CN102779724A - 单面蚀刻方法及单面蚀刻装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种单面蚀刻方法及装置。其中单面蚀刻方法包括提供晶圆，此晶圆具有上表面及下表面；形成液态保护层于晶圆的上表面；使晶圆藉由输送装置通过液槽，液槽容置有蚀刻液；以及使晶圆与蚀刻液接触进行蚀刻。藉由所形成于晶圆上表面的液态保护层，保护晶圆上表面在蚀刻制程中，不会受蚀刻液影响或制程中蚀刻液的喷溅，进一步避免晶圆上表面产生蚀刻痕迹，同时简化生产制程，提高产能效率。

Description

单面蚀刻方法及单面蚀刻装置

技术领域

本发明涉及一种晶圆蚀刻方法及装置，尤其涉及一种晶圆的单面蚀刻方法及装置。

背景技术

现代科技产品中晶圆的应用相当广泛，尤其是通讯、计算机、网络、光电相关等电子设备中，晶圆的存在是不可或缺的，而随着市场对这些电子产品的需求日益增加，如何快速、有效率的改良晶圆生产制程并提供足供应付市场需求的芯片是半导体厂商努力的目标。在一般晶圆生产制程中，会依晶圆应用所需的设计条件不同而制程各有差异，其中有湿式化学晶圆蚀刻制程，此种湿制程有多种制程上的应用，例如，光阻剂剥除、氮化硅及氧化硅的去除等。一般而言，湿式化学蚀刻的硬设备包括用以进行主蚀刻反应(main etch process)、中介清洗(intermediary wash)、漂洗(rinse)，及干燥(drying)等多个处理制程。

而晶圆的湿式蚀刻制程有单面及双面蚀刻两种，单面蚀刻制程是指仅针对晶圆的单一个表面进行蚀刻制程，且不对晶圆上除了欲蚀刻表面以外的面进行处理，为达成此目的，在制程中蚀刻液多只能触及被指定蚀刻的单面。若非指定面的晶圆受蚀刻液沾染影响时，会影响到晶圆的整体功能性，甚至可能会导致晶圆的部分范围无法使用而必须放弃，所以晶圆进行单面蚀刻制程时，如何有效避免蚀刻液沾染波及非指定蚀刻的表面，成为业界一直关注的议题。

现有技术中，晶圆单面蚀刻时避免非指定蚀刻面沾染到蚀刻液的方法有多种，有的技术是另附加保护层(如光阻剂或黏胶)于晶圆非指定蚀刻的面上，以避免制程中侵蚀液的沾染，然而此法于蚀刻完成后必须多一道清除保护层的制程，不仅增加制程上的繁琐，同时若清除不完全时还可能有残胶而造成晶圆表面的污染，或者是在清除保护层的过程中而使晶圆产生刮伤，十分不便。此外，另一种现有技术是晶圆在蚀刻槽传输的过程中，使蚀刻液仅接触晶圆欲蚀刻的表面，或藉由传输的滚轮沾附蚀刻液后，蚀刻液藉由毛细现象沾附至晶圆欲蚀刻的表面以达到单面蚀刻效果，但是此种方法可能会导致晶圆上蚀刻液沾附不均而造成晶圆蚀刻不完全，且由于晶圆不进行蚀刻的表面没有进行任何保护，因此当在蚀刻过程中，蚀刻液因蚀刻的化学作用产生气泡，在气泡爆开时部分蚀刻液会飞溅至晶圆上未受到保护且不欲进行蚀刻的表面，造成蚀刻痕迹(Etching mark)的产生，不但无法确保晶圆蚀刻后的质量，甚至可能影响晶圆的使用效能。

