CN1385883A - 液相沉积法的单面生长与量产方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种液相沉积法的单面生长与量产方法,用以对一晶片进行一液相沉积工艺过程。它是通过将晶片置放于一晶片承载器上,并使一生长液槽的一开口与晶片承载器上的晶片接合,而于进行所述液相沉积工艺过程后,将上述开口朝上,以取出所述晶片承载器上的晶片。另外,本发明还提出一种液相沉积法的单面生长与量产装置,它是由晶片承载器及生长液槽构成,借助生长液槽的开口与晶片承载器上晶片的接合以进行液相沉积工艺过程。
Description
本发明涉及一种液相沉积法的单面生长与量产方法及装置。
在集成电路制造技术及半导体组件制造技术中，二氧化硅运用得相当广泛：(1)它可以用来当做MOS的闸极氧化层(gate oxide)；(2)用来隔离其它组件的场氧化层(field oxide)；作为沟槽绝缘(trenchisolation)；(3)当作扩散及离子植入的遮避层(masking)；(4)避免经热处理后杂质或成份流失的保护层(caping)；或(5)保护组件免遭杂物、灰尘及刮伤的保护层(passivation)等。
发展至今，成长二氧化硅有很多方法，例如：热氧化法(thermaloxidation)或化学气相沉积法(chemical vapor deposition，CVD)。闸极氧化层及场氧化层均以热氧化方法制造，因为只有使用热氧化方法才能获得低界面缺陷密度(interface trap densities)的高品质氧化膜。然而这两项技术在IC整个流程实际运用上皆有其限制。以热氧化方法而言，此方法需的高温(摄氏700度到1200度)容易造成芯片的变形(deformation)及组件结构的破坏(因为掺入杂质的重新分布)；而化学气相沉积法的缺点则在于它昂贵的系统设备及不低的成长温度，在量产工艺过程条件上还需要严谨的调控。有许多种可以在低温沉积二氧化硅的方法，例如：等离子体化学气相沉积法(plasma enhanced chemical vapor deposition，PECVD)，及电子回旋共振化学气相沉积法(Electron cyclotron resonance chemicalvapor deposition，ECRCVD)等。这些方法除了需要昂贵的系统设备的外，并需要高于摄氏300度的成长温度。若IC工艺过程中欲直接用光阻当做屏蔽(mask)以减少制作流程均属不可能因而限制了IC工艺过程设计的弹性。
此外在集成电路制造技术及半导体组件制造技术中，尚需许多其它的氧化膜，如二氧化钛等，目前也是用化学气相沉积法等高温成长方法成长的。上述种种缺点也限制了工艺过程设计的弹性。
液相氧化膜沉积技术(Liquid Phase Deposition-LPD)是最近发展的一成长氧化膜的方法[1，2，3，4]，此沉积氧化膜的技术的成长温度极低(约为摄氏40度)，不似一般成长氧化膜时所需的高温和昂贵的系统设备，对今日深次微米集成电路的制造及半导体组件工艺过程非常重要。
因此，液相氧化膜沉积技术对今日深次微米集成电路的工艺过程及半导体组件工艺过程非常重要。但发展至今，国内外均无对LPD-SiO2量产工艺过程上提出具体的技术及方法。另于进行成长过程中晶片双面皆会生长，与其它生长方式一样的问题，事后仍需进行反面蚀刻(etching)，若有装置能只进行晶片单面生长，不仅避免了晶片生长后反面蚀刻，进而节省生长过程中所浪费的时间，也减少了晶片生长所带来的附加成本。
本发明的目的是提供一种液相沉积法的单面生长与量产方法及装置。
为实现上述目的，根据本发明一方面提供一种液相沉积法的单面生长与量产方法，用以对一晶片进行一液相沉积工艺过程，其特点是，包括下列步骤：提供一第一晶片承载器，于所述第一晶片承载器上置放所述晶片；提供一生长液槽，所述成长液槽具有一第一开口，并使所述生长液槽的第一开口与所述第一晶片承载器上的晶片接合；以及提供生长溶液，置入所述生长液槽，于进行所述液相沉积工艺过程后，将所述生长液槽的第一开口朝上，以取出所述第一晶片承载器上的晶片。
为实现上述目的，根据本发明另一方面提供一种液相沉积法的单面生长与量产装置，用于对一晶片进行一液相沉积工艺过程，它包括：一第一晶片承载器，用以承载所述晶片；一生长液槽，设有一第一开口，用以容置生长溶液，且借助所述第一开口与所述第一晶片承载器上所述晶片的接合以进行所述液相沉积工艺过程。
