CN1959938A - 晶片湿法蚀刻装置及其湿法蚀刻方法 - Google Patents

Abstract

一种晶片湿法蚀刻装置及其湿法蚀刻方法。晶片湿法蚀刻方法包括以下步骤。首先，将一晶片置入于一蚀刻液中。接着，在蚀刻液中转动晶片。

Description

晶片湿法蚀刻装置及其湿法蚀刻方法

技术领域

本发明涉及一种晶片湿法蚀刻装置及其湿法蚀刻方法，尤其涉及一种将晶片在蚀刻液中转动的晶片湿法蚀刻装置及其湿法蚀刻方法。

背景技术

电子产品日新月异，伴随着半导体芯片的需求不断增长，带动了半导体科技的迅速发展。为了减少芯片所占的体积，芯片内的线宽不断缩小。因此半导体工艺能力受到严重的考验，工艺的精准度与工艺变异的控制显得更加重要。尤其以半导体工艺中湿法蚀刻工艺为例，蚀刻深度的变异将大大的影响到芯片产品的良品率。

传统的晶片湿法蚀刻方法是将一晶片浸入一湿法蚀刻液中，湿法蚀刻液可针对晶片的表面欲蚀刻的材料进行湿法蚀刻。蚀刻的深度依据蚀刻液相对欲蚀刻的材料的蚀刻率(每单位时间的蚀刻深度)及蚀刻时间的乘积。因此蚀刻深度正比于蚀刻时间，即较长的蚀刻时间将形成较深的蚀刻深度。

传统的晶片湿法蚀刻装置及其湿法蚀刻方法是将一晶片垂直置入一蚀刻液中。其中，晶片表面垂直于蚀刻液液面。晶片浸入蚀刻液一预定的蚀刻时间后，以相反的方向将晶片取出于蚀刻液外。

然而晶片在置入与离开蚀刻液的过程中，需要一定的移动时间。晶片置入蚀刻液过程中首先接触蚀刻液的一端定义为第一端，最后接触蚀刻液的一端定义为第二端。

在晶片置入蚀刻液的过程中，第一端与第二端接触蚀刻液的时间点有一定程度的落差。第一端比第二端先接触蚀刻液。相反，在晶片离开蚀刻液的过程中，第一端与第二端离开蚀刻液的时间有一定程度的落差。第一端比第二端晚离开蚀刻液。

因此，第一端的蚀刻时间长于第二端的蚀刻时间，将使得第一端的蚀刻深度深于第二端的蚀刻深度。进而造成晶片表面蚀刻不均匀的现象发生，大大地降低工艺精确度，影响产品良品率。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种晶片湿法蚀刻装置及其湿法蚀刻方法，其在蚀刻液中转动晶片的设计，使得晶片表面各处接触蚀刻液的时间均相同，且晶片表面各处的蚀刻深度均相同。因此，避免造成晶片表面产生蚀刻不均匀的现象，大大提高工艺精确度与产品良品率。

根据本发明的一目的，提出一种晶片湿法蚀刻装置。晶片湿法蚀刻装置包括一蚀刻槽、一夹具及一转动机构。蚀刻槽用以容置一蚀刻液，夹具用以夹取一晶片进出蚀刻液。转动机构设置于蚀刻槽中，用以在蚀刻液中转动晶片。

根据本发明的再一目的，提出一种晶片湿法蚀刻方法。首先，将一晶片置入一蚀刻液中。接着，在蚀刻液中转动晶片。

为让本发明的上述目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一优选实施例，并配合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1A～1E为绘示依照本发明优选实施例的晶片湿法蚀刻方法的晶片湿法蚀刻装置的示意图。

