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利用溶液的張力,設(shè)計一種用于精密分區(qū)腐蝕又不接觸晶圓表面的隔離網(wǎng)筒

來源:蘇州矩陣光電有限公司 瀏覽 609 次 發(fā)布時間:2024-10-17

在半導(dǎo)體制造的襯底上薄膜沉積或生長工藝中所產(chǎn)出的晶圓厚度或其他性能指標(biāo)的均勻性,是直接關(guān)乎后端元器件一致性的關(guān)鍵指標(biāo),也是其工藝技術(shù)不懈追求的目標(biāo)。目前已有多種方法控制晶圓生長過程的均勻性,并且可以滿足一般制造的要求。但隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用以及成本要求的提高,現(xiàn)有在生長環(huán)節(jié)優(yōu)化均勻性的技術(shù)已不能滿足更進(jìn)一步對晶圓均勻性的需求。尤其在傳感領(lǐng)域的半導(dǎo)體晶圓制造中,敏感材料的厚度、電阻等指標(biāo)的差異將造成后端同一晶圓制作出的元器件在靈敏度,精度存在較大差別。這將導(dǎo)致同一片晶圓中生產(chǎn)出不同性能的元器件并且其差別及其分布不可控制,在產(chǎn)品品質(zhì)控制上是必需解決的不可控因素。所以需要在生長后測得厚度或電學(xué)性能分布再利用局部腐蝕的方法達(dá)到更精密控制晶圓均勻性的技術(shù)。生長后控制均勻性的方法比較少,當(dāng)前主要為CMP時依靠局部應(yīng)力或壓力調(diào)整腐蝕速率和局部噴淋腐蝕。


然而,上述已有技術(shù)方案都無法做到精密分區(qū)和隔離待腐蝕區(qū),所以對更細(xì)致的以均勻性為目標(biāo)的晶圓腐蝕作用較小,無法達(dá)到更高的均勻性目標(biāo)。


由于已有技術(shù)方案都無法做到精密分區(qū)和隔離待腐蝕區(qū),對更細(xì)致的以均勻性為目標(biāo)的晶圓腐蝕作用較小,因而無法達(dá)到更高的均勻性目標(biāo)。本發(fā)明利用溶液的張力,設(shè)計一種用于精密分區(qū)腐蝕又不接觸晶圓表面的隔離網(wǎng)筒,將不均勻的晶圓進(jìn)行分區(qū)腐蝕。分出的小區(qū)域可以是矩形,正六邊形,也可以是同心圓環(huán)。配合區(qū)域腐蝕技術(shù)(如每個小區(qū)域施以不同濃度腐蝕液或施以不同的腐蝕時間)實現(xiàn)分區(qū)精密控制,達(dá)到晶圓表面均勻化的目的。


如圖1~圖2所示,本實施例提供一種用于晶圓104分區(qū)腐蝕的隔離網(wǎng)筒,所述隔離網(wǎng)筒包括:筒壁101,用于套設(shè)于晶圓104外圍,并與所述晶圓104共同被真空吸附臺103吸附固定;隔離網(wǎng)壁102,固定于所述筒壁101內(nèi),用于將晶圓104表面分隔成多個相互獨立的腐蝕區(qū)域105,當(dāng)所述筒壁101被真空吸附臺103固定時,所述隔離網(wǎng)壁102延伸至晶圓104表面上方,并與晶圓104表面具有間距以形成非接觸氣隙,所述非接觸氣隙被配置為當(dāng)腐蝕液進(jìn)入某一個腐蝕區(qū)域105時,基于液體表面張力使得腐蝕液不會進(jìn)入到與該腐蝕區(qū)域105相鄰的另一個腐蝕區(qū)域105。

如圖1所示,在一個實施例中,所述筒壁101的材質(zhì)可以為聚合物、陶瓷、金屬等耐腐蝕的材料,所述筒壁101的形狀例如可以為圓柱狀,所述筒壁101的徑向?qū)挾却笥谒鼍A104的徑向?qū)挾?,所述筒?01套設(shè)于晶圓104外圍時,所述筒壁101與所述晶圓104邊緣之間的間距D2為30微米~500微米,如100微米、200微米、300微米等,以避免套設(shè)時碰撞晶圓104而造成晶圓104或筒壁101的損傷。

