CN104810317A - 晶圆夹具及晶圆深槽腐蚀方法 - Google Patents

晶圆夹具及晶圆深槽腐蚀方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种晶圆夹具及晶圆深槽腐蚀方法。该晶圆夹具包括外围挡圈，在所述外围挡圈的内表面连接有水平托台，在所述外围挡圈位于所述水平托台上方的内表面上设置有定位平面。根据本发明的晶圆夹具，构造为与晶圆的形状相适配，并且可以根据晶圆的尺寸来进行加工，从而能够适用于不同规格的晶圆，为晶圆的深度腐蚀提供了放置晶圆的场所，有助于保证深度腐蚀的顺利进行。在使用本发明的晶圆深槽腐蚀方法对晶圆进行深槽腐蚀后，晶圆与陪片通过光刻胶临时形成的整体具有足够的厚度，传输手臂真空吸住晶圆进行传输时不会传输掉片，从而顺利地完成晶圆的传输，进而保证生产的顺利进行。

Description

晶圆夹具及晶圆深槽腐蚀方法
技术领域
本发明涉及晶圆深槽腐蚀技术领域，尤其涉及一种晶圆夹具及晶圆深槽腐蚀方法。
背景技术
腐蚀一般是使用各种气体（SF6,Cl2等）或化学液体（H2SO4,HF等）进行各向同性和异性腐蚀，在Si/SiO2/SiN/Al等各种介质上腐蚀出工艺所要求的图形。在线产品腐蚀一般只有2um厚度以内的腐蚀，相对于675um厚度的晶圆腐蚀厚度很小，腐蚀后不会影响传输。而MEMS产品（微机电系统产品）需要在晶圆上进行400um的深槽腐蚀，腐蚀后晶圆的厚度只能剩下10um左右，有被腐穿的隐患，并且真空吸附腐蚀后的晶圆时会导致无法传输或者掉片。
因此，需要一种晶圆夹具及晶圆深槽腐蚀方法，以至少部分地解决现有技术中存在的问题。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种晶圆夹具，包括外围挡圈，在所述外围挡圈的内表面连接有水平托台，在所述外围挡圈位于所述水平托台上方的内表面上设置有定位平面。
优选地，在所述定位平面两侧的所述外围挡圈的内表面上设置有限位凹槽。
优选地，在所述外围挡圈上设置有至少一个开放的开口，并且在所述水平托台与所述开口对应的位置处设置有避让凹槽。
本发明还提供一种晶圆深槽腐蚀方法，包括以下步骤：在陪片的涂胶面上涂敷光刻胶；将所述陪片放入上述的晶圆夹具中，并使所述涂胶面朝上；将晶圆放置在所述陪片的涂胶面上，并使所述晶圆的待腐蚀面朝上；对所述晶圆进行深槽腐蚀。
优选地，在将所述晶圆放置在所述陪片的所述涂胶面上后，轻压所述晶圆。
优选地，轻压所述晶圆的边缘和中部。
优选地，使用氯气进行干法各向异性深槽腐蚀。
根据本发明的晶圆夹具，构造为与晶圆的形状相适配，并且可以根据晶圆的尺寸来进行加工，从而能够适用于不同规格的晶圆，为晶圆的深度腐蚀提供了放置晶圆的场所，有助于保证深度腐蚀的顺利进行。在使用本发明的晶圆深槽腐蚀方法对晶圆进行深槽腐蚀后，晶圆与陪片通过光刻胶临时形成的整体具有足够的厚度，传输手臂真空吸住晶圆进行传输时不会传输掉片，从而顺利地完成晶圆的传输，进而保证生产的顺利进行。
在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
以下结合附图，详细说明本发明的优点和特征。
附图说明
本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施方式及其描述，用来解释本发明的原理。在附图中，
图1为根据本发明一种实施方式的晶圆夹具的立体图；
图2为晶圆的俯视图；
图3为根据本发明一种实施方式的晶圆深槽腐蚀方法的流程图。
具体实施方式
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
为了彻底了解本发明，将在下列的描述中提出详细的结构。显然，本发明的施行并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。
本发明公开了一种晶圆夹具，其结构如图1所示，包括外围挡圈10以及连接在该外围挡圈10内表面的水平托台30。在对晶圆进行深槽腐蚀前，先将晶圆放置在该晶圆夹具中，由水平托台30对晶圆进行支承，外围挡圈10则将晶圆限制在晶圆夹具内。为了与图2所示的晶圆50的形状相适配，还需要如图1所示在外围挡圈10位于水平托台30上方的内表面上加工出定位平面11，以适应晶圆50的定位边51。
本发明的晶圆夹具可以根据不同尺寸的晶圆而加工，以6寸规格的晶圆为例，6寸晶圆的圆片直径为150mm，定位边的长度为57.5mm，其厚度则视产品而定。因此，为了能够适用于6寸规格的晶圆，本发明的晶圆夹具的外围挡圈10的外径可以确定为170mm，水平托台30的直径可以确定为150±0.15mm，这样最大容宽为150.15mm，内表面进行精加工，以保证键合偏差<0.15mm。定位平面11在水平方向上的长度可以加工为57.5mm。
根据本发明的晶圆夹具，构造为与晶圆的形状相适配，并且可以根据晶圆的尺寸来进行加工，从而能够适用于不同规格的晶圆，为晶圆的深度腐蚀提供了放置晶圆的场所，有助于保证深度腐蚀的顺利进行。
为了在晶圆放入晶圆夹具后能够更好地定位，在本发明一种优选的实施方式中，可以如图1所示在定位平面11两侧的外围挡圈10的内表面上设置限位凹槽13。这样的设置可以使两侧的限位凹槽13顶住晶圆的边角处，并与中间的定位平面11一起防止晶圆在晶圆夹具内转动，从而保证对晶圆的深槽腐蚀可以顺利地进行。该限位凹槽13的横截面可以加工为半圆或是优弧，直径可以取值1mm，允许晶圆的边角处在限位凹槽13内有0.5mm的可动误差，加上之前提到的尺寸150±0.15mm的0.15mm的上偏差，允许晶圆在放入晶圆夹具后有小于0.65mm的定位误差。
在本发明另一种优选的实施方式中，为了便于取出晶圆，还是在图1中，可以在外围挡圈10上设置至少一个开放的开口15（图1中示例性地设置有两个），并在水平托台30与每个开口15对应的位置处加工出避让凹槽31，以方便操作人员使用镊子等工具手动将晶圆从晶圆夹具中取出。如图1所示出的示例，避让凹槽31的横截面可以构造为半圆形，半径可以取值15mm。
本发明还公开了一种晶圆深槽腐蚀方法，需要使用上述的晶圆夹具，其流程图如图3所示。
首先在陪片的涂胶面上涂敷光刻胶。陪片加工为与晶圆相同的形状，并可以根据不同的情况而选用不同的厚度。陪片需要粘合在晶圆的下方，与晶圆一同放置在上述的晶圆夹具中，只是起陪衬的作用，其本身并不参与深槽腐蚀。
光刻胶涂敷完毕后就可以将陪片先放入上述的晶圆夹具中，放入时要使涂敷有光刻胶的一面朝上。随后，将晶圆的待腐蚀面朝上，将晶圆放置在陪片的涂胶面上，从而使二者粘合。之后就可以对晶圆进行深槽腐蚀。
优选地，对晶圆的深槽腐蚀既可以采用干法各向异性深槽腐蚀，例如使用氯气等气体介质对晶圆进行各向异性深槽腐蚀，这种腐蚀方式能够实现微小的边缘侧向侵蚀现象与高蚀刻率等有益效果。
而在本发明又一种优选的实施方式中，在将晶圆放置在陪片的涂胶面上后，可以轻压晶圆，即通过轻按晶圆的待腐蚀面而加强晶圆与陪片的连接。
进一步优选地，可以轻压晶圆待腐蚀面的边缘和中部，例如轻按晶圆待腐蚀面的上下左右以及中部这五个位置。
在使用本发明的晶圆深槽腐蚀方法对晶圆进行深槽腐蚀后，晶圆与陪片通过光刻胶临时形成的整体具有足够的厚度，传输手臂真空吸住晶圆进行传输时不会传输掉片，从而顺利地完成晶圆的传输，进而保证生产的顺利进行。
本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

