CN111370354A - 一种用于晶圆与环形玻璃载板的蚀刻装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于晶圆与环形玻璃载板的蚀刻装置，属于蚀刻设备领域。一种用于晶圆与环形玻璃载板的蚀刻装置，包括：底座；支撑盘，水平布置于所述底座上，并与所述底座转动连接，用于放置工件；夹具，固定安装在所述支撑盘上，用于夹紧所述工件；腐蚀液喷嘴，设置于所述工件的上方，用于向所述工件的加工表面喷洒腐蚀液；保护性流体喷嘴，所述布置于所述工件上方，用于向所述工件边缘喷射流体。与现有的蚀刻装置相比，本身申请的蚀刻装置专用于蚀刻环形的玻璃载板与晶圆，通过环形气管与喷头形成环形的气墙，实现边缘保护。
Description
技术领域
本发明涉及蚀刻领域，具体涉及一种用于晶圆与环形玻璃载板的蚀刻装置。
背景技术
现随着IC芯片工艺技术的发展，晶圆直径逐步增大到300mm，晶圆在封装前的厚度越来越薄，为保证被加工对象的刚性/强度，降低碎片的风险，将晶圆与玻璃载板键合之后再进行后续的加工，已经成为半导体行业内的普遍做法。
由于使用中央薄化的玻璃载板搭载晶圆时，能够优化后续的晶圆加工工艺。为了得到中央薄、边缘厚环形玻璃载载板，需要通过蚀刻机对玻璃载板的表面进行蚀刻加工，但是目前现有技术中，没有专用于环形玻璃载板的蚀刻设备，并且现有的蚀刻装置无法较为精确地控制蚀刻区域的尺寸。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提出了一种用于晶圆与环形玻璃载板的蚀刻装置，专用于加工中央薄、边缘厚的环形玻璃载板，并且能控制环形玻璃载板环形部分的尺寸与形状的技术问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种用于晶圆与环形玻璃载板的蚀刻装置，包括：
底座；
支撑盘，水平布置于所述底座上，并与所述底座转动连接，用于放置工件；
夹具，固定安装在所述支撑盘上，用于夹紧所述工件；
环形气管，水平布置于所述支撑盘的正上方；
多个气体喷嘴，沿着所述环形气管等间距排布，向所述工件的上表面喷射气体，且与所述工件的上端面之间具有间隙；
腐蚀液喷头，设置于所述支撑座正上方，用于向所述工件喷洒腐蚀液；
以及进气管，与所述环形气管连通，用于向所述环形气管通气。
进一步地，所述支撑盘上开设有若干通孔。
进一步地，还包括环形挡壁，所述环形挡壁沿着所述环形气管的内圈布置；所述环形挡壁的壁面倾斜设置，且沿着远离所述支撑盘中心的方向逐渐抬高；所述环形挡壁沿竖直方向的投影部分落在所述工件的上端面上。
进一步地，还包括清洗喷嘴，所述清洗喷嘴喷射流体，用于清洗和/或烘干所述工件表面。
进一步地，所述清洗喷嘴喷射的流体包括：
纯水，用于清洗所述工件表面；和/或
氮气，用于烘干所述工件表面。
进一步地，还包括环形托盘，所述环形托盘围绕所述支撑盘布置，底面下凹，且外沿高于加工面。
进一步地，所述腐蚀液喷射的液体包括氢氟酸。
进一步地，所述气体喷嘴喷射的气体为氮气。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本申请的蚀刻装置的立体结构示意图；
图2为本申请的蚀刻时的环形气管剖视图；
图3为本申请的另一实施例的蚀刻时的环形气管剖视图；
图4为半环状气管的初始状态布置示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
如图1所示，一种用于晶圆与环形玻璃载板的蚀刻装置，包括：支撑盘1水平布置于所述底座上，并与所述底座转动连接，用于放置工件7；夹具2固定安装在所述支撑盘1上，用于夹紧所述工件7；环形气管3水平布置于所述支撑盘1的正上方；多个气体喷嘴8沿着所述环形气管3等间距排布，向所述工件7的上表面喷射气体，且与所述工件7的上端面之间具有间隙，其中间隙的宽度可以取0.5～3毫米。
腐蚀液喷头5设置于所述支撑座正上方，用于向所述工件7喷洒腐蚀液9，其中腐蚀液9中可以含有氢氟酸。进气管10与所述环形气管3连通，用于向所述环形气管3通气。其中，所述气体喷嘴8喷射的气体，即进气管10通入环形气管3的气体，不与工件7或腐蚀液9发生化学反应，例如为氮气。
在实际加工过程中，加工工件7可以是圆形的玻璃载板或晶圆，需要先将工件7通过夹具2夹紧固定在支撑盘1上，并使待加工表面向上。再驱动支撑盘1旋转，工件7随支撑盘1一起旋转，同时，向工件7喷洒腐蚀液9，并使用外部气源，通过进气管10向环形气管3通气，通入的气体从多个气体喷嘴8喷出。由于气体喷嘴8沿着环形气管3排布，通气后，多个气体喷嘴8在工件7上端面形成了连续、封闭的环形气墙。
腐蚀液9落在工件7上端面后，由于工件7的转动产生的离心力，腐蚀液9向工件7边缘流动。但是由于多个气体喷嘴8的阻挡作用，腐蚀液9并不得流动至环形气墙外侧。这样，由于环形气管3与气体喷嘴8形成的气体保护，使得腐蚀液9仅仅蚀刻工件7位于环形气墙内的部分，从而在连续喷洒与蚀刻后，最终得到中央薄、边缘厚的工件7。