有鉴于此，如何针对上述现有晶圆单面蚀刻方法及装置所存在的缺点进行研发改良，让使用者能够更方便使用且制作成本降到最低，实为相关业界所需努力研发的目标。

发明内容

为了解决上述先前技术不尽理想之处，本发明提供了一种单面蚀刻方法。此种单面蚀刻方法

包含下列步骤：

(1)首先提供晶圆，晶圆具有上表面及下表面；

(2)形成液态保护层于晶圆的上表面；

(3)使晶圆藉由输送装置通过液槽，此液槽容置有蚀刻液；以及

(4)使晶圆与蚀刻液接触进行蚀刻。

所述的单面蚀刻方法，其中液态保护层对晶圆的表面附着力大于蚀刻液对晶圆的表面附着力。

所述的单面蚀刻方法，其中液态保护层为挥发性液体。

所述的单面蚀刻方法，其中液态保护层选自由异丙醇、丙酮及其任意组合所组成的群组。

所述的单面蚀刻方法，其中蚀刻液接触晶圆的下表面。

所述的单面蚀刻方法，其中蚀刻液经由输送装置而接触晶圆的下表面。

所述的单面蚀刻方法，其中液态保护层选自由接触式、非接触式及其两者组合所组成的方式而形成于晶圆上。

所述的单面蚀刻方法，其中液态保护层以接触式形成于晶圆上的方式，是由滚筒及毛刷中的一种方式，而将液态保护层涂抹于晶圆的上表面。

所述的单面蚀刻方法，其中液态保护层以非接触式形成于晶圆上的方式，是以喷洒装置将液态保护层形成于晶圆的上表面。

所述的单面蚀刻方法，其中液态保护层以组合式形成于晶圆上的方式，是以喷洒装置结合滚筒或毛刷，而将液态保护层形成于晶圆的上表面。

因此，本发明的首要目的是提供一种单面蚀刻方法，此种单面蚀刻方法形成液态保护层于晶圆的上表面，使晶圆不进行蚀刻的表面受到保护，而进一步达到仅仅蚀刻晶圆指定单面的效果。

本发明次要目的是提供一种单面蚀刻方法，此种单面蚀刻方法形成液态保护层于晶圆的上表面，使蚀刻过程中蚀刻液不易由晶圆边缘吸附上来，同时，飞溅的蚀刻液不会与晶圆产生接触反应，进一步防止晶圆易受蚀刻液损伤，造成蚀刻痕迹的产生，提高晶圆的良率。

本发明的再一目的是提供一种单面蚀刻方法，此种单面蚀刻方法利用挥发性液体形成液态保护层于晶圆的上表面，此挥发性液体可于晶圆进行下一个制程前自行挥发，不残留于晶圆上，不影响晶圆本体且不需进行清除保护层的制程，节省生产成本且有效率的提升并改良晶圆单面蚀刻的制作流程。

本发明再提供一种单面蚀刻装置，包括液槽、输送装置和披覆装置。液槽用以容置蚀刻液，输送装置传输至少一片晶圆，披覆装置邻设于液槽，并于各晶圆的上表面形成液态保护层。

所述的单面蚀刻装置，其中披覆装置是选自由滚筒、毛刷、喷洒装置及其任意组合所组成的群组。

因此，本发明的再一目的是提供一种单面蚀刻装置，此种单面蚀刻装置形成液态保护层于晶圆的上表面，使晶圆不进行蚀刻的表面受到保护，而进一步达到仅仅蚀刻晶圆指定单面的效果。

本发明次要目的是提供一种单面蚀刻装置，此种单面蚀刻装置形成液态保护层于晶圆的上表面，使蚀刻过程中蚀刻液不易由晶圆边缘吸附上来，同时，飞溅的蚀刻液不会与晶圆产生接触反应，进一步防止晶圆易受蚀刻液损伤，造成蚀刻痕迹的产生，提高晶圆的良率。

本发明的再一目的是提供一种单面蚀刻装置，此种单面蚀刻装置利用挥发性液体形成液态保护层于晶圆的上表面，此挥发性液体可于晶圆进行下一个制程前自行挥发，不残留于晶圆上，不影响晶圆本体且不需进行清除保护层的制程，节省生产成本且有效率的提升并改良晶圆单面蚀刻的制作流程。