Claims (7)

1.一种晶圆夹具，其特征在于，包括外围挡圈，在所述外围挡圈的内表面连接有水平托台，在所述外围挡圈位于所述水平托台上方的内表面上设置有定位平面。
2.按照权利要求1所述的晶圆夹具，其特征在于，在所述定位平面两侧的所述外围挡圈的内表面上设置有限位凹槽。
3.按照权利要求1所述的晶圆夹具，其特征在于，在所述外围挡圈上设置有至少一个开放的开口，并且在所述水平托台与所述开口对应的位置处设置有避让凹槽。
4.一种晶圆深槽腐蚀方法，其特征在于，包括以下步骤：
在陪片的涂胶面上涂敷光刻胶；
将所述陪片放入权利要求1至3中任一项所述的晶圆夹具中，并使所述涂胶面朝上；
将晶圆放置在所述陪片的涂胶面上，并使所述晶圆的待腐蚀面朝上；
对所述晶圆进行深槽腐蚀。
5.按照权利要求4所述的方法，其特征在于，在将所述晶圆放置在所述陪片的所述涂胶面上后，轻压所述晶圆。
6.按照权利要求5所述的方法，其特征在于，轻压所述晶圆的边缘和中部。
7.按照权利要求4所述的方法，其特征在于，使用氯气进行干法各向异性深槽腐蚀。
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