图2为绘示晶片与转柱的方向的示意图。

图3为绘示依照本发明优选实施例的一电压时变曲线。

图4为绘示依照本发明的晶片湿法蚀刻方法的流程图。

主要组件符号说明

10：晶片

11：定位边

12：相对边

20、201：蚀刻槽

21：晶舟

31：夹具

40：转柱

41：转柱的延伸方向

50：马达组

60：控制单元

70：蚀刻液

100：晶片湿法蚀刻装置

D1：转动方向

D10：晶片直径

D40：两转柱间距

N：法线

V1：第一速度

V2：第二速度

具体实施方式

请同时参照图1A～1E及图2，图1A～1E绘示依照本发明优选实施例的晶片湿法蚀刻方法的晶片湿法蚀刻装置的示意图。图2绘示晶片与转柱的方向示意图。晶片湿法蚀刻装置100包括一蚀刻槽20、一夹具31及一转动机构。蚀刻槽20用以容置一蚀刻液70，蚀刻液70可为一酸性溶液或碱性溶液。夹具31用以夹取一晶片10进出蚀刻液70。在本实施例中，夹具31以一机械手为例作说明。转动机构设置于蚀刻槽20中，用以在蚀刻液70中转动晶片10。在本实施例中，转动机构以二转柱40为例作说明。

二转柱40以可转动的方式平行设置于蚀刻槽20内。二转柱40的材料可为特氟隆(Teflon)或不锈钢。如图2所示，晶片10表面的法线方向N与二转柱40的延伸方向41平行。二转柱40以对称于晶片10中心的方式在晶片10下方边缘稍微接触及支撑晶片10，其中二转柱40之间的距离小于晶片10的直径，如图1A所示。

晶片湿法蚀刻装置100还包括一马达组50及一控制单元60。马达组50设置于蚀刻槽20外，并与二转柱40耦接，用以带动二转柱40沿同一方向同步转动。控制单元60设置于蚀刻槽20外，并与马达组50电连接，用以控制马达组50的运转。

请参照图3，其绘示依照本发明优选实施例的一电压时变曲线。在本实施例中，控制单元60依据图3的电压时变曲线驱动马达组50。如图3所示，控制单元60在时间点3时，以一正电压驱动马达组50。直到时间点6时，控制单元60停止驱动马达50。

请参照图4，其绘示依照本发明的晶片湿法蚀刻方法的流程图。首先，在步骤410中，将一晶片10置入一蚀刻液70中。接着，在步骤420中，在蚀刻液中转动晶片10。

请同时参照图1A～图1E，以下利用图1A～图1E详细说明本实施例的晶片湿法蚀刻方法。首先，如图1A所示，夹具31夹取晶片10于蚀刻液70上方。一般而言，晶片10均具有一定位边或定位角。在本实施例中，晶片10以具有一定位边11为例作说明。夹具31夹取晶片10时，晶片10的定位边11朝上，并且定义晶片10相对于定位边11的一侧边为相对边12。

接着，如图1B所示，夹具31将晶片10以一第一速度V1置入蚀刻液70中。在置入过程中，晶片10的定位边11始终朝上，且相对边12始终朝下。因此，晶片10的相对边12首先接触蚀刻液70，而晶片10的定位边11较晚接触蚀刻液70。

然后，如图1C所示，晶片湿法蚀刻装置100还具有一晶舟21。晶舟21以不影响二转柱40转动的方式设置于蚀刻槽20中，用以在蚀刻液70中承载晶片10。晶片10完全浸入蚀刻液70后，晶片10承载于晶舟21中。当晶片10承载于晶舟21，且晶片10边缘接触于二转柱40后，夹具31离开蚀刻液70。

接着，如图1D所示，控制单元60依据图4的电压时变曲线驱动马达组50。使得马达组50带动二转柱40沿着同一转动方向转动。二转柱40与晶片10的边缘之间具有一摩擦力。在二转柱40同步转动的同时，晶片10通过二转柱40的转动以及摩擦力的带动，使得晶片10在蚀刻液70中沿同一转动方向D1转动。直到晶片10的定位边12转动180度而朝下，且晶片10的相对边12朝上。同时晶片10在蚀刻液70中置放一段时间以进行湿法蚀刻。

