專(zhuān)利名稱(chēng)：硅片背面化學(xué)處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種半導(dǎo)體處理設(shè)備，具體涉及一種硅片背面化學(xué)處理裝置。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體芯片尺寸的不斷縮小，對(duì)硅片厚度要求也越來(lái)越薄。目前一般封裝入 智能卡里的芯片厚度只有100 200um，有些甚至只有數(shù)十個(gè)微米。而僅僅使用傳統(tǒng)的背面 研磨工藝，由于硅片的翹曲及損傷等問(wèn)題，會(huì)嚴(yán)重影響后續(xù)的劃片、封裝工序，極易發(fā)生破 片、設(shè)備故障等情況。所以現(xiàn)在主流的工藝會(huì)在背面研磨之后增加使用單枚式化學(xué)腐蝕方 法來(lái)去除背面基板損傷層和機(jī)械應(yīng)力，使得整枚硅片在進(jìn)行劃片封裝時(shí)處于平整的狀態(tài)， 利于加工。如

圖1所示，現(xiàn)有的單枚式背面化學(xué)腐蝕處理裝置的作業(yè)過(guò)程如下，硅片由片架 搬送出，經(jīng)過(guò)反轉(zhuǎn)后到達(dá)處理腔105內(nèi)的硅片卡盤(pán)106上。由于此類(lèi)裝置一般會(huì)在處理腔 105內(nèi)設(shè)置不同的藥液層，因此其配套管路中使用不同的藥液，以滿(mǎn)足不同的工藝要求。處 理開(kāi)始后硅片卡盤(pán)106攜帶硅片升降到預(yù)先設(shè)定的藥液層，此時(shí)藥液處理泵103開(kāi)始工作， 將藥液從藥液槽104中抽出，藥液經(jīng)過(guò)處理管路108、過(guò)濾器102，同時(shí)氣動(dòng)控制閥101打 開(kāi)，藥液從噴嘴107噴到硅片背面進(jìn)行處理。處理后的藥液經(jīng)過(guò)回收管路109回到藥液槽 104進(jìn)行循環(huán)再利用。這種單枚式背面化學(xué)腐蝕處理裝置，為了適應(yīng)不同的處理要求，會(huì)在同一臺(tái)處理 設(shè)備內(nèi)使用到幾種不同的液體，其管路末端的出口會(huì)集中安裝到一個(gè)多噴嘴結(jié)構(gòu)上，其能 隨噴嘴支架一起運(yùn)動(dòng)。在處理過(guò)程中，某個(gè)步驟的藥液噴出時(shí)氣動(dòng)控制閥101將其它管路 的藥液關(guān)閉。同時(shí)支架會(huì)帶噴嘴107—起在硅片上方來(lái)回運(yùn)動(dòng)，以進(jìn)行均勻的腐蝕處理，但 這樣容易造成氣動(dòng)控制閥101關(guān)閉著的管路中的其它藥液從噴嘴107中滴落到硅片上造成 對(duì)硅片的沾污。特別是刻蝕硅材料的混合酸，由于其比重較大(> 1.5g/cm3)，很容易發(fā)生 此類(lèi)藥液滴落的現(xiàn)象。在使用單種藥液的背面處理裝置中，其液體管路在使用了一種藥液和洗凈水，因 此在處理過(guò)程中噴嘴107會(huì)有兩種液體噴出，最后使用旋轉(zhuǎn)甩干方式干燥。為了解決藥液 滴落的問(wèn)題，現(xiàn)有技術(shù)一般采用回吸閥(Suck-back valve)代替普通的氣動(dòng)控制閥101來(lái) 加以改善。由于回吸閥中有一個(gè)回吸腔，能夠在關(guān)閉回吸閥的同時(shí)將少量的藥液吸回腔內(nèi)， 這樣能夠?qū)⒐苈纺┒藝娮炜诟浇纳倭克幰何毓苈分?，以減少發(fā)生藥液滴落的情況。但 是由于回吸閥的回吸量很小，還是有較多的藥液留在管路中，所以無(wú)法避免藥液滴落的現(xiàn) 象發(fā)生。還有一種避免藥液滴落的方法，是將多噴嘴分解為多個(gè)單噴嘴，特別是將用于清 洗藥液的純水管路，和用于干燥的氮?dú)夤苈穯为?dú)設(shè)置。這樣可以在進(jìn)行水洗和干燥時(shí)，使藥 液噴嘴移動(dòng)到安全位置，避免在最終步驟出現(xiàn)沾污。但這種方法必須增加相應(yīng)的機(jī)械結(jié)構(gòu) 和控制部件，使設(shè)備的成本明顯上升，并且還需加大占用空間。此外，在藥液噴嘴移動(dòng)到安全位置過(guò)程中，仍會(huì)發(fā)生藥液滴落，無(wú)法完全避免。