如圖1所示,在一個實施例中,所述筒壁101的厚度較厚,以使其可被真空吸附臺103吸附固定,例如,所述筒壁101的厚度可以為1毫米~30毫米之間,以使其可被真空吸附臺103吸附固定的同時,保證其機械強度而不容易變形。


如圖1所示,所述隔離網(wǎng)壁102的厚度較小,以保證隔離網(wǎng)壁102的所占用的晶圓104面積較小,從而保證晶圓104表面腐蝕的完整性,在一個實施例中,所述隔離網(wǎng)壁102的厚度范圍為10微米~300微米,例如可以為50微米、200微米等。所述隔離網(wǎng)壁102的材質(zhì)可以為聚合物、陶瓷、金屬等耐腐蝕的材料,所述隔離網(wǎng)壁102可以與所述筒壁101一體成型,或者通過如焊接、粘貼等與所述筒壁101固定連接。


如圖1所示,在一個實施例中,所述筒壁101與所述隔離網(wǎng)壁102的高度差為晶圓104高度加上5微米~500微米之和。當(dāng)所述筒壁101被真空吸附臺103固定時,所述隔離網(wǎng)壁102與所述晶圓104表面的非接觸氣隙的間距D1為5微米~500微米,本發(fā)明的非接觸氣隙被配置為當(dāng)腐蝕液進(jìn)入某一個腐蝕區(qū)域105時,基于液體表面張力使得腐蝕液不會進(jìn)入到相鄰的腐蝕區(qū)域105,可以避免隔離網(wǎng)壁102對晶圓104造成損傷,大大提高工藝穩(wěn)定性,同時,可以消除因晶圓104表面不平整導(dǎo)致的直接接觸造成高度差異而產(chǎn)生有的部分直接接觸的情況。


本發(fā)明利用溶液的張力,設(shè)計出了一種用于精密分區(qū)腐蝕又不接觸晶圓104表面的隔離網(wǎng)筒,將不均勻的晶圓104進(jìn)行分區(qū)腐蝕。本發(fā)明可以實現(xiàn)一片晶圓104上分區(qū)腐蝕,每一個腐蝕區(qū)域105的形狀大小可以通過隔離網(wǎng)筒的設(shè)計而達(dá)到符合實際需求,配合區(qū)域腐蝕技術(shù)(如每個腐蝕區(qū)域施以不同濃度腐蝕液或施以不同的腐蝕時間等)實現(xiàn)分區(qū)精密控制,滿足更精密的控制更嚴(yán)格的晶圓104均勻性要求,且不會造成晶圓表面劃傷和相鄰區(qū)域腐蝕液混合而無法區(qū)分的情況。


本發(fā)明的用于晶圓104分區(qū)腐蝕的隔離網(wǎng)筒,當(dāng)腐蝕液進(jìn)入某一個腐蝕區(qū)域105時由于液體的表面張力,腐蝕液不會進(jìn)入到臨近的腐蝕區(qū)域105。而當(dāng)相鄰腐蝕區(qū)域105都有腐蝕液時,有可能出現(xiàn)液體的融合而形成混合。為了精確腐蝕,本實施例提出一種可以保證每個腐蝕區(qū)域105的獨立性的腐蝕方法,在使用時不對相鄰小區(qū)同時加入腐蝕液。


本實施例還提供一種基于用于晶圓104分區(qū)腐蝕的隔離網(wǎng)筒的腐蝕方法,所述腐蝕方法包括以下步驟:


步驟1),將所述隔離網(wǎng)壁102分隔的多個相互獨立的腐蝕區(qū)域105進(jìn)行分組,使每組中的任意兩個腐蝕區(qū)域105均不相鄰;


步驟2),依次對各組中的腐蝕區(qū)域105內(nèi)的晶圓104表面進(jìn)行腐蝕,直至完成整片晶圓104的腐蝕。


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