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引言

? ? ? 隨著半導(dǎo)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(huì)形成比現(xiàn)有更多的薄膜層 ,這時(shí)晶片背面也會(huì)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(jìn)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(jìn)行工程，工程時(shí)間將增加一倍。為了減少工序時(shí)間，對(duì)在進(jìn)行頂面工序的同時(shí)進(jìn)行背面工序的方法進(jìn)行了評(píng)價(jià)。本研究旨在制作可安裝在晶片背面的蝕刻噴嘴，評(píng)價(jià)噴嘴的性能，同時(shí)控制噴嘴中藥液噴射的方向和位置，使用高溫(60℃)的藥液對(duì)晶片背面的膜進(jìn)行蝕刻，使均勻度低于5%。

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實(shí)驗(yàn)

? ? ? 評(píng)價(jià)中使用的實(shí)驗(yàn)設(shè)備是晶片頂部的全部進(jìn)行面食角，底部是可以進(jìn)行面食角的結(jié)構(gòu)。圖1是一個(gè)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(jìn)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(gè)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(jì)各不相同?？椎拈g距是根據(jù)300毫米晶片的面積設(shè)計(jì)的。實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)首先制作了雙面蝕刻用噴嘴，通過(guò)調(diào)節(jié)藥液噴射噴嘴的間距和氮?dú)鈿怏w噴射量進(jìn)行。 圖3(a)是有11個(gè)藥液噴射孔的噴嘴，蝕刻30秒的結(jié)果?？梢钥闯?，在沒(méi)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?dú)怏w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(duì)蝕刻速率的依賴性（60 ℃時(shí)的SiN4薄膜）

? ? ? 氮?dú)鈿怏w噴射量為20LPM時(shí)，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(gè)藥液噴射孔的噴嘴，蝕刻30秒的結(jié)果。隨著氮?dú)怏w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?dú)鈿怏w噴射量為15LPM時(shí)，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(rèn)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(shí)間會(huì)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(xì)微的差異中蝕刻量也出現(xiàn)了顯著的差異。