CN109216227A - 晶片蚀刻装置及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种用于湿蚀刻晶片的晶片蚀刻装置，所述晶片蚀刻装置包括：至少一个光源，用于照射晶片；板，设置在晶片的下侧，并设置有至少一个光源；壁，设置在板上，将板分隔成内部空间；以及用于支撑晶片的支撑杆，其中能够调节至少一个光源的强度。

Description

晶片蚀刻装置及其使用方法
技术领域
本公开总体涉及晶片蚀刻装置及其使用方法，更具体地，涉及能够有效地蚀刻晶片的晶片蚀刻装置及其使用方法。
背景技术
这里，提供了与本公开相关的背景技术，但不一定是现有技术。
图1图示出在公开号为2015-503240的日本公布专利中提出的单晶片蚀刻装置的示例性实施方式。
它包括：旋转板11，用于装载晶片1；驱动单元20，用于使旋转板11旋转；喷射装置13，用于将蚀刻液喷射在可被装载在旋转板11上的晶片1的表面上；加热装置14，用于加热旋转板11；以及振动器15，用于使振动器15振动。
旋转板11具有圆板形状，并且旋转板11的直径被配置为小于晶片1的直径，使得对晶片1的真空吸附变得容易并且滴落在晶片1上的蚀刻液能够容易分散。
喷射装置13包括：喷嘴31；移动臂32；蚀刻液供给单元33；和引导件34a和34b。
驱动单元20包括：旋转轴21；电机22，用于向与旋转板11的底表面的中心连接的旋转轴21提供驱动力；滑轮和皮带23，用于从电机22传递驱动力；等。
加热装置14使用具有高传热效率的传导方法加热晶片1，并且根据晶片1的区域以不同温度加热晶片1，使得晶片1的温度变得均匀，并且加热装置14包括：多个供热基板14a、14b、14c、14d和14e；多条电线15a、15b、15c、15d和15e；以及电源单元15。
图2图示出在韩国登记专利号为10-0604035中提出的用于半导体晶片的化学机械平整化(CMP)的改进方法和装置的示例性实施方式。
用于化学机械抛光的装置包括用于固定晶片W的载体45。电机47用于旋转载体45。通过电机37可使用于支撑抛光垫35的抛光台板30旋转。通过管40将抛光浆料提供给抛光垫35。晶片W以恒定的压力压向抛光垫35。
一旦加热带48和49被激活，则将通过载体45传导热量，因此将在晶片W中进行差温加热。因此，例如，晶片W的部分40a将比受加热带49影响的相邻部分40b更冷。类似地，晶片W的部分40b将比实际上没有受加热元件48和49中之一影响的相邻部分40c相对更热。由于加热带48的作用，部分40d将保持在比部分40c和40e中任何一个相对更高的温度。
通常，图2的工艺称为化学机械平整化(CMP)工艺。这是通过均匀地研磨晶片W来平整化晶片W的厚度的方法。然而，当晶片W的厚度不对称地不均匀时，即使在化学机械平整化处理之后，在改善平整度方面也存在限制。
在图1和图2的发明中，在旋转的同时对晶片W进行蚀刻和抛光，然而，当对于具有非对称不均匀厚度的晶片W同样使用图1和图2中的方法时，也会蚀刻并抛光厚度较薄的部分，因此不能选择性地蚀刻晶片W的具有较厚厚度的部分。因此，缩小了景深(DOF)差，从而导致在形成精细图案时出现问题、图案掩模的损耗差以及所生成的聚合物量的差异。
本公开提供一种晶片蚀刻装置，其通过根据晶片的厚度以不同温度加热厚的部分和薄的部分来平整化晶片的厚度。
发明内容
1、技术问题
稍后将在“具体实施方式”的最后部分中描述。
2、问题的解决方案
本文中，提供本公开的总体概述，其不应被解释为限制本公开的范围。