如图2所示，本装置还设置了环形挡壁，环形挡壁沿着所述环形气管3的内圈布置；所述环形挡壁的壁面倾斜设置，且沿着远离所述支撑盘1中心的方向逐渐抬高；所述环形挡壁沿竖直方向的投影部分落在所述工件7的上端面上。
需要注意的是，在进行蚀刻时，由于腐蚀液9与玻璃作用后，浓度是在不断减少的，为了保证蚀刻持续、稳定的蚀刻效果，需要不断地补充新的腐蚀液9，排出已经反应的腐蚀液9。并且在腐蚀过程中，会产生颗粒物或絮状物，漂浮在腐蚀液9上层。
因此，在蚀刻时，腐蚀液9喷洒在工件7上端面后，受到环形气墙阻挡时，由于离心力的持续作用，受到阻挡的腐蚀液9会沿着环形挡壁，溢流到环形挡壁外侧，从而溢流出边缘部分的腐蚀液9，同时，新的腐蚀液9不断地喷洒在工件7加工表面的中部，使得腐蚀液9的浓度保持稳定。并且在溢流的过程中，还可以排出腐蚀液9上层的颗粒物或絮状物。
如图3所示，在本发明的另一实施例中，所述多个气体喷嘴8以环形气管3为中心，呈同心的多圈环形排布，在蚀刻过程中，可以先开启每圈的气体喷嘴8，在工件7加工端面上形成多环气墙，随着腐蚀进行，从内圈到外圈逐步关闭气体喷嘴8，也就是说工件7的加工面上腐蚀液9的腐蚀区域逐渐扩大，受保护区域逐渐缩小，最终得到阶梯状的边缘。
如图4所示，在本发明的又一个实施例中，环形气管3分为两个半环状气管11，在初始状态，两根半环状气管11在端部部分重合。随着蚀刻的进行，可逐渐使得两根半环状气管11反向移动，使得接合部重叠面积逐渐减小，在此过程中，工件7的加工表面上的受腐蚀区域逐渐扩大，最终形成斜坡状的边缘。
在本发明的再一个实施例中，气体喷嘴8或进气管10上设有压力控制阀，通过压力控制阀调控气体喷嘴8的喷气压力与流量。可以理解的是，气体喷嘴8的喷气压力越大，形成的环形保护区域的范围就越大，加工完成后，工件7外边缘的环形区域越宽。因此，可以通过调节压力控制阀，控制环形保护区域的大小。
更具体地，所述支撑盘1上开设有若干通孔。将高纯氮气由下至上吹至被加工对象下表面，气流被阻挡后沿下表面放射状溢出形成正压，保护其下表面和外缘端面清洁且不被腐蚀液9接触。
此外，本装置还包括清洗喷嘴4，所述清洗喷嘴4喷射流体，用于清洗和/或烘干所述工件7表面。进一步地，所述清洗喷嘴4喷射的流体可以是纯水或氮气，当喷射纯水时，清洗喷嘴4用于清洗工件7表面残余的腐蚀液9；当喷射氮气时，清洗喷嘴4用于风干工件7，方便进行后续工艺。
进一步地，所述底座上设有环形托盘6，所述环形托盘6围绕所述支撑欧盘支撑盘1布置，底面下凹，且外沿高于加工面，通过环形托盘6，可以收集从环形挡壁上溢流出的腐蚀液9，收集的腐蚀液9经处理后还可以二次使用，减少生产成本。
本装置上还可以在支撑盘1上方安装膜厚仪，通过膜厚仪实时监测被加工工件7的厚度，通过膜厚仪的检测值，从而能够精确地控制腐蚀深度。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。
Claims (8)
1.一种用于晶圆与环形玻璃载板的蚀刻装置，其特征在于，包括：
底座；
支撑盘，水平布置于所述底座上，并与所述底座转动连接，用于放置工件；
夹具，固定安装在所述支撑盘上，用于夹紧所述工件；
环形气管，水平布置于所述支撑盘的正上方；
多个气体喷嘴，沿着所述环形气管等间距排布，向所述工件的上表面喷射气体，且与所述工件的上端面之间具有间隙；
腐蚀液喷头，设置于所述支撑座正上方，用于向所述工件喷洒腐蚀液；
以及进气管，与所述环形气管连通，用于向所述环形气管通气。
2.根据权利要求1所述的用于晶圆与环形玻璃载板的蚀刻装置，其特征在于，所述支撑盘上开设有若干通孔。
3.根据权利要求1所述的用于晶圆与环形玻璃载板的蚀刻装置，其特征在于，还包括环形挡壁，所述环形挡壁沿着所述环形气管的内圈布置；所述环形挡壁的壁面倾斜设置，且沿着远离所述支撑盘中心的方向逐渐抬高；所述环形挡壁沿竖直方向的投影部分落在所述工件的上端面上。
4.根据权利要求1所述的用于晶圆与环形玻璃载板的蚀刻装置，其特征在于，还包括清洗喷嘴，所述清洗喷嘴喷射流体，用于清洗和/或烘干所述工件表面。
5.根据权利要求4所述的用于晶圆与环形玻璃载板的蚀刻装置，其特征在于，所述清洗喷嘴喷射的流体包括：
纯水，用于清洗所述工件表面；和/或
氮气，用于烘干所述工件表面。
6.根据权利要求3所述的用于晶圆与环形玻璃载板的蚀刻装置，其特征在于，还包括环形托盘，所述环形托盘围绕所述支撑欧盘支撑盘布置，底面下凹，且外沿高于加工面。
7.根据权利要求1所述的用于晶圆与环形玻璃载板的蚀刻装置，其特征在于，所述腐蚀液喷射的液体包括氢氟酸。
8.根据权利要求1所述的用于晶圆与环形玻璃载板的蚀刻装置，其特征在于，所述气体喷嘴喷射的气体包括氮气。
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