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種硅片背面化學(xué)處理裝置，它可以在整 個(gè)腐蝕、水洗、干燥的過(guò)程中避免由于噴嘴內(nèi)的藥液滴落而造成的硅片沾污現(xiàn)象。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型硅片背面化學(xué)處理裝置的技術(shù)解決方案為包括藥液槽、藥液處理泵、氣動(dòng)控制閥、噴嘴、處理腔；藥液處理泵、氣動(dòng)控制閥依 次串聯(lián)于處理管路上；處理管路的一端連接藥液槽，另一端連接噴嘴；噴嘴設(shè)置于處理腔 上方；所述氣動(dòng)控制閥設(shè)有回吸控制單元。所述回吸控制單元包括真空發(fā)生器，真空發(fā)生器的入口通過(guò)回吸管連接噴嘴與氣 動(dòng)控制閥之間的處理管路，真空發(fā)生器的出口通過(guò)排氣管路連接藥液槽；電磁閥控制氣動(dòng) 控制閥和真空發(fā)生器處于一開(kāi)一關(guān)的狀態(tài)。所述真空發(fā)生器通向藥液槽的排氣管路上設(shè)置有氣液分離裝置。所述氣液分離裝置包括密閉槽，密閉槽內(nèi)設(shè)有多孔燒結(jié)棒；所述排氣管路伸入密 閉槽，與多孔燒結(jié)棒連接；密閉槽底部通過(guò)排液管連接藥液槽；密閉槽頂部通過(guò)排氣管與 設(shè)備的主排氣管連通。本實(shí)用新型可以達(dá)到的技術(shù)效果是本實(shí)用新型設(shè)置有與氣動(dòng)控制閥聯(lián)動(dòng)的真空發(fā)生器，能夠在關(guān)閉氣動(dòng)控制閥的同 時(shí)使真空發(fā)生器動(dòng)作，可以將殘留在噴嘴與氣動(dòng)控制閥之間管路內(nèi)的藥液回吸到藥液槽中 實(shí)現(xiàn)再利用，使得硅片在進(jìn)行純水清洗和干燥的過(guò)程中不會(huì)發(fā)生藥液滴落的問(wèn)題，能夠完 全避免在整個(gè)處理過(guò)程中由于噴嘴的動(dòng)作造成的藥液滴落到硅片背面的現(xiàn)象。本實(shí)用新型能夠完全解決藥液滴落的問(wèn)題，減少由此造成的硅片損失。本實(shí)用新 型應(yīng)用于同時(shí)使用多種藥液的工藝方法中，在解決了藥液滴落的問(wèn)題同時(shí)還可以避免由于 非正常的滴落所造成的不同種類(lèi)藥液相混的問(wèn)題，能夠保證藥液的正常使用。本實(shí)用新型的機(jī)械結(jié)構(gòu)和信號(hào)控制相對(duì)簡(jiǎn)單，能夠較為方便地改裝在現(xiàn)有的設(shè)備 上，實(shí)現(xiàn)以較小的投資追加其防止滴落的功能。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明圖1為現(xiàn)有技術(shù)硅片背面化學(xué)處理裝置的作業(yè)示意圖；圖2為帶有回吸控制單元的氣動(dòng)控制閥的示意圖，此狀態(tài)二位五通電磁閥處于下 位；圖3為帶有回吸控制單元的氣動(dòng)控制閥的示意圖，此狀態(tài)二位五通電磁閥處于上 位；圖4為氣液分離裝置的示意圖。圖中附圖標(biāo)記說(shuō)明101為氣動(dòng)控制閥， 102為過(guò)濾器，103為藥液處理泵， 104為藥液槽，105為處理腔，106為硅片卡盤(pán)，[0027]107為噴嘴，108為處理管路，109為回收管路，201為二位五通電磁閥，202為控制電磁閥，203為排氣管路，204為真空發(fā)生器，205為回吸管，207為壓縮空氣管路，209為控制氣路，401為主排氣管，403為氣液分離裝置，404為燒結(jié)棒，405為排液管，406為排氣管，206為回吸控制單元。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型硅片背面化學(xué)處理裝置，包括藥液槽104、藥液處理泵103、過(guò)濾器 102、氣動(dòng)控制閥101、噴嘴107、處理腔105 ；藥液處理泵103、過(guò)濾器102、氣動(dòng)控制閥101依 次串聯(lián)于處理管路108上；處理管路108的一端連接藥液槽104，另一端連接噴嘴107 ；噴嘴 107設(shè)置于處理腔105上方，處理腔105底部通過(guò)回收管路109連接藥液槽104 ；氣動(dòng)控制 閥101用于控制噴嘴107的開(kāi)啟，同時(shí)可回吸少量的藥液。