附图说明

图1是根据本发明提出的实施例，为一种半单面蚀刻方法工作流程图；

图2是根据本发明提出的实施例，为液槽中蚀刻液与晶圆的下表面及侧缘接触示意图；

图3是根据本发明所提出的实施例，为液态保护层以滚轮涂抹于晶圆的示意图；

图4是根据本发明所提出的实施例，为液态保护层以喷洒的方式形成于晶圆的示意图；

图5是根据本发明所提出的实施例，为液态保护层以喷洒及滚轮等组合方式形成于晶圆的示意图；

图6是根据本发明提出的实施例，为液槽中蚀刻液与晶圆的下表面接触示意图；

图7是根据本发明提出的实施例，为一种单面蚀刻装置示意图。

【主要组件符号说明】

步骤        11、12、13、14

晶圆        21

上表面      211

下表面      212

侧缘        213

液态保护层      22

输送装置        23

液槽            24

蚀刻液          25

滚筒            26

喷洒装置        27

披覆装置        28

单面蚀刻装置    200

具体实施方式

由于本发明涉及一种单面蚀刻方法及装置，以下文中所对照的附图，表达与本发明特征有关的结构示意，并未亦不需要依据实际尺寸完整绘制，事先声明。

请同时参考图1及图2，图1为本发明单面蚀刻方法工作流程图，图2为本发明单面蚀刻方法的装置的液槽中蚀刻液与晶圆下表面及侧缘接触示意图，本发明的单面蚀刻方法制程步骤如下：

步骤11：提供晶圆21，此晶圆21具有上表面211及下表面212；此晶圆21的下表面212即为待蚀刻处理的单面。

步骤12：形成液态保护层22于前述晶圆21的上表面211；形成液态保护层22的方法可为接触式、非接触式或两者的组合，接触式的形成方式可采用滚轮26或毛刷涂抹(请参考图3)，非接触式的形成方式可采用喷洒装置27(请参考图4)，将液态保护层22均匀喷洒在晶圆21上，而两者的组合可以是用喷洒装置27将液态保护层22的涂料喷于滚轮26上，再藉由滚轮26涂抹于晶圆21上(请参考图5)，凡能达到同样形成液态保护层22的目的方法皆可。

步骤13：使前述晶圆21藉由输送装置23通过液槽24，此液槽24内容置有蚀刻液25；前述输送装置23可为滚轮或其它具传送效果的设备。

步骤14：使前述晶圆21与液槽24内的蚀刻液25接触进行蚀刻，晶圆21经由输送装置23与液内的蚀刻液25接触后，蚀刻液25利用毛细现象及表面附着力再附着至晶圆21以达到完成晶圆21蚀刻效果。

前述本发明的第一较佳实施例单面蚀刻方法流程中，液态保护层22的的选择需使用表面附着力较大的液体，特别是液态保护层22对于晶圆21的表面附着力需大于蚀刻液25对晶圆21的表面附着力，使液态保护层22相对于蚀刻液25可成为疏水性表面，并藉由此设计，使液态保护层22具良好排开蚀刻液25的效果。此液态保护层22进一步可为挥发性液体，藉由其挥发的特性，在晶圆21完成单面蚀刻制程之后，液态保护层22在下一个加工制程之前可以自行挥发完全且不残留，不须经由多一个去除晶圆21上保护层的清洗步骤，因此更降低于清洗过程中误伤晶圆21可能性，利用挥发性液体为液态保护层22不但简化晶圆21蚀刻的制程，且有效降低影响晶圆21表面的可能性。在本发明的实施例中，液态保护层22为异丙醇(IPA，Isopropyl alcohol)、丙酮及其任意组合所组成的群组。异丙醇多应用于工业上，是最简单的仲醇亦是丙醇异构体之一。

由上述方式及特性所形成的液态保护层22，在晶圆21蚀刻过程中可避免液槽24中意外溅起的蚀刻液25影响到晶圆21，避免在不进行蚀刻的表面上产生蚀刻痕迹。

在本实施例单面蚀刻方法中，晶圆21上表面211与下表面212之间具有侧缘213，而液槽中的蚀刻液25可接触晶圆21的下表面212及侧缘213(请参考图2)，或是蚀刻液25可仅接触晶圆21的下表面212(请参考图6)，其蚀刻液25所接触位置依照实际产品的施工及设计需求而改变，不以前述的种类为限。

请继续参考图7，此为本发明所提出的一种单面蚀刻装置200，此单面蚀刻装置200包含有液槽24、输送装置23和披覆装置28。液槽24用以容置蚀刻液25，而输送装置23设置于液槽24的上方，可传输至少一片晶圆21通过液槽24，披覆装置28则邻设于液槽24，并于各晶圆21的上表面211形成液态保护层22。此披覆装置28可以选自由滚筒26、毛刷(请参考图3)或喷洒装置27(请参考图4)，而两者的组合可以是用喷洒装置27将液态保护层22的涂料喷于滚轮26上，再藉由滚轮26涂抹于晶圆21上(请参考图5)，凡能达到同样形成液态保护层22的目的方法皆可，更进一步地说，本实施例中的单面蚀刻装置200，可配合第一实施例中单面蚀刻方法使用，以进行晶圆21的单面蚀刻制程。

