CN107731711A - 一种等离子减薄装置与方法 - Google Patents

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    • H01L21/3065—Plasma etching; Reactive-ion etching

Abstract

本发明涉及半导体晶片加工领域，公开了一种等离子减薄装置与方法，其中等离子减薄装置包括第一电极、第二电极、惰性气体供给装置与刻蚀气体供给装置，其中，第一电极与第二电极平行设置，二者之间具有间隙，惰性气体供给装置用于向间隙内通入惰性气体，以在间隙内形成等离子体，等离子体向间隙外喷出形成等离子体火焰，刻蚀气体供给装置用于向等离子体火焰中通入刻蚀气体。本发明可以增加待加工工件与电极之间的距离，保证大尺寸晶片加工时的均匀性；同时，本发明的刻蚀气体在电极外的等离子体火焰中通入，不会产生电弧放电，故可以保证等离子体的稳定性，进而能够适应大尺寸晶片的加工。

Description

一种等离子减薄装置与方法
技术领域
本发明涉及半导体晶片加工领域，尤其是涉及利用等离子进行晶片减薄的装置与方法。
背景技术
在集成电路工艺中，大部分的集成电路在晶片的浅表层制造，为了使晶片在上百道工艺流程中不会破裂，故需要使让晶片保持一定的厚度，而为了实现后期的封装与散热，又需要对晶片进行减薄操作，除去其背面多余的基底材料。
目前存在一种利用等离子体进行刻蚀的方法，即使用射频电源激发刻蚀气体，使其电离形成含有大量电子、离子、激发态原子、分子和自由基等活性离子的等离子体。等离子体与晶片相接触时，晶片表面的原子会与等离子体中的活性颗粒发生化学反应，生成挥发性的反应产物，从而实现晶片材料的无损伤去除。
目前市面上比较常见的等离子体源包括直接式等离子体源，其存在若干问题：
1、参照附图1，直接式等离子体源需要将待加工的晶片放置于接地电极上，等离子体产生在晶片与对侧电极之间，因此要求对侧电极跟晶片的距离小于2mm(根据Pashen曲线，这是大气压等离子体放电的必要条件)。由于间隙很小，因此在面对大尺寸晶片的加工时很难保证加工的均匀性。
2、为了进行刻蚀加工，刻蚀气体填充在对侧电极跟晶片之间，而刻蚀气体具有电阴性，会吸附等离子中的电子形成电子团，该电子团在电极之间电场的作用下被加速，导致均匀的辉光放电变成不均匀的、温度极高的电弧放电，即直接式等离子体很难稳定产生大尺寸的且添加了刻蚀气体的辉光等离子体，无法适应大尺寸晶片的减薄加工。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种等离子减薄装置，用于解决现有等离子体源不能适应大尺寸晶片加工的问题。
本发明还提供一种等离子减薄方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种等离子减薄装置，包括第一电极、第二电极、惰性气体供给装置与刻蚀气体供给装置，其中，第一电极与第二电极平行设置，二者之间具有间隙，惰性气体供给装置用于向间隙内通入惰性气体，以在间隙内形成等离子体，等离子体向间隙外喷出形成等离子体火焰，刻蚀气体供给装置用于向等离子体火焰中通入刻蚀气体。
作为上述方案的进一步改进方式，等离子体火焰的长度大于10mm。
作为上述方案的进一步改进方式，还包括用于承载待加工工件的工作台，间隙正对工作台。
作为上述方案的进一步改进方式，还包括移动模组，移动模组用于驱动工作台相对第一电极、第二电极运动，或者驱动第一电极、第二电极相对工作台运动。
作为上述方案的进一步改进方式，惰性气体包括氦气或者氩气。
作为上述方案的进一步改进方式，刻蚀气体为四氟化碳或者六氟化硫。
作为上述方案的进一步改进方式，由惰性气体供给装置喷射出的惰性气体吹扫位于间隙内的等离子体以形成等离子体火焰。
一种等离子减薄方法，包括以下步骤，
S10设置两块平行放置的电极，电极之间具有间隙；
S20在电极通电的情况下向间隙内通入惰性气体，以在间隙内形成等离子体；
S30使等离子体向间隙外喷出形成等离子体火焰，并向等离子体火焰中通入刻蚀气体；
S40利用步骤S30中的等离子体火焰对待加工的工件进行刻蚀加工。
作为上述方案的进一步改进方式，惰性气体包括氦气或者氩气。
作为上述方案的进一步改进方式，刻蚀气体为四氟化碳或者六氟化硫。
本发明的有益效果是：
本发明可以增加待加工工件与电极之间的距离，保证大尺寸晶片加工时的均匀性；同时，本发明的刻蚀气体在电极外的等离子体火焰中通入，不会产生电弧放电，故可以保证等离子体的稳定性，进而能够适应大尺寸晶片的加工。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是现有技术中直接式等离子体源的示意图；
图2是本发明一个实施例的立体示意图。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本发明的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，如无特殊说明，当某一特征被称为“固定”、“连接”在另一个特征，它可以直接固定、连接在另一个特征上，也可以间接地固定、连接在另一个特征上。此外，本发明中所使用的上、下、左、右、前、后等描述仅仅是相对于附图中本发明各组成部分的相互位置关系来说的。
此外，除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，而不是为了限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的组合。
参照图1，示出了现有技术中直接式等离子体源的示意图。如图所示，直接式等离子体源包括电极1与电极2，电极1与电极2相对设置，二者之间具有间隙。待加工的晶片3需要放置在电极2上，即晶片3可视为电极2的一部分，等离子体a产生在晶片3与电极1之间，根据Pashen曲线，大气压环境下产生等离子体放电的必要条件是电极1与晶片3的距离小于2mm，由于此项限制，直接式等离子体源在面对大尺寸晶片的加工时很难保证加工的均匀性。