上述晶片是借助一O型环与生长液槽接合，以防止所述生长溶液外溢。O型环的半径比所述第一开口大，而其形状与所述晶片相似。
生长液槽还具有一第二开口，用以置入所述生长溶液。第二开口借助一第二晶片承载器以封合于其上。而第二晶片承载器是先置放另一晶片于其上后始封合于所述第二开口上。当然，另一晶片是于所述第一开口朝上以取出所述第一晶片承载器上的晶片时，进行所述液相沉积工艺过程。
本发明的液相沉积法的单面生长与量产方法，其还可用以对数个晶片进行所述液相沉积工艺过程。数个晶片用样是置放于所述第一晶片承载器上。搭配数个生长液槽，并置入生长溶液，以对所述数个晶片进行所述液相沉积工艺过程。同理，数个生长液槽是分别借助数个O型环与所述数个晶片接合在一起，以防止所述生长溶液溢出。而数个O型环之间保留一间距，以防止所述数个晶片间相互掩盖碰撞。晶片的尺寸是依设计而定，而液相沉积工艺过程是用以成长一氧化膜。
上述第一晶片承载器及所述生长液槽是由一抗腐蚀材料制成。所述抗腐蚀材料为一铁氟龙材料或一PE材料。
当然，所述第二晶片承载器可先置放另外数个晶片于其上后始封合于所述第二开口上，以于所述第一开口朝上以取出所述第一晶片承载器上的晶片时，进行所述液相沉积工艺过程。另外，本发明还包括一固定夹具以使所述第一开口与所述第一晶片承载器上所述晶片二者接合。
采用本发明的上述方案具有以下优点：晶片片数量可依需要而定，由于本设备可以无限制的延伸，并不局限于附图所示的5片×5片大小，所以一次可生产25片或不等数量的晶片，其成长发挥空间极大；此设备更换晶片方便而具有高效率成长时间；由于可采用铁氟龙或PE材质制造，其结构简单且使用的材料价格较低廉，因此设备成本低廉，本装置占用空间小，故在空间配合上较其它生长设备更加灵活，因此适用于工厂生产所用；可以简易控制晶片单面生长，由于无反面生长而避免进行反面蚀刻的麻烦，进而节省生长过程中所浪费的时间，也减少了晶片生长所带来的附加成本。
为更清楚理解本发明的目的、特点和优点，下面将结合附图对本发明进行详细说明。
图1是本发明的装置立体图；
图2是本发明的装置侧视图；
图3是本发明的装置俯视图；
图4是采用本发明的装置的晶片放置示意图；
图5是采用本发明生长的晶片的均匀度分布示意图。
本发明的构成方法及原理是利用晶片单面接触生长液进行氧化膜单面生长，并使单片晶片生长槽并联扩充而成量产装置，其装置结构及进行方法步骤说明如下：
本液相沉积法量产装置由三个部分所组成(如图1立体图，图2侧视图所示)，下半部为第一晶片承载器11(盖片)，用于置放所欲生长的晶片41；中半部12为生长液槽14，用于装置生长液；上半部为第二晶片承载器13(盖片)，其用途与下半部第一晶片承载器11(盖片)一样。此外在每个晶片区外缘内侧均装设一个O型环31(O-ring)(其尺寸如图3中所示的a系数)，用以防止生长溶液发生外溢，其尺寸大小较晶片41直径减少0.4cm。所以如果依照附图所示的一次生长5×5＝25片晶片，则此装置的边长为5个晶片区宽度加上6个O型环间的间隔0.5cm，即为5a+0.5×6cm，而实际晶片直径即为a系数加上0.4cm(如图4所示的c系数)，故在每晶片41间的间距为0.2cm。本发明装置应用于各种晶片的大小可如下推算得知：
(a)使用5时晶片：即装置边长为5×5×2.54+0.5×6＝66.5cm，则装置大小为66.5cm×66.5cm。
(b)使用8时晶片：即装置边长为5×8×2.54+0.5×6＝104.6cm，则装置大小为104.6cm×104.6cm。
(c)使用12时晶片：即装置边长为5×12×2.54+0.5×6＝155.4cm，则装置大小为155.4cm×155.4cm。
本发明的液相沉积法的单面生长与量产的方法的具体步骤如下所述：
(a)将晶片41(请参见图4)放置于下部第一晶片承载器11上，然后与中半部12生长液槽14接合，并使用固定夹具(未图示)使二者相互结合。
(b)由生长液槽14上部注入配制完成的生长溶液，开始进行生长。
(c)待固定成长时间生长固定厚度的薄膜后，即将上部的第二晶片承载器13(盖片)覆盖在生长溶液槽14上，并用固定夹具夹住。
(d)将整组生长装置上下倒置，取下第一晶片承载器11上的固定夹具，再取下生长后的晶片41，生长过程即告完成。
