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引言

? ? ? 隨著半導體技術(shù)的發(fā)展，為了在有限的面積內(nèi)形成很多器件，技術(shù)正在向多層結(jié)構(gòu)發(fā)展。要想形成多層結(jié)構(gòu)，會形成比現(xiàn)有更多的薄膜層 ,這時晶片背面也會堆積膜。目前，在桔葉式設(shè)備中，冷卻晶片背面膜的方法是翻轉(zhuǎn)。翻轉(zhuǎn)晶片進行蝕刻工藝的話，蝕刻均勻度最好在1%以下。因此，如果一面進行工程，工程時間將增加一倍。為了減少工序時間，對在進行頂面工序的同時進行背面工序的方法進行了評價。本研究旨在制作可安裝在晶片背面的蝕刻噴嘴，評價噴嘴的性能，同時控制噴嘴中藥液噴射的方向和位置，使用高溫(60℃)的藥液對晶片背面的膜進行蝕刻，使均勻度低于5%。

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實驗

? ? ? 評價中使用的實驗設(shè)備是晶片頂部的全部進行面食角，底部是可以進行面食角的結(jié)構(gòu)。圖1是一個300毫米枯葉植食裝置的模擬圖，其中包括可以蝕刻晶片背面的噴嘴。晶片背面與噴嘴的距離約為L5厘米，晶片固定為6艘，工藝進行。主軸頭最多可旋轉(zhuǎn)2000RPM,使用的晶片為300mm。圖2是為晶片背面蝕刻而制作的是一個噴嘴。噴嘴包括藥液噴射部分和DIW(DE- Water)各部分組成。藥液粉絲孔直徑為 0.7毫米，孔與孔之間的間距設(shè)計各不相同?？椎拈g距是根據(jù)300毫米晶片的面積設(shè)計的。實驗中使用的晶片是沉積在硅晶片上約2000 Ao用于蝕刻的藥液使用了HF49%,為了提高蝕刻效果，藥液的溫度上升到了60℃。

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圖1 單晶片加工示意圖

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圖2 背面蝕刻噴嘴示意圖

結(jié)果和討論

? ? ? 實驗首先制作了雙面蝕刻用噴嘴，通過調(diào)節(jié)藥液噴射噴嘴的間距和氮氣氣體噴射量進行。 圖3(a)是有11個藥液噴射孔的噴嘴，蝕刻30秒的結(jié)果。可以看出，在沒有蝕刻結(jié)果和藥液噴射孔的位置上，蝕刻效果不好，根據(jù)氮氣體量的不同，一部分的蝕刻量有差異。

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圖3 ?N 2氣體流速對蝕刻速率的依賴性（60 ℃時的SiN4薄膜）

? ? ? 氮氣氣體噴射量為20LPM時，蝕刻量的偏差為 85A,平均蝕刻量為443A,均勻度為9.6%。

? ? ? 圖3(b)是有13個藥液噴射孔的噴嘴，蝕刻30秒的結(jié)果。隨著氮氣體噴射量的變化，中間部分的蝕刻量發(fā)生了變化，在蝕刻量少的部分 增加了藥液噴射孔，增加了中間部分的蝕刻量氮氣氣體噴射量為15LPM時，蝕刻量偏差為 42A,平均蝕刻量為436A,均勻度為4.8%。

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總結(jié)

? ? ? 本研究確認藥液的流量和流速是冷卻晶片背面 Si3N4膜的重要變量。

? ? ? 首先，根據(jù)晶片的位置，離心力的大小不同，所以要讓藥液的噴射量不同。特別是300毫米晶片面積大于與da waver接觸的藥液量和時間會有所不同。第二，高溫的藥液比常溫的藥液反應(yīng)性高，所以細微的差異中蝕刻量也出現(xiàn)了顯著的差異。