CN102787315B - 单片杯式旋转蚀刻装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单片杯式旋转蚀刻装置，其包括储液槽、杯子腔体、循环泵和晶圆正反旋转锁定装置，循环泵恰能把盛装于储液槽内的蚀刻混合液输送到杯子腔体内；晶圆正反旋转锁定装置恰可拆卸固定晶圆并带动晶圆做正反方向旋转；以杯子腔体的开口方向为上方作为基准，晶圆正反旋转锁定装置设于杯子腔体的正上方，且安装于晶圆锁定装置上的晶圆至少位于杯子腔体的开口面以下。该单片杯式旋转蚀刻装置，不仅结构简单、使用方便，而且蚀刻产品时效率高、均匀性好，且便于蚀刻药液的回收重复利用。

Description

单片杯式旋转蚀刻装置

技术领域

本发明涉及一种半导体及封装行业用于蚀刻铝、铜、钛、金、钛、钨等金属的装置，尤其涉及一种单片杯式旋转蚀刻装置。

背景技术

在对晶圆进行蚀刻线路时，要求线路、焊盘的开口范围尺寸不得低于设计值22UM，且晶圆整片分布的每个点的相差值在±3UM以内，以保证晶圆整片蚀刻的均匀性。目前常用的蚀刻方式有槽式抖动(整批处理)、旋转喷洒式(单片处理)。槽式抖动工艺中，使晶圆在槽体内依靠自动手臂做上下抖动来完成蚀刻，这种依靠手臂上下抖动的方式蚀刻出来的线路及焊盘其均匀性较差，因槽内药液分布上下位置浓度本就有差异存在且晶圆只在槽内做上下抖动，晶圆上下左右各点之间的蚀刻数据就相差更大，因为是整批次处理方式，晶圆与晶圆之间的差异就更加明显。旋转喷洒式蚀刻的均匀性较好，但它的弱点在于机器本身造价高，特别是其供液循环系统回收利用难以实现，不利于节能减排，因其是在线加热方式，加热系统过慢，如在蚀刻厚度超4UM的铝UBM时供液系统一次要喷满6分钟以上，加热作业有时存在等待腐蚀的状态，增加了作业工时。

单片杯式旋转蚀刻法是通过将储液槽内的已加热或冷却好的药液从储液槽内通过循环泵经过过滤器抽至杯子腔体内，使在杯子上方有夹具装好的倒挂旋转晶圆，由杯子底部抽上来的药液进行反应，这样来蚀刻线路及焊盘。

另外，夹具装好时倒挂旋转晶圆，通过设定不同的旋转速度、流量能起到整片均匀性非常好的目的；抽至杯内的药液不断出现溢流并流回储液槽继续加热或冷却，这即保证药液供液的新鲜同时又使药水的回收重复利用轻松实现。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提供了一种单片杯式旋转蚀刻装置，其装置结构简单，使用方便，蚀刻产品时效率高、均匀性好，且便于蚀刻药液的回收重复利用。

本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种单片杯式旋转蚀刻装置，其包括储液槽、杯子腔体、循环泵和晶圆正反旋转锁定装置，所述循环泵恰能把盛装于所述储液槽内的蚀刻混合液输送到所述杯子腔体内；所述晶圆正反旋转锁定装置恰可拆卸固定晶圆并带动所述晶圆做正反方向旋转；以杯子腔体的开口方向为上方作为基准，所述晶圆正反旋转锁定装置设于所述杯子腔体的正上方，且安装于所述晶圆锁定装置上的晶圆至少位于所述杯子腔体的开口面以下。这样，使用时，把晶圆安装于晶圆锁定装置上，并通过循环泵把盛装于所述储液槽内的蚀刻混合液输送到杯子腔体内并达到晶圆所在平面，然后启动晶圆正反旋转锁定装置使其带动晶圆做正反方向的旋转，从而使蚀刻混合液接触晶圆进行蚀刻作业。

作为本发明的进一步改进，所述杯子腔体的底部与所述储液槽连通，并在其连通的第一管道上设有第一腔体排放阀。这样，在使用该装置之前，可通过杯子腔体向储液槽内添加蚀刻混合液的原料进行蚀刻混合液的配制。

作为本发明的进一步改进，所述杯子腔体设于所述储液槽的上方，在所述杯子腔体的外围设有溢流槽，所述溢流槽与所述储液槽连通，并在其连通的第二管道上设有第二腔体排放阀。这样，循环泵把储液槽内的蚀刻混合液不断输送到杯子腔体内，当杯子腔体内的蚀刻混合液溢流时，可把溢流液聚集到溢流槽内，然后再流回储液槽，从而实现蚀刻混合液的循环利用。