其次，刻蚀气体填充在对侧电极跟晶片之间，会导致均匀的辉光放电变成不均匀的、温度极高的电弧放电，即直接式等离子体很难稳定产生大尺寸的且添加了刻蚀气体的辉光等离子体，无法适应大尺寸晶片的减薄加工。
基于上述，本发明提供了一种等离子减薄装置，参照图2，示出了本发明一个实施例的立体示意图。本发明包括第一电极4、第二电极5、惰性气体供给装置(未示出)、刻蚀气体供给装置6与射频电源7。
本发明同样设有两个电极，即上述的第一电极4与第二电极5，等离子体产生在电极之间，本发明与现有技术的区别包括：本发明中的电极与晶片分离设置。具体如图所示，第一电极4、第二电极5优选采用平板电极，二者平行设置，电极之间具有间隙，该间隙值同样满足上述限制(即小于2mm)。第一电极4与射频电源7连接，第二电极5为接地电极。
未示出的惰性气体供给装置用于向第一电极4、第二电极5之间的间隙内通入惰性气体，在电极通电的情况下，间隙内会产生等离子体，等离子体从间隙内喷出形成等离子体火焰b，此时再通过刻蚀气体供给装置6向等离子体火焰内通入刻蚀气体，便可以使等离子体火焰具有刻蚀性。本发明通过向外喷出的等离子体火焰进行晶片3的刻蚀，晶片3不参与等离子体的生成，故晶片3与电极之间的距离可以突破上述2mm距离的限制(晶片3与电极之间的距离根据等离子体火焰的长度来确定，一般可以达到10mm以上)，从而能够使得减薄装置可以适应多种形状、厚度的晶片，即可以增加减薄装置的适用范围；其次，本发明的刻蚀气体在电极外的等离子体火焰中通入，该处没有电场，不会产生电弧放电，故可以保证等离子体的稳定性，进而能够适应大尺寸晶片的加工。
具体地，本发明中等离子发生器的长度大于350mm，可以对12英寸的大尺寸晶片进行减薄操作。
优选地，本发明还设置有用于承载晶片的工作台8，第一电极4、第二电极5优选设于工作台8的正上方，电极之间的间隙竖直正对工作台8。
进一步地，本发明还设有移动模组(未示出)，该移动模组用于驱动工作台8相对第一电极4、第二电极5运动(即电极固定而工作台运动)，或者驱动第一电极4、第二电极5相对工作台8运动(即电极运动而工作台固定)，本实施例中优选采用前者，利用电极的移动实现晶片表面的均匀刻蚀。移动模组优选采用高精度移动模组，具体可以采用公知的伺服电机与丝杆传动系统的组合，本发明对此不作具体限定。
本发明中所用的惰性气体为氦气或者氩气，所用的刻蚀气体为四氟化碳或者六氟化硫。
作为等离子体形成等离子体火焰的一种优选方案，本发明中利用由惰性气体供给装置喷射出的惰性气体对间隙内的等离子体进行吹扫，即惰性气体一方面作为生成等离子体的原料，另一方面作为动力源带动等离子体形成等离子体火焰。
本发明还公开了一种等离子减薄方法，包括以下步骤，
S10设置两块平行放置的电极，其中一块电极与射频电源连接，另一块电极作为接地电极，电极之间具有满足放电条件的间隙。
S20在电极通电的情况下向间隙内通入氦气、氩气等惰性气体，从而在间隙内形成等离子体。
S30利用惰性气源或者其他装置使等离子体向间隙外喷出形成等离子体火焰，并向等离子体火焰中通入四氟化碳、六氟化硫等刻蚀气体。
S40利用步骤S30中的等离子体火焰对待加工的工件进行刻蚀加工。
刻蚀完毕后检测晶片的厚度，如果满足要求则停止刻蚀，如果尚未达到要求的厚度，则重复步骤S40，直至最终晶片的厚度满足要求。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种等离子减薄装置，其特征在于，包括第一电极、第二电极、惰性气体供给装置与刻蚀气体供给装置，其中，所述第一电极与第二电极平行设置，二者之间具有间隙，所述惰性气体供给装置用于向所述间隙内通入惰性气体，以在所述间隙内形成等离子体，所述等离子体向所述间隙外喷出形成等离子体火焰，所述刻蚀气体供给装置用于向所述等离子体火焰中通入刻蚀气体。
2.根据权利要求1所述的等离子减薄装置，其特征在于，所述等离子体火焰的长度大于10mm。
3.根据权利要求1或2所述的等离子减薄装置，其特征在于，还包括用于承载待加工工件的工作台，所述间隙正对所述工作台。
4.根据权利要求3所述的等离子减薄装置，其特征在于，还包括移动模组，所述移动模组用于驱动所述工作台相对所述第一电极、第二电极运动，或者驱动所述第一电极、第二电极相对所述工作台运动。
5.根据权利要求1或2所述的等离子减薄装置，其特征在于，所述惰性气体为氦气或者氩气。
6.根据权利要求1或2所述的等离子减薄装置，其特征在于，所述刻蚀气体为四氟化碳或者六氟化硫。
7.根据权利要求1或2所述的等离子减薄装置，其特征在于，由所述惰性气体供给装置喷射出的惰性气体吹扫位于所述间隙内的等离子体以形成所述等离子体火焰。
8.一种等离子减薄方法，包括以下步骤，
S10设置两块平行放置的电极，电极之间具有间隙；
S20在所述电极通电的情况下向所述间隙内通入惰性气体，以在所述间隙内形成等离子体；
S30使所述等离子体向所述间隙外喷出形成等离子体火焰，并向所述等离子体火焰中通入刻蚀气体；
S40利用步骤S30中的等离子体火焰对待加工的工件进行刻蚀加工。
9.根据权利要求8所述的等离子减薄方法，其特征在于，所述惰性气体为氦气或者氩气。
10.根据权利要求8或9所述的等离子减薄方法，其特征在于，所述刻蚀气体为四氟化碳或者六氟化硫。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112053973A (zh) * 2020-08-25 2020-12-08 深圳第三代半导体研究院 一种用于功率器件封装的夹具系统
FR3103055A1 (fr) * 2019-11-08 2021-05-14 Soitec Procédé de finition d’une couche semi-conductrice monocristalline transférée sur un substrat receveur