(e)随后将晶片放于生长液槽上，盖上第一晶片承载器11(盖片)，加上固定夹具接合后，上下倒置整组生长装置，即可再次进行液相沉积(LPD)法的生长。
(f)若在步骤(c)中，上部的盖片盖上前即放入晶片，再把整组生长装置上下倒置如步骤(d)，则可以还有效进行所述组晶片的成长。
Claims (37)
1.一种液相沉积法的单面生长与量产方法，用以对一晶片进行一液相沉积工艺过程，其特征在于，包括下列步骤：
提供一第一晶片承载器，于所述第一晶片承载器上置放所述晶片；
提供一生长液槽，所述成长液槽具有一第一开口，并使所述生长液槽的第一开口与所述第一晶片承载器上的晶片接合；以及
提供生长溶液，置入所述生长液槽，于进行所述液相沉积工艺过程后，将所述生长液槽的第一开口朝上，以取出所述第一晶片承载器上的晶片。
2.如权利要求1所述的液相沉积法的单面生长与量产方法，其特征在于，所述晶片是借助一O型环与生长液槽接合，以防止所述生长溶液外溢。
3.如权利要求2所述的液相沉积法的单面生长与量产方法，其特征在于，所述O型环具有一半径及一形状，所述半径比所述第一开口大，而所述形状与所述晶片相似。
4.如权利要求1所述的液相沉积法的单面生长与量产方法，其特征在于，所述生长液槽还具有一第二开口，用以置入所述生长溶液。
5.如权利要求4所述的液相沉积法的单面生长与量产方法，其特征在于，所述第二开口借助一第二晶片承载器以封合于其上。
6.如权利要求5所述的液相沉积法的单面生长与量产方法，其特征在于，所述第二晶片承载器先置放另一晶片于其上后始封合于所述第二开口上。
7.如权利要求6所述的液相沉积法的单面生长与量产方法，其特征在于，所述另一晶片是于所述第一开口朝上以取出所述第一晶片承载器上的晶片时，进行所述液相沉积工艺过程。
8.如权利要求1所述的液相沉积法的单面生长与量产方法，其特征在于，所述液相沉积工艺过程可适用于数个晶片。
9.如权利要求8所述的液相沉积法的单面生长与量产方法，其特征在于，所述数个晶片置放于所述第一晶片承载器上。
10.如权利要求9所述的液相沉积法的单面生长与量产方法，其特征在于，还提供数个生长液槽，置入所述生长溶液，以对所述数个晶片进行所述液相沉积工艺过程。
11.如权利要求10所述的液相沉积法的单面生长与量产方法，其特征在于，所述数个生长液槽分别借助数个O型环与所述数个晶片接合在一起，以防止所述生长溶液溢出。
12.如权利要求11所述的液相沉积法的单面生长与量产方法，其特征在于，所述数个O型环之间保留一间距，以防止所述数个晶片间相互掩盖碰撞。
13.如权利要求1所述的液相沉积法的单面生长与量产方法，其特征在于，所述晶片具有一尺寸，所述尺寸是依设计而定。
14.如权利要求1所述的液相沉积法的单面生长与量产方法，其特征在于，所述液相沉积工艺过程用于成长一氧化膜。
15.一种液相沉积法的单面生长与量产装置，用于对一晶片进行一液相沉积工艺过程，它包括：
一第一晶片承载器，用以承载所述晶片；
一生长液槽，设有一第一开口，用以容置生长溶液，且借助所述第一开口与所述第一晶片承载器上所述晶片的接合以进行所述液相沉积工艺过程。
16.如权利要求15所述的液相沉积法的单面生长与量产装置，其特征在于，所述第一晶片承载器及所述生长液槽是由一抗腐蚀材料制成。
17.如权利要求16所述的液相沉积法的单面生长与量产装置，其特征在于，所述抗腐蚀材料为一铁氟龙材料。
18.如权利要求16所述的液相沉积法的单面生长与量产装置，其特征在于，所述抗腐蚀材料为一PE材料。
19.如权利要求15所述的液相沉积法的单面生长与量产装置，其特征在于，所述晶片承载器上的所述晶片是借助一O型环与生长液槽接合，以防止所述生长溶液外溢。
20.如权利要求19所述的液相沉积法的单面生长与量产装置，其特征在于，所述O型环具有一半径及一形状，所述半径比所述第一开口大，而所述形状是与所述晶片相似。
21.如权利要求15所述的液相沉积法的单面生长与量产装置，其特征在于，所述生长液槽还具有一第二开口，用以置入所述生长溶液。
22.如权利要求21所述的液相沉积法的单面生长与量产装置，其特征在于，还包括一第二晶片承载器以封合于所述第二开口上。
23.如权利要求22所述的液相沉积法的单面生长与量产装置，其特征在于，所述第二晶片承载器是先置放另一晶片于其上后始封合于所述第二开口上。