作为本发明的进一步改进，在所述储液槽和所述杯子腔体之间设有输送管道，并在该输送管道上从靠近储液槽到杯子腔体方向依次设有循环控制阀、循环泵、过滤器和流量计。这样，在进行蚀刻时，循环泵把储液槽内的蚀刻混合液输送到杯子腔体的过程中，可通过过滤器对蚀刻混合液进行过滤后再输送到杯子腔体，并经过流量计计算其蚀刻混合液的流量。

作为本发明的进一步改进，在所述储液槽上还设有废液排放阀和废液排放泵。当蚀刻混合液达不到蚀刻工艺要求时，可开启废液排放阀和废液排放泵把储液槽内的蚀刻混合液排出。

作为本发明的进一步改进，在所述储液槽上还设有加热器和温度感应器。这样，通过温度感应器可实时监控储液槽内蚀刻混合液的温度，并根据需要选择开启加热器对蚀刻混合液进行加热。

作为本发明的进一步改进，在所述储液槽内还设有超高液位感应器、高液位感应器、低液位感应器和超低液位感应器。这样，通过液位感应器可检测储液槽内液面，也可在使用前进行蚀刻混合液配制时感应原料的加入量，使用更加方便。

作为本发明的进一步改进，还设有一水槽、水枪和氮气枪，另设有补水装置和氮气供应装置，所述补水装置可分别对所述储液槽、水槽和水枪进行补水，所述氮气供应装置为所述氮气枪提供氮气。这样，蚀刻完后的晶圆，可先拿到水槽内进行初步清洗；在储液槽内需要补充水的时候可选择补水装置进行补水；另在需要对杯子腔体进行清洗时，对应难以清洗的污染物，可选择水枪和氮气枪进行清洗。

作为本发明的进一步改进，在所述单片杯式旋转蚀刻装置的底面平台上设有漏液感应器，当有液体遗漏时，漏液感应器会发出报警信号。

作为本发明的进一步改进，所述正反旋转锁定装置上设有旋转电机、PLC控制器和转速感应器，所述PLC控制器接收所述转速感应器的信号并控制所述旋转电机的动作。

本发明的有益效果是：本发明提供了一种单片杯式旋转蚀刻装置，其结构简单，使用方便，通过圆片水平接触于蚀刻药水，并做正反旋转运动，其蚀刻效率高、均匀性好，且便于蚀刻药液的回收利用。

附图说明

图1为本发明实施例结构示意图。

结合附图，作以下说明：

1——储液槽    2——杯子腔体

3——循环泵    4——晶圆正反旋转锁定装置

5——第一管道  6——第一腔体排放阀

7——溢流槽            8——第二管道

9——第二腔体排放阀    10——输送管道

11——循环控制阀       12——过滤器

13——流量计           14——废液排放阀

15——废液排放泵       16——加热器

17——温度感应器       18——超高液位感应器

19——高液位感应器     20——低液位感应器

21——超低液位感应器   22——水槽

23——水枪             24——氮气枪

25——漏液感应器       26——过滤器排气阀

27——第一补水阀       28——第二补水阀

29——第三补水阀       30——排水阀

具体实施方式

结合附图1，对本发明作进一步详细说明。

一种单片杯式旋转蚀刻装置，其包括储液槽1、杯子腔体2、循环泵3和晶圆正反旋转锁定装置4，循环泵恰能把盛装于储液槽内的蚀刻混合液输送到杯子腔体内；晶圆正反旋转锁定装置恰可拆卸固定晶圆并带动晶圆做正反方向旋转；以杯子腔体的开口方向为上方作为基准，晶圆正反旋转锁定装置设于杯子腔体的正上方，且安装于晶圆锁定装置上的晶圆至少位于杯子腔体的开口面以下。这样，使用时，把晶圆安装于晶圆锁定装置上，并通过循环泵把盛装于所述储液槽内的蚀刻混合液输送到杯子腔体内并达到晶圆所在平面，然后启动晶圆正反旋转锁定装置使其带动晶圆做正反方向的旋转，从而使蚀刻混合液接触晶圆进行蚀刻作业。

上述杯子腔体的底部与储液槽连通，并在其连通的第一管道5上设有第一腔体排放阀6。这样，在使用该装置之前，可通过杯子腔体向储液槽内添加蚀刻混合液的原料进行蚀刻混合液的配制。

