晶圓的雙面氣相刻蝕裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體加工和制造領(lǐng)域，更具體地說，涉及到一種半導(dǎo)體加工工藝中所使用的氣相刻蝕裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]晶圓是指半導(dǎo)體集成電路制作所使用的硅晶片，由于其形狀為圓形，故稱晶圓，行業(yè)中也常有其他叫法，如晶片、基板或基片等。一般晶圓是以單晶硅作為基材，其中可加入硼、磷、砷或銻等添加物。在制作集成電路的過程中，會(huì)對(duì)晶圓進(jìn)行一系列的處理，這其中就包括晶圓的刻蝕。在現(xiàn)有的幾種對(duì)晶圓進(jìn)行刻蝕方法中，氣相刻蝕獨(dú)具特點(diǎn)，得到了廣泛的應(yīng)用。
[0003]氣相刻蝕，顧名思義地，需要將晶圓放入刻蝕環(huán)境，具體地說，就是相應(yīng)刻蝕裝置的刻蝕腔，然后向刻蝕腔內(nèi)通入工藝氣體，按照需求對(duì)晶圓的表面進(jìn)行刻蝕并最終形成所需要的晶圓形貌。在傳統(tǒng)的刻蝕工藝中，包括刻蝕裝置，對(duì)晶圓進(jìn)行刻蝕時(shí)只能對(duì)晶圓的一面進(jìn)行刻蝕，通常為晶圓的正面；而晶圓的背面與晶圓固持件的支撐面相抵，一般不會(huì)與工藝氣體接觸并反應(yīng)。
[0004]然而，隨著集成電路制造行業(yè)的近半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，人們對(duì)氣相刻蝕工藝提出了新的訴求:1、新的氣相刻蝕工藝需要對(duì)晶圓的正、反兩面都能有所兼顧，達(dá)到雙面刻蝕的效果；2、單面刻蝕時(shí)，對(duì)不需要刻蝕的另一面提供有力的保護(hù)，防止其被工藝氣體誤傷。上述兩點(diǎn)符合科學(xué)發(fā)展的一般性規(guī)律，即用更少的資源完成更多的效能；同時(shí)，也符合工藝要求始終趨向于嚴(yán)格的規(guī)律。
[0005]面對(duì)新的挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)的氣相刻蝕工藝以及配套的刻蝕裝置已明顯捉襟見肘，難以應(yīng)對(duì):晶圓的背面不通工藝氣體，導(dǎo)致刻蝕工藝中始終只能對(duì)晶圓的其中一面進(jìn)行刻蝕處理，如果要對(duì)另一面進(jìn)行刻蝕，還需在刻蝕過程中增加晶圓的翻轉(zhuǎn)動(dòng)作；而保護(hù)晶圓另一面所采用的手段，通常是在晶圓的非刻蝕面涂敷保護(hù)層，刻蝕結(jié)束后還需將保護(hù)層除去。
[0006]從企業(yè)的角度講，提高效率、控制成本的意義毋庸贅言。上述現(xiàn)有技術(shù)所能給出的解決方案效率低、不經(jīng)濟(jì)，在日新月異的半導(dǎo)體技術(shù)革新中被淘汰不過是時(shí)間問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的即在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，以滿足新形勢(shì)下半導(dǎo)體行業(yè)對(duì)氣相刻蝕所提出的更高技術(shù)要求。本發(fā)明的發(fā)明人及申請(qǐng)人依據(jù)多年的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，悉心觀察并研究之，提出了一種新的氣相刻蝕裝置，能夠使晶圓的正反兩面均與氣體相接觸，根據(jù)工藝要求的不同，選擇雙面刻蝕或在單面刻蝕中對(duì)晶圓的非刻蝕面進(jìn)行氣體保護(hù)。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案可歸納為如下技術(shù)內(nèi)容:
[0009]一種晶圓的雙面氣相刻蝕裝置，設(shè)置有刻蝕腔并由供氣系統(tǒng)向腔內(nèi)輸運(yùn)刻蝕所需氣體，所述刻蝕裝置還包括晶圓基座、腔體進(jìn)氣孔和排放口，其中:
[0010]所述晶圓基座朝向晶圓的面開設(shè)有出氣孔，所述晶圓基座內(nèi)設(shè)置有基座進(jìn)氣孔，當(dāng)需要對(duì)晶圓進(jìn)行雙面刻蝕或需要對(duì)晶圓的其中一面進(jìn)行保護(hù)時(shí)，所述基座進(jìn)氣孔向所述晶圓基座內(nèi)通入氣體，所述基座進(jìn)氣孔通入的氣體經(jīng)由所述出氣孔發(fā)散至晶圓朝向所述晶圓基座的表面；
[0011]所述腔體進(jìn)氣孔向晶圓背向所述晶圓基座的表面噴氣，所述腔體進(jìn)氣孔和所述基座進(jìn)氣孔分別與所述供氣系統(tǒng)相連通并由供氣系統(tǒng)供氣，通過所述腔體進(jìn)氣孔和/或所述基座進(jìn)氣孔通入的氣體在所述刻蝕腔內(nèi)形成氣流，并由所述排放口排出；
[0012]所述供氣系統(tǒng)向所述腔體進(jìn)氣孔和/或所述基座進(jìn)氣孔供氣時(shí)，所述供氣系統(tǒng)的通斷是可控的。