又，在本发明的另一实施例中，其主要构造与图7相同，唯，所述披覆装置28除可邻设于液槽24的前端外，尚可增加成本而邻设于所述液槽24的上方，并与所述输送装置23相互组配，以利所述输送装置23在输送所述晶圆21通过液槽24而进行蚀刻的过程中，可以继续供应前述的挥发性液体，藉此以持续保护所述晶圆21的上表面211。

因此藉由本发明所提出的单面蚀刻方法及单面蚀刻装置，方法简单并可达到提升晶圆成品的良率，提高生产产能的功效，相较于传统的单面蚀刻方法，由于蚀刻后必须再经清洗过程去除保护层，不但使制程更为复杂，且清洗过程中亦可能造成晶圆受损，甚至可能让晶圆无法正常使用而将低其使用寿命，因此，本发明不仅能提升制程中晶圆的安全性，减少可能会造成的成本浪费，并提供实行简单方便的保护晶圆的方法，并将降低晶圆损害的可能，达到降整体成本且提升产能的效果。

以上所述仅为本发明较佳实施例，并非用以限定本发明权利要求的保护范围；同时以上的描述对于本领域技术人员应可明了与实施，因此其它未脱离本发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含于下述权利要求的保护范围内。

Claims (12)

1.一种单面蚀刻方法，包括：

提供一晶圆(21)，所述晶圆(21)具有一上表面(211)及一下表面(212)；

形成一液态保护层(22)于所述晶圆(21)的所述上表面(211)；

使所述晶圆(21)藉由一输送装置(23)通过一液槽(24)，所述液槽(24)容置有蚀刻液(25)；以及

使所述晶圆(21)与所述蚀刻液(25)接触进行蚀刻。

2.根据权利要求1所述的单面蚀刻方法，其特征在于，所述液态保护层(22)对所述晶圆(21)的表面附着力大于所述蚀刻液(25)对所述晶圆(21)的表面附着力。

3.根据权利要求2所述的单面蚀刻方法，其特征在于，所述液态保护层(22)为挥发性液体。

4.根据权利要求3所述的单面蚀刻方法，其特征在于，所述液态保护层(22)选自由异丙醇、丙酮及其任意组合所组成的群组。

5.根据权利要求1所述的单面蚀刻方法，其特征在于，所述蚀刻液(25)接触所述晶圆(21)的所述下表面(212)。

6.根据权利要求1所述的单面蚀刻方法，其特征在于，所述蚀刻液(25)经由所述输送装置(23)而接触所述晶圆(21)的下表面(212)。

7.根据权利要求1所述的单面蚀刻方法，其特征在于，所述液态保护层(22)选自由接触式、非接触式及其两者组合所组成的方式而形成于所述晶圆(21)上。

8.根据权利要求7所述的单面蚀刻方法，其特征在于，所述液态保护层(22)以接触式形成于所述晶圆(21)上的方式，由一滚筒(26)及一毛刷中的一种方式，而将液态保护层(22)涂抹于所述晶圆(21)的上表面(211)。

9.根据权利要求7所述的单面蚀刻方法，其特征在于，所述液态保护层(22)以非接触式形成于所述晶圆(21)上的方式，是以一喷洒装置(27)将液态保护层(22)形成于所述晶圆(21)的上表面(211)。

10.根据权利要求7所述的单面蚀刻方法，其特征在于，所述液态保护层(22)以组合式形成于所述晶圆(21)上的方式，是以一喷洒装置(27)结合一滚筒(26)或一毛刷，而将液态保护层(22)形成于所述晶圆(21)的上表面(211)。

11.一种使用于如权利要求1-10中任一项所述单面蚀刻方法的单面蚀刻装置，包括：

一液槽(24)，用以容置蚀刻液(25)；

一输送装置(23)，传输至少一晶圆(21)通过所述液槽(24)；及

一披覆装置(28)，邻设于所述液槽(24)，于各晶圆(21)的上表面(211)形成一液态保护层(22)。

12.根据权利要求11所述的单面蚀刻装置，其特征在于：所述披覆装置(28)选自由一滚筒(26)、一毛刷、一喷洒装置(27)及其任意组合所组成的群组。

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