根据本公开的一个方面，对于用于湿蚀刻晶片的晶片蚀刻装置，提供了一种晶片蚀刻装置，包括：至少一个光源，用于照射晶片；板，设置在晶片下侧，并设置有至少一个光源；壁，设置在板上，将板分隔成内部空间；以及支撑杆，用于支撑晶片，其中能够调节至少一个光源的强度。
3、有益效果
稍后将在“具体实施方式”的最后部分中描述。
附图说明
图1图示出在公开号为2015-503240的日本公布专利中提出的单晶片蚀刻装置的示例性实施方式。
图2图示出在韩国登记专利号为No.10-0604035中提出的用于半导体晶片的化学机械平整化(CMP)的改进方法和装置的示例性实施方式。
图3图示出根据本公开的晶片蚀刻装置的示例性实施方式。
图4图示出根据本公开的另一晶片蚀刻装置的示例性实施方式。
图5图示出根据本公开的又一晶片蚀刻装置的示例性实施方式。
图6图示出根据本公开的使用晶片蚀刻装置的方法的顺序框图。
图7和图8图示出根据本公开的使用晶片蚀刻装置的方法的示例性示例。
具体实施方式
现在将参考附图详细描述本公开。
图3图示出根据本公开的晶片蚀刻装置的示例性实施方式。
对于用于湿蚀刻晶片W的晶片蚀刻装置100，晶片蚀刻装置100包括：至少一个光源110；板120；至少一个壁130；和支撑基部140。至少一个光源110将光照射到晶片W。板120设置在晶片W的下侧，并且设置有至少一个光源110。优选地，至少一个光源110具有优异的平直度。例如，光源可以是灯、发光二极管(LED)、激光二极管(LD)等。此外，光源110使得可以以各种增量阶梯调节从光源110发射的光的强度。此外，从光源110发射的光可以具有红外波长。
板120的尺寸优选等于或大于晶片W的尺寸。板120优选地与晶片W平行设置。只有当与晶片W平行时，从板120的至少一个光源110发射的光才可以入射到晶片W上达预定时间段。壁130设置在板120上，且壁130以网格的形式来分隔板120。此时，壁130将空间分隔成内部空间170。内部空间170被壁130和板120包围。内部空间170可以设置有多个。内部空间170形成为使得能够分别在其中插入至少一个光源110。内部空间170的尺寸越小，内部空间170的尺寸变得越小，从而能够通过不同且部分地加热晶片W来将晶片W的厚度调节为平坦的。壁130可以是例如由隔热材料形成。作为隔热材料的例子，可以包括在100℃以内具有隔热特性的材料，例如PEEK(聚醚醚酮)、Teflon(特氟隆)等。
期望根据从至少一个光源110发射的光只加热晶片W，而不加热壁130。这是因为当壁130被加热时，热量被传递给壁130，使得在壁130上方的晶片W被加热，从而可能加热其中使用者不想加热的晶片W的较薄部分。支撑基部140支撑晶片W，使得晶片W不被移动。作为示例，支撑基部140可以是晶片卡盘。板120可以布置在支撑基部140和晶片W之间，或布置在支撑基部140的下侧或与支撑基部140一体地布置。图3示出了其中板120设置在支撑基部140和晶片W之间的情况。此外，尽管未示出，但是板120可以与支撑基部140一体化，或支撑基部140本身可以形成壁130，并且光源110可以设置在支撑基部140上。
图3(b)是示出晶片W、板120、壁130以及多个光源110的平面图。晶片W由虚线表示，以说明晶片W与内部空间170之间的位置。晶片W的尺寸可以形成为等于或小于板120的尺寸。