24.如权利要求23所述的液相沉积法的单面生长与量产装置，其特征在于，所述另一晶片是于所述第一开口朝上以取出所述第一晶片承载器上的晶片时，进行所述液相沉积工艺过程。
25.如权利要求23所述的液相沉积法的单面生长与量产装置，其特征在于，所述第二晶片承载器是先置放另外数个晶片于其上后始封合于所述第二开口上。
26.如权利要求25所述的液相沉积法的单面生长与量产装置，其特征在于，所述另外数个晶片是于所述第一开口朝上以取出所述第一晶片承载器上的晶片时，进行所述液相沉积工艺过程。
27.如权利要求22所述的液相沉积法的单面生长与量产装置，其特征在于，所述第二晶片承载器是由一抗腐蚀材料制成。
28.如权利要求27所述的液相沉积法的单面生长与量产装置，其特征在于，所述抗腐蚀材料为一铁氟龙材料。
29.如权利要求27所述的液相沉积法的单面生长与量产装置，其特征在于，所述抗腐蚀材料为一PE材料。
30.如权利要求15所述的液相沉积法的单面生长与量产装置，其特征在于，所述液相沉积工艺过程适用于数个晶片。
31.如权利要求30所述的液相沉积法的单面生长与量产装置，其特征在于，所述数个晶片是置放于所述第一晶片承载器上。
32.如权利要求31所述的液相沉积法的单面生长与量产装置，其特征在于，还具有数个生长液槽，置入所述生长溶液，以对所述数个晶片进行所述液相沉积工艺过程。
33.如权利要求32所述的液相沉积法的单面生长与量产装置，其特征在于，所述数个生长液槽分别借助数个O型环与所述数个晶片接合在一起，以防止所述生长溶液溢出。
34.如权利要求33所述的液相沉积法的单面生长与量产装置，其特征在于，所述数个O型环之间保留一间距，以防止所述数个晶片间相互掩盖碰撞。
35.如权利要求15所述的液相沉积法的单面生长与量产装置，其特征在于，所述晶片具有一尺寸，所述尺寸是依设计而定。
36.如权利要求15所述的液相沉积法的单面生长与量产装置，其特征在于，所述液相沉积工艺过程是用以成长一氧化膜。
37.如权利要求15所述的液相沉积法的单面生长与量产装置，其特征在于，还包括一固定夹具以使所述第一开口与所述第一晶片承载器上所述晶片二者接合。
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| CN 01119229 CN1385883A (zh) | 2001-05-14 | 2001-05-14 | 液相沉积法的单面生长与量产方法及装置 |
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| CN 01119229 CN1385883A (zh) | 2001-05-14 | 2001-05-14 | 液相沉积法的单面生长与量产方法及装置 |
Publications (1)
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1324657C (zh) * | 2002-06-28 | 2007-07-04 | 夏普株式会社 | 薄板制造方法和薄板制造装置 |
| CN114016006A (zh) * | 2021-10-27 | 2022-02-08 | 中国科学院化学研究所 | 一种用于化学液相沉积成膜的设备 |
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2001
- 2001-05-14 CN CN 01119229 patent/CN1385883A/zh active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1324657C (zh) * | 2002-06-28 | 2007-07-04 | 夏普株式会社 | 薄板制造方法和薄板制造装置 |
| CN114016006A (zh) * | 2021-10-27 | 2022-02-08 | 中国科学院化学研究所 | 一种用于化学液相沉积成膜的设备 |
| CN114016006B (zh) * | 2021-10-27 | 2022-06-28 | 中国科学院化学研究所 | 一种用于连续离子层吸附的化学液相沉积成膜的设备 |
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