如圖2、圖3所示，氣動(dòng)控制閥101設(shè)有回吸控制單元，回吸控制單元包括真空發(fā)生 器204，真空發(fā)生器204的入口通過(guò)回吸管205連接噴嘴107與氣動(dòng)控制閥101之間的處理 管路108，真空發(fā)生器204的出口通過(guò)排氣管路203連接藥液槽104 ；氣動(dòng)控制閥101、真空 發(fā)生器204分別連接二位五通電磁閥201，真空發(fā)生器204與氣動(dòng)控制閥101共用同一驅(qū)動(dòng) 壓縮空氣，通過(guò)控制電磁閥202切換二位五通電磁閥201的閥芯位置，使氣動(dòng)控制閥101和 真空發(fā)生器204始終處于一開(kāi)一關(guān)的狀態(tài)。由于氣動(dòng)控制閥101和真空發(fā)生器204與藥液直接接觸，故采用耐酸特氟隆類(lèi)材 料制成。如圖4所示，真空發(fā)生器204通向藥液槽104的排氣管路203上設(shè)置有氣液分離 裝置403，當(dāng)真空發(fā)生器204通過(guò)回吸管205吸回藥液后，帶有藥液的壓縮空氣沿排氣管路 203進(jìn)入氣液分離裝置403，氣液分離裝置403將抽回的藥液與壓縮空氣分離后，送回藥液 槽104，以進(jìn)行循環(huán)使用。氣液分離裝置403包括由耐酸的特氟隆類(lèi)材料制成的密閉槽，密閉槽內(nèi)設(shè)有耐酸 的多孔PP燒結(jié)棒404，排氣管路203伸入密閉槽，與多孔PP燒結(jié)棒404連接；密閉槽底部通 過(guò)排液管405連接藥液槽104。密閉槽頂部通過(guò)排氣管406與設(shè)備的主排氣管401連通。多孔PP燒結(jié)棒404設(shè)有密集的小孔，可以將藥液阻擋下來(lái)并且降低排氣的壓力。氣液分離裝置具有減壓和分離藥液的作用，能夠使藥液槽104在穩(wěn)定情況下回收 藥液和排放氣體，避免帶有藥液的壓縮空氣直接吹入藥液槽104中，使藥液槽104中產(chǎn)生顆 粒。如圖2所示，當(dāng)二位五通電磁閥201閥芯處于下位，此時(shí)控制氣路209導(dǎo)通，氣動(dòng) 控制閥101打開(kāi)，藥液經(jīng)過(guò)處理管路108流到噴嘴107進(jìn)行硅片處理，同時(shí)壓縮空氣管路 207切斷，真空發(fā)生器204關(guān)閉，不會(huì)產(chǎn)生真空；如圖3所示，當(dāng)二位五通電磁閥201閥芯切換至上位，控制氣路209切斷，氣動(dòng)控 制閥101關(guān)閉，藥液不再流動(dòng)；同時(shí)壓縮空氣管路207導(dǎo)通，真空發(fā)生器204打開(kāi)，開(kāi)始產(chǎn)生真空，從而通過(guò)回吸管205將殘留在氣動(dòng)控制閥101到噴嘴107之間管路內(nèi)的少量藥液 抽回，并通過(guò)真空發(fā)生器204的排氣管路203排放到藥液槽104中實(shí)現(xiàn)再利用。此時(shí)噴嘴 107可進(jìn)行其他管路藥液的處理，或者進(jìn)行水洗干燥的步驟，以此確保不會(huì)造成藥液滴落的 沾污。如圖4所示，帶有藥液的壓縮空氣通過(guò)排氣管路203進(jìn)入氣液分離裝置403的密 閉槽，經(jīng)過(guò)多孔PP (聚丙烯)燒結(jié)棒404時(shí)，小顆滴藥液不斷從燒結(jié)棒404周邊滴落或者被 吹到密閉槽的內(nèi)壁并滑落到底部，在重力作用下經(jīng)過(guò)排液管405流回藥液槽104中。同時(shí) 分離出來(lái)的氣體通過(guò)排氣管406排入設(shè)備的主排氣管401中。本實(shí)用新型的處理流程如下1、硅片由片架搬送出，經(jīng)過(guò)反轉(zhuǎn)后到達(dá)處理腔105內(nèi)的硅片卡盤(pán)106上；2、處理開(kāi)始后硅片卡盤(pán)106攜帶硅片升降到預(yù)先設(shè)定的藥液層，此時(shí)藥液處理泵 103開(kāi)始工作，將藥液從藥液槽104中抽出經(jīng)入處理管路108，控制電磁閥202通過(guò)二位五 通電磁閥201使氣動(dòng)控制閥101打開(kāi)，真空發(fā)生器204關(guān)閉，此時(shí)藥液從噴嘴107噴到硅片 背面進(jìn)行處理；3、待藥液處理完后進(jìn)入純水步驟，純水閥門(mén)打開(kāi)，純水經(jīng)過(guò)純水管路到噴嘴107 噴到硅片上開(kāi)始清洗。