾器排氣閥與儲液槽相通，因此其可把過濾器內的氣體排回到儲液槽內。在上述儲液槽上還設有廢液排放閥14和廢液排放泵15。當蝕刻混合液達不到蝕刻工藝要求時，可開啟廢液排放閥和廢液排放泵把儲液槽內的蝕刻混合液排出。在上述儲液槽上還設有加熱器16和溫度感應器17。這樣，通過溫度感應器可實時監控儲液槽內蝕刻混合液的溫度,並根據需要選擇開啟加熱器對蝕刻混合液進行加熱。在上述儲液槽內還設有超高液位感應器18、高液位感應器19、低液位感應器20和超低液位感應器21。這樣，通過液位感應器可檢測儲液槽內液面，也可在使用前進行蝕刻混合液配製時感應原料的加入量，使用更加方便。上述裝置上還設有一水槽22、水槍23和氮氣槍24，水槽下方設有排水閥30，另設有補水裝置和氮氣供應裝置，補水裝置可分別對儲液槽、水槽和水槍進行補水，如圖I所示，補水裝置通過第三補水閥29和第一補水閥27這一水路來對儲液槽進行補水,通過第三補水閥29和第二補水閥28這一水路來對水槽22進行補水。氮氣供應裝置為所述氮氣槍提供氮氣。這樣，蝕刻完後的晶圓，可先拿到水槽內進行初步清洗；在儲液槽內需要補充水的時候可選擇補水裝置進行補水；另在需要對杯子腔體進行清洗時，對應難以清洗的汙染物，可選擇水槍和氮氣槍進行清洗。在上述單片杯式旋轉蝕刻裝置的底面平臺上設有漏液感應器25，當有液體遺漏 時，漏液感應器會發出報警信號。上述正反旋轉鎖定裝置上設有旋轉電機、PLC控制器和轉速感應器，PLC控制器接收轉速感應器的信號並控制旋轉電機的動作。
權利要求
1.一種單片杯式旋轉蝕刻裝置，其特徵在於其包括儲液槽(I)、杯子腔體(2)、循環泵(3)和晶圓正反旋轉鎖定裝置(4)，所述循環泵恰能把盛裝於所述儲液槽內的蝕刻混合液輸送到所述杯子腔體內；所述晶圓正反旋轉鎖定裝置恰可拆卸固定晶圓並帶動所述晶圓做正反方向旋轉；以杯子腔體的開口方向為上方作為基準，所述晶圓正反旋轉鎖定裝置設於所述杯子腔體的正上方，且安裝於所述晶圓鎖定裝置上的晶圓至少位於所述杯子腔體的開口面以下。
2.根據權利要求I所述的單片杯式旋轉蝕刻裝置，其特徵在於所述杯子腔體的底部與所述儲液槽連通，並在其連通的第一管道(5)上設有第一腔體排放閥(6)。
3.根據權利要求I所述的單片杯式旋轉蝕刻裝置，其特徵在於所述杯子腔體設於所述儲液槽的上方，在所述杯子腔體的外圍設有溢流槽(7)，所述溢流槽與所述儲液槽連通，並在其連通的第二管道(8)上設有第二腔體排放閥(9)。
4.根據權利要求I所述的單片杯式旋轉蝕刻裝置，其特徵在於在所述儲液槽和所述杯子腔體之間設有輸送管道(10)，並在該輸送管道上從靠近儲液槽到杯子腔體方向依次設有循環控制閥(11)、循環泵、過濾器(12)和流量計(13)。
5.根據權利要求I所述的單片杯式旋轉蝕刻裝置，其特徵在於在所述儲液槽上還設有廢液排放閥(14)和廢液排放泵(15)。
6.根據權利要求I所述的單片杯式旋轉蝕刻裝置，其特徵在於在所述儲液槽上還設有加熱器(16)和溫度感應器(17)。
7.根據權利要求I所述的單片杯式旋轉蝕刻裝置，其特徵在於在所述儲液槽內還設有超高液位感應器(18)、高液位感應器(19)、低液位感應器(20)和超低液位感應器(21)。
8.根據權利要求I所述的單片杯式旋轉蝕刻裝置，其特徵在於還設有一水槽(22)、水槍(23)和氮氣槍(24)，另設有補水裝置和氮氣供應裝置，所述補水裝置可分別對所述儲液槽、水槽和水槍進行補水，所述氮氣供應裝置為所述氮氣槍提供氮氣。
9.根據權利要求I所述的單片杯式旋轉蝕刻裝置，其特徵在於在所述單片杯式旋轉蝕刻裝置的底面平臺上設有漏液感應器(25)。
10.根據權利要求I至9中任一項所述的單片杯式旋轉蝕刻裝置，其特徵在於所述正反旋轉鎖定裝置上設有旋轉電機、PLC控制器和轉速感應器，所述PLC控制器接收所述轉速 感應器的信號並控制所述旋轉電機的動作。
全文摘要
本發明公開了一種單片杯式旋轉蝕刻裝置，其包括儲液槽、杯子腔體、循環泵和晶圓正反旋轉鎖定裝置，循環泵恰能把盛裝於儲液槽內的蝕刻混合液輸送到杯子腔體內；晶圓正反旋轉鎖定裝置恰可拆卸固定晶圓並帶動晶圓做正反方向旋轉；以杯子腔體的開口方向為上方作為基準，晶圓正反旋轉鎖定裝置設於杯子腔體的正上方，且安裝於晶圓鎖定裝置上的晶圓至少位於杯子腔體的開口面以下。該單片杯式旋轉蝕刻裝置，不僅結構簡單、使用方便，而且蝕刻產品時效率高、均勻性好，且便於蝕刻藥液的回收重複利用。
文檔編號C23F1/08GK102787315SQ20111012976
公開日2012年11月21日 申請日期2011年5月19日 優先權日2011年5月19日
發明者張旭華, 張金山, 王曄曄, 趙林, 顧高峰 申請人:崑山西鈦微電子科技有限公司