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5070274A (en) * 1989-03-20 1991-12-03 Onoda Cement Company, Ltd. Method for making diamond and apparatus therefor
JPH05275190A (ja) * 1992-03-24 1993-10-22 Semiconductor Energy Lab Co Ltd エッチング装置及びエッチング方法
RU2003201C1 (ru) * 1991-12-29 1993-11-15 Инженерный центр "Плазмодинамика" Способ плазмохимического травлени поверхности твердого тела
JP2003209096A (ja) * 2002-01-16 2003-07-25 Sekisui Chem Co Ltd プラズマエッチング処理方法及びその装置
JP2005243905A (ja) * 2004-02-26 2005-09-08 Kansai Tlo Kk プラズマ処理方法およびプラズマ処理装置
CN101542676A (zh) * 2006-07-12 2009-09-23 艾恩德霍芬科技大学 利用等离子体蚀刻衬底的方法和设备
CN104051212A (zh) * 2013-03-12 2014-09-17 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 等离子体处理装置
CN106856644A (zh) * 2017-01-04 2017-06-16 京东方科技集团股份有限公司 等离子体射流装置
CN207282468U (zh) * 2017-09-20 2018-04-27 南方科技大学 一种等离子减薄装置

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5070274A (en) * 1989-03-20 1991-12-03 Onoda Cement Company, Ltd. Method for making diamond and apparatus therefor
RU2003201C1 (ru) * 1991-12-29 1993-11-15 Инженерный центр "Плазмодинамика" Способ плазмохимического травлени поверхности твердого тела
JPH05275190A (ja) * 1992-03-24 1993-10-22 Semiconductor Energy Lab Co Ltd エッチング装置及びエッチング方法
JP2003209096A (ja) * 2002-01-16 2003-07-25 Sekisui Chem Co Ltd プラズマエッチング処理方法及びその装置
JP2005243905A (ja) * 2004-02-26 2005-09-08 Kansai Tlo Kk プラズマ処理方法およびプラズマ処理装置
CN101542676A (zh) * 2006-07-12 2009-09-23 艾恩德霍芬科技大学 利用等离子体蚀刻衬底的方法和设备
CN104051212A (zh) * 2013-03-12 2014-09-17 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 等离子体处理装置
CN106856644A (zh) * 2017-01-04 2017-06-16 京东方科技集团股份有限公司 等离子体射流装置
CN207282468U (zh) * 2017-09-20 2018-04-27 南方科技大学 一种等离子减薄装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3103055A1 (fr) * 2019-11-08 2021-05-14 Soitec Procédé de finition d’une couche semi-conductrice monocristalline transférée sur un substrat receveur
CN112053973A (zh) * 2020-08-25 2020-12-08 深圳第三代半导体研究院 一种用于功率器件封装的夹具系统

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