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【微纳加工】一文带你了解晶片边缘蚀刻技术！

2024年09月14日 10:55 浏览：247 来源：小萍子

晶片边缘的蚀刻技术在动态随机存取存储单元（DRAM）的生产过程中扮演着至关重要的角色。随着技术节点的不断缩小，对晶片边缘处理的精度和效率提出了更高要求。本文将介绍一下晶片边缘蚀刻机台及其蚀刻方法，特别是针对全面曝光后晶片边缘剑山问题的解决方案。

一、晶片边缘蚀刻技术出现的背景

在DRAM制造中，为了提高产率，常采用全面曝光技术，使得单一晶片上能够布局更多芯片。然而，这一方法也带来了显著的工艺挑战。全面曝光后，硅晶片正面会布满密集的剑山结构，这些剑山在晶片转运过程中极易被夹持臂触碰而断裂，断裂的剑山碎片可能污染晶片表面，导致芯片受损，显著降低成品合格率。

传统解决方案包括在晶片正面覆盖光阻层，通过干蚀刻法去除边缘硬罩幕，随后在单晶片蚀刻机台上进行背面蚀刻以去除硅针。然而，这种方法存在诸多不足，如增加光阻层使用成本、蚀刻液回渗效果不佳等，亟需一种更为高效、经济的蚀刻方案。

二、现有刻蚀技术的局限

现有单晶片蚀刻机台在处理晶片边缘硅针时，面临的主要问题是蚀刻液难以有效回渗至晶片正面边缘。由于晶片与工作台面间空间有限，气体喷出凹槽喷出的气体对蚀刻液形成阻力，导致蚀刻液回渗不足，无法彻底清除硅针。此外，额外使用光阻层不仅增加了工艺复杂度，还提高了生产成本。

三、全新的晶片边缘蚀刻机台及其蚀刻方法出现

为了克服上述技术难题，本发明提出了一种全新的晶片边缘蚀刻机台及其蚀刻方法，旨在通过优化蚀刻机台结构和蚀刻流程，实现高效、精准的晶片边缘蚀刻。

1. 蚀刻机台结构设计

核心部件，包含工作台面、气体喷出凹槽、夹持销及蚀刻液回渗凹槽。工作台面用于支撑晶片，气体喷出凹槽喷出氮气等惰性气体，维持晶片与工作台面间的既定距离，防止直接接触。夹持销负责夹持晶片边缘并带动其旋转，确保蚀刻均匀性。蚀刻液回渗凹槽则巧妙设置在气体喷出凹槽外周，朝向晶片正面边缘，促进蚀刻液的有效回渗。

位于旋转夹盘下方，精确控制蚀刻液的流向和流量，确保蚀刻液能够均匀、高效地作用于晶片背面。

用于将晶片安全、准确地转移至旋转夹盘与蚀刻液导入装置之间，确保蚀刻过程的顺利进行。

2. 蚀刻方法优化

在蚀刻开始前，通过气体喷出凹槽喷出氮气