光源110设置在内部空间170内部，以将光发射到晶片W上，晶片W上的由光照射的区域的尺寸正好等于内部空间170的尺寸。这是为了以分隔的方式加热晶片W。例如，内部空间170包括第一内部空间171和第二内部空间172。当与第一内部空间171对应的晶片W的厚度比使用者期望的厚度厚时，根据晶片W的厚度调节从第一内部空间171发射的第一光源111的强度。根据晶片W的厚度调节从第一内部空间171发射的第一光源111的强度。此时，由于厚度比使用者期望的厚度厚，因此优选接通第一光源111，使得与第一内部空间171对应的晶片W被加热。当与第二内部空间172对应的晶片W的厚度是使用者期望的晶片W的厚度时，调节从第二内部空间172发射的第二光源112的强度。此时，由于厚度是使用者期望的厚度，因而不需要进一步加热，，可以断开第二光源112。
在本示例中，内部空间170具有矩形形状。然而，内部空间170的形状不限于矩形。
图4图示出根据本公开的另一晶片蚀刻装置的示例性实施方式。
板120设置在支撑基部140的下侧。在这种情况下，支撑基部140形成为透光的。支撑基部140由透明材料形成，从光源110发射的光可以透过该透明材料，并且优选地，该材料是使得光能够在其中直线行进而不扩散的材料。
图5图示出根据本公开的又一晶片蚀刻装置的示例性实施方式。
透明板150设置在壁130上方。其中使得光可以沿直线行进而不扩散的材料是优选的。由于内部空间170因透明板150被密封，因此能够使至少一个光源110和壁130免受外部水分、灰尘等的影响。
图6图示出根据本公开的使用晶片蚀刻装置的方法的顺序框图。
在使用晶片蚀刻装置的方法中，首先准备晶片W(S1)。然后，测量晶片W的厚度(S2)。之后，将蚀刻液涂布到晶片W上(S3)。之后，根据晶片W的厚度，相对于晶片的下部调节光源的强度(S4)。
图7和图8图示出根据本公开的使用晶片蚀刻装置的方法的示例性示例。
在使用晶片蚀刻装置的方法中，首先，如图7(a)所示准备晶片W。晶片W可以是没有经过化学和机械平整化处理的晶片W。优选设置有具有不对称的不均匀厚度160的晶片W。
然后，测量晶片W的厚度，如图7(b)所示。根据晶片W上的位置来测量晶片W的厚度d。晶片W的厚度d可以彼此不同地形成。如图8(b)所示，在晶片W的下侧设置有壁130。板120被壁130分成多个内部空间170，并且多个内部空间170的位置与晶片W的各位置的厚度关联。
至少一个光源110设置在多个内部空间170的内部。内部空间170的尺寸越小，晶片W可以被加热得越精细，所以内部空间170的尺寸优选地较小。
例如，在晶片W的厚度d当中，比使用者所期望的厚度d3厚的第一厚度d1的部分和比第一厚度d1薄的第二厚度d2的部分可能不对称地形成在晶片W上。为了使晶片W的整个区域平整化以具有使用者期望的厚度d3，第一厚度d1的部分被最强烈地加热，而第二厚度d2的部分与第一厚度d1的部分相比可以被较少地加热。此时，使用者所期望的厚度d3的部分不被加热。
之后，如图8(a)所示，向晶片W涂布蚀刻液180。在晶片W上涂布一定量的蚀刻液180。优选向相同尺寸的各个晶片W涂布一定量的蚀刻液180。这是因为晶片W的蚀刻量可能根据蚀刻液180的种类和量而变化。
之后，如图8(b)所示，根据晶片W的厚度相对于晶片的下部来调节光源110的强度。例如，在晶片W的厚度d当中，当存在厚度为d1的厚部分、厚度为d2的中等厚度部分和厚度为d3的非厚部分时，设置在厚度为d1的厚部分和厚度为d2的中等厚度部分下的每个光源110加热晶片W。此时，在厚度为d1的厚部分和厚度为d2的中等厚度部分的下侧中的光源110的强度(箭头的长度)分别彼此不同，并且光源110的强度在厚度为d1的厚部分比厚度为d2的中等厚度部分更强。并且，由于不需要蚀刻厚度为d3的非厚部分，所以将不会接通非厚部分下侧的光源110。