上述杯子腔体设于储液槽的上方，在杯子腔体的外围设有溢流槽7，溢流槽与储液槽连通，并在其连通的第二管道8上设有第二腔体排放阀9。这样，循环泵把储液槽内的蚀刻混合液不断输送到杯子腔体内，当杯子腔体内的蚀刻混合液溢流时，可把溢流液聚集到溢流槽内，然后再流回储液槽，从而实现蚀刻混合液的循环利用。

在上述储液槽和杯子腔体之间设有输送管道10，并在该输送管道上从靠近储液槽到杯子腔体方向依次设有循环控制阀11、循环泵、过滤器12和流量计13。这样，在进行蚀刻时，循环泵把储液槽内的蚀刻混合液输送到杯子腔体的过程中，可通过过滤器对蚀刻混合液进行过滤后再输送到杯子腔体，并经过流量计计算其蚀刻混合液的流量。另外，在过滤器上还设有过滤器排气阀26，该过滤器排气阀与储液槽相通，因此其可把过滤器内的气体排回到储液槽内。

在上述储液槽上还设有废液排放阀14和废液排放泵15。当蚀刻混合液达不到蚀刻工艺要求时，可开启废液排放阀和废液排放泵把储液槽内的蚀刻混合液排出。

在上述储液槽上还设有加热器16和温度感应器17。这样，通过温度感应器可实时监控储液槽内蚀刻混合液的温度，并根据需要选择开启加热器对蚀刻混合液进行加热。

在上述储液槽内还设有超高液位感应器18、高液位感应器19、低液位感应器20和超低液位感应器21。这样，通过液位感应器可检测储液槽内液面，也可在使用前进行蚀刻混合液配制时感应原料的加入量，使用更加方便。

上述装置上还设有一水槽22、水枪23和氮气枪24，水槽下方设有排水阀30，另设有补水装置和氮气供应装置，补水装置可分别对储液槽、水槽和水枪进行补水，如图1所示，补水装置通过第三补水阀29和第一补水阀27这一水路来对储液槽进行补水，通过第三补水阀29和第二补水阀28这一水路来对水槽22进行补水。氮气供应装置为所述氮气枪提供氮气。这样，蚀刻完后的晶圆，可先拿到水槽内进行初步清洗；在储液槽内需要补充水的时候可选择补水装置进行补水；另在需要对杯子腔体进行清洗时，对应难以清洗的污染物，可选择水枪和氮气枪进行清洗。

在上述单片杯式旋转蚀刻装置的底面平台上设有漏液感应器25，当有液体遗漏时，漏液感应器会发出报警信号。

上述正反旋转锁定装置上设有旋转电机、PLC控制器和转速感应器，PLC控制器接收转速感应器的信号并控制旋转电机的动作。

Claims (1)

1.一种单片杯式旋转蚀刻装置，其特征在于：其包括储液槽(1)、杯子腔体(2)、循环泵(3)和晶圆正反旋转锁定装置(4)，所述循环泵恰能把盛装于所述储液槽内的蚀刻混合液输送到所述杯子腔体内；所述晶圆正反旋转锁定装置恰可拆卸固定晶圆并带动所述晶圆做正反方向旋转；以杯子腔体的开口方向为上方作为基准，所述晶圆正反旋转锁定装置设于所述杯子腔体的正上方，且安装于所述晶圆锁定装置上的晶圆至少位于所述杯子腔体的开口面以下；所述杯子腔体的底部与所述储液槽连通，并在其连通的第一管道(5)上设有第一腔体排放阀(6)；所述杯子腔体设于所述储液槽的上方，在所述杯子腔体的外围设有溢流槽(7)，所述溢流槽与所述储液槽连通，并在其连通的第二管道(8)上设有第二腔体排放阀(9)；在所述储液槽上还设有加热器(16)和温度感应器(17)；在所述储液槽和所述杯子腔体之间设有输送管道(10)，并在该输送管道上从靠近储液槽到杯子腔体方向依次设有循环控制阀(11)、循环泵、过滤器(12)和流量计(13)；在所述储液槽上还设有废液排放阀(14)和废液排放泵(15)；在所述储液槽内还设有超高液位感应器(18)、高液位感应器(19)、低液位感应器(20)和超低液位感应器(21)；还设有一水槽(22)、水枪(23)和氮气枪(24)，另设有补水装置和氮气供应装置，所述补水装置可分别对所述储液槽、水槽和水枪进行补水，所述氮气供应装置为所述氮气枪提供氮气；在所述单片杯式旋转蚀刻装置的底面平台上设有漏液感应器(25)；所述正反旋转锁定装置上设有旋转电机、PLC控制器和转速感应器，所述PLC控制器接收所述转速感应器的信号并控制所述旋转电机的动作。