然后，如图1E所示，夹具31以一第二速度V2夹取晶片10离开蚀刻液70，其中第一速度V1基本上等于第二速度V2。在晶片10离开过程中，晶片10的定位边11始终朝下，且相对边12始终朝上。晶片10的相对边12先离开蚀刻液70，而晶片10的定位边11较晚离开蚀刻液70。因此晶片10表面各处接触蚀刻液70的时间均相同，使得晶片10表面各处的蚀刻深度均相同。接着清洗晶片10表面，使得晶片10表面没有残留的蚀刻液70。至此，完成本发明的本实施例的晶片湿法蚀刻步骤。

根据以上实施例，虽然本发明的夹具以一机械手为例作说明，然本发明的夹具也可为一活动式晶舟。其中当夹具为一活动式晶舟时，蚀刻槽内部则可不设置晶舟。只要是利用一可夹持晶片的机构设计，以达到稳固夹持晶片置入或离开蚀刻液的目的，皆不脱离本发明的技术范围。

根据以上实施例，虽然本发明的二转柱的材料以特氟隆或不锈钢为例作说明。然本发明的二转柱，也可为任何耐蚀刻的刚性材料。只要是利用一可使用于蚀刻液中的转动结构设计，以达到带动晶片转动的目的，皆不脱离本发明的技术范围。

本实施例在将晶片置入蚀刻液中后转动晶片的设计，可以在将晶片从蚀刻液取出后，确保晶片表面各处达到均匀蚀刻的目的。

本发明上述实施例所披露的晶片湿法蚀刻装置及其湿法蚀刻方法，其利用转动机构带动晶片在蚀刻液中转动的设计，可以使得晶片表面各处接触蚀刻液的时间均相同，且晶片表面各处的蚀刻深度均相同。因此，可以避免造成晶片表面产生蚀刻不均匀的现象，大大提高工艺精确度与产品良品率。

综上所述，虽然本发明已以一优选实施例披露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims (10)

1.一种晶片湿法蚀刻装置，包括：

一蚀刻槽，用以容置一蚀刻液；

一夹具，用以夹取一晶片进出该蚀刻液；以及

一转动机构，设置于蚀刻槽中，用以在蚀刻液中转动该晶片。

2.如权利要求1所述的晶片湿法蚀刻装置，其中该转动机构为二转柱，以朝同一方向同步转动的方式设置于该蚀刻槽内，当该晶片进入该蚀刻液后，以该晶片表面的法线方向与该二转柱的延伸方向平行的方式接触，该晶片通过该二转柱的转动而在该蚀刻液中转动。

3.如权利要求1所述的晶片湿法蚀刻装置，其中该晶片通过该转动机构的带动而在该蚀刻液中转动180度。

4.如权利要求1所述的晶片湿法蚀刻装置，其中该晶片具有一定位边，当该晶片进入该蚀刻液，并置放于蚀刻槽时，该定位边朝上；

该晶片通过该转动机构的带动而在该蚀刻液中转动180度后，该定位边朝下。

5.如权利要求1所述的晶片湿法蚀刻装置，还包括：

一马达组，设置于该蚀刻槽外，并与该转动机构耦接，用以驱动该转动机构；以及

一控制单元，设置于该蚀刻槽外，并与该马达组电连接，用以控制该马达组的运转。

6.如权利要求5所述的晶片湿法蚀刻装置，其中该控制单元依据一电压时变曲线控制该马达组，使该马达组通过该转动机构带动该晶片以一方向转动。

7.一种晶片湿法蚀刻方法，包括：

将一晶片置入于一蚀刻液中；以及

在该蚀刻液中转动该晶片。

8.如权利要求7所述的晶片湿法蚀刻方法，其中该转动该晶片的步骤还包括：

在该蚀刻液中转动该晶片180度。

9.如权利要求7所述的晶片湿法蚀刻方法，其中该晶片具有一定位边，该置入该晶片的步骤中还包括：

置入该晶片于该蚀刻液中，使该定位边朝上。

10.如权利要求9所述的晶片湿法蚀刻方法，其中该转动该晶片的步骤还包括：

在该蚀刻液中转动该晶片180度，使该定位边朝下。

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