在清洗的同時(shí)，藥液處理泵103停止，控制電磁閥202通過(guò)二位五通 電磁閥201使氣動(dòng)控制閥101關(guān)閉，真空發(fā)生器204打開(kāi)，利用真空將管路內(nèi)殘留的藥液回 吸后并通過(guò)排氣管路203排入藥液槽104中；4、進(jìn)行旋轉(zhuǎn)甩干，同時(shí)保持氣動(dòng)控制閥101關(guān)閉，真空發(fā)生器204打開(kāi)的狀態(tài)，完 成一枚硅片的化學(xué)處理。
權(quán)利要求一種硅片背面化學(xué)處理裝置，包括藥液槽(104)、藥液處理泵(103)、氣動(dòng)控制閥(101)、噴嘴(107)、處理腔(105)；藥液處理泵(103)、氣動(dòng)控制閥(101)依次串聯(lián)于處理管路(108)上；處理管路(108)的一端連接藥液槽(104)，另一端連接噴嘴(107)；噴嘴(107)設(shè)置于處理腔(105)上方；其特征在于所述氣動(dòng)控制閥(101)設(shè)有回吸控制單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅片背面化學(xué)處理裝置，其特征在于所述回吸控制單元包 括真空發(fā)生器(204)，真空發(fā)生器(204)的入口通過(guò)回吸管(205)連接噴嘴(107)與氣動(dòng)控 制閥(101)之間的處理管路(108)，真空發(fā)生器(204)的出口通過(guò)排氣管路(203)連接藥液 槽(104)；電磁閥控制氣動(dòng)控制閥(101)和真空發(fā)生器(204)處于一開(kāi)一關(guān)的狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的硅片背面化學(xué)處理裝置，其特征在于所述真空發(fā)生器(204) 通向藥液槽(104)的排氣管路(203)上設(shè)置有氣液分離裝置(403)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的硅片背面化學(xué)處理裝置，其特征在于所述氣液分離裝置 (403)包括密閉槽，密閉槽內(nèi)設(shè)有多孔燒結(jié)棒(404)；所述排氣管路(203)伸入密閉槽，與所 述多孔燒結(jié)棒(404)連接；密閉槽底部通過(guò)排液管(405)連接藥液槽(104)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的硅片背面化學(xué)處理裝置，其特征在于所述密閉槽頂部通過(guò) 排氣管(406)與設(shè)備的主排氣管(401)連通。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種硅片背面化學(xué)處理裝置，包括藥液槽、藥液處理泵、氣動(dòng)控制閥、噴嘴、處理腔；藥液處理泵、氣動(dòng)控制閥依次串聯(lián)于處理管路上；處理管路的一端連接藥液槽，另一端連接噴嘴；噴嘴設(shè)置于處理腔上方；所述氣動(dòng)控制閥設(shè)有回吸控制單元。本實(shí)用新型能夠完全解決藥液滴落的問(wèn)題，減少由此造成的硅片損失。本實(shí)用新型可以將殘留在噴嘴與氣動(dòng)控制閥之間管路內(nèi)的藥液抽回藥液槽中，使得硅片在進(jìn)行純水清洗和干燥的過(guò)程中不會(huì)發(fā)生藥液滴落的問(wèn)題，能夠完全避免在整個(gè)處理過(guò)程中由于噴嘴的動(dòng)作造成的藥液滴落到硅片背面的現(xiàn)象，減少由此造成的硅片損失。
文檔編號(hào)H01L21/00GK201576665SQ20092021485
公開(kāi)日2010年9月8日 申請(qǐng)日期2009年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月24日
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