[0013]優(yōu)選地，所述晶圓基座的邊緣設(shè)置有卡位針，所述卡位針至少有兩個(gè)，所述卡位針上開有凹槽以嵌入并固持晶圓。
[0014]進(jìn)一步地，所述卡位針沿著晶圓的徑向平移以卡緊或松開晶圓；所述卡位針沿著晶圓的軸向平移以調(diào)節(jié)所述晶圓基座與晶圓的垂直間距。
[0015]進(jìn)一步地，所述晶圓基座上設(shè)置有活動(dòng)立柱，所述卡位針卡緊晶圓后，所述活動(dòng)立柱上升或下降以調(diào)節(jié)所述晶圓基座與晶圓的垂直間距。
[0016]優(yōu)選地，所述晶圓基座與晶圓的垂直間距控制在0mm-50mm。
[0017]優(yōu)選地，所述卡位針穿過一分氣罩，所述分氣罩卡在所述凹槽的一端并配合所述凹槽的另一端夾持晶圓，所述分氣罩沿著晶圓軸向平移的運(yùn)動(dòng)軌跡與所述卡位針沿著晶圓軸向平移的運(yùn)動(dòng)軌跡相同。
[0018]優(yōu)選地，所述出氣孔由所述晶圓基座的中心呈環(huán)形波紋狀擴(kuò)散式地排布于所述晶圓基座表面，所述出氣孔在該晶圓基座邊緣位置處的分布密度大于所述出氣孔在該晶圓基座中心位置處的分布密度。
[0019]優(yōu)選地，所述出氣孔由所述晶圓基座的中心呈環(huán)形波紋狀擴(kuò)散式地排布于所述晶圓基座的表面，且位于所述晶圓基座邊緣位置處的出氣孔的孔徑為位于所述晶圓基座中心位置處的出氣孔的孔徑的1.2-1.8倍。
[0020]優(yōu)選地，所述刻蝕腔和/或晶圓基座內(nèi)設(shè)置有氣體均勻分布裝置，向晶圓方向運(yùn)動(dòng)的氣體在接觸晶圓表面之前首先通過所述氣體均勻分布裝置，再由所述氣體均勻分布裝置平面地、均勻地發(fā)散至晶圓表面。
[0021]可選地，所述氣體均勻分布裝置為勻氣板或散射噴嘴。
[0022]進(jìn)一步地，對(duì)晶圓進(jìn)行單面刻蝕時(shí)，所述腔體進(jìn)氣孔內(nèi)通入刻蝕氣體，所述基座進(jìn)氣孔內(nèi)通入保護(hù)氣體；或者所述腔體進(jìn)氣孔內(nèi)通入刻蝕氣體，所述基座進(jìn)氣孔內(nèi)不通氣。
[0023]進(jìn)一步地，對(duì)晶圓進(jìn)行雙面刻蝕時(shí)，所述腔體進(jìn)氣孔和所述基座進(jìn)氣孔均通入刻蝕氣體。
[0024]進(jìn)一步地，對(duì)晶圓進(jìn)行單面刻蝕時(shí)，所述腔體進(jìn)氣孔內(nèi)不通氣，所述基座進(jìn)氣孔內(nèi)通入刻蝕氣體，所述排放口設(shè)置在所述刻蝕腔的豎直位置上遠(yuǎn)離所述晶圓基座的一側(cè)。
[0025]本發(fā)明所提供的氣相刻蝕裝置能夠滿足雙面刻蝕的工藝要求，并很好地在單面刻蝕過程中對(duì)晶圓的非刻蝕面進(jìn)行了保全，對(duì)解決現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題作出了突出的貢獻(xiàn)，提高了生產(chǎn)加工工藝的效率，為企業(yè)省下了大筆成本。
【附圖說明】
[0026]圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的雙面氣相刻蝕裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖2是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的雙面氣相刻蝕裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖3是本發(fā)明第二實(shí)施例中所使用的晶圓基座朝向晶圓的面上出氣孔的布局圖；
[0029]圖4是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的雙面氣相刻蝕裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖5是本發(fā)明第二實(shí)施例中所使用的晶圓基座朝向晶圓的面上出氣孔的布局圖；
[0031]圖6是根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的雙面氣相刻蝕裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員更清晰、明確地理解本發(fā)明的設(shè)計(jì)思路及發(fā)明意圖，申請(qǐng)人特準(zhǔn)備了如下多個(gè)翔實(shí)的具體實(shí)施例加以闡述和說明，敬請(qǐng)結(jié)合附圖知會(huì):
[0033]圖1是本發(fā)明的第一實(shí)施例，其中介紹了一種氣相刻蝕裝置，該刻蝕裝置具有一刻蝕腔101，以提供刻蝕過程的工藝環(huán)境和場(chǎng)所，并由供氣系統(tǒng)提供刻蝕過程中所需的工藝氣體。該刻蝕裝置還包括腔體進(jìn)氣管102、晶圓基座103以及排放口 104，腔體進(jìn)氣管102為氣體由供氣系統(tǒng)進(jìn)入刻蝕腔101的腔體進(jìn)氣孔。圖中展示使用該裝置進(jìn)行單面蝕刻，更進(jìn)一步地說，是