当晶片W的下侧的厚度为d1的厚部分被光源110中的至少一个加热时，晶片W的被加热部分和蚀刻液迅速反应，从而快速地蚀刻被加热部分。
此时，优选地，因为可以精确地确定晶片W的厚度d并精确地加热晶片W，因此使晶片W停止。
在下文中，将描述本公开的多个实施方式。
(1)关于用于湿蚀刻晶片的晶片蚀刻装置，所述晶片蚀刻装置包括：至少一个光源，用于照射晶片；板，设置在晶片的下侧，并设置有至少一个光源；壁，设置在板上，将板分隔成内部空间；以及支撑杆，用于支撑晶片，其中可以调节至少一个光源的强度。
(2)这种晶片蚀刻装置，其中壁是隔热材料。
(3)这种晶片蚀刻装置，其中设置有多个内部空间。
(4)这种晶片蚀刻装置，其中在支撑基部和晶片之间设置有板。
(5)这种晶片蚀刻装置，其中支撑基部和板形成为一体。
(6)这种晶片蚀刻装置，其中，板设置在支撑基部的下侧。
(7)这种晶片蚀刻装置，其中支撑基部是透光的。
(8)一种使用晶片蚀刻装置的方法，包括以下步骤：准备晶片；测量晶片的厚度；向晶片涂布蚀刻液；以及根据晶片的厚度相对于晶片下部调节光源的强度。
(9)这种使用晶片蚀刻装置的方法，其中在根据晶片的厚度相对于晶片下部调节光源的强度的步骤中，光源的强度相对于晶片的厚部分比相对于晶片的薄部分更强。
(10)这种使用晶片蚀刻装置的方法，其中在测量晶片的厚度的步骤中，根据晶片的位置来测量厚度。
(11)这种使用晶片蚀刻装置的方法，其中在根据晶片的厚度相对于晶片下部调节光源的强度的步骤中，晶片处于静止状态。
根据本公开，提供了用于有效地平整化晶片厚度的晶片蚀刻装置以及使用该晶片蚀刻装置的方法。
根据本公开的另一方面，提供了一种用于平整化具有不对称厚度的晶片的晶片蚀刻装置和使用该晶片蚀刻装置的方法。
(符号说明)
W：晶片
100：晶片蚀刻装置
110：光源
120：板
130：壁
140：支撑基部
150：透明板
170：内部空间。

Claims (11)

1.一种用于湿蚀刻的晶片蚀刻装置，包括：
至少一个光源，用于照射晶片；
板，所述板设置在晶片的下侧，并设置有至少一个光源；
壁，所述壁设置在所述板上，将所述板分隔成内部空间；和
支撑杆，所述支撑杆用于支撑晶片，其中，
至少一个光源的强度是可调节的。
2.根据权利要求1所述的晶片蚀刻装置，其中，所述壁是隔热材料。
3.根据权利要求1所述的晶片蚀刻装置，其中，所述内部空间被设置为多个。
4.根据权利要求1所述的晶片蚀刻装置，其中，在所述支撑基部和所述晶片之间设置有板。
5.根据权利要求4所述的晶片蚀刻装置，其中，所述支撑基板和所述板形成为一体。
6.根据权利要求1所述的晶片蚀刻装置，其中，所述板设置在所述支撑基部的下侧。
7.根据权利要求5所述的晶片蚀刻装置，其中，所述支撑基部是透光的。
8.一种使用晶片蚀刻装置的方法，包括以下步骤：
(a)准备晶片；
(b)测量所述晶片的厚度；
(c)向所述晶片涂布蚀刻液；和
(d)根据所述晶片的厚度相对于所述晶片的下部调节光源的强度。
9.根据权利要求8所述的使用晶片蚀刻装置的方法，
其中在步骤(d)中，所述光源的强度相对于所述晶片的厚部分比相对于所述晶片的薄部分更强。
10.根据权利要求8所述的使用晶片蚀刻装置的方法，
其中在步骤(b)中，根据所述晶片上的位置来测量所述厚度。
11.根据权利要求8所述的使用晶片蚀刻装置的方法，
其中在步骤(d)中，所述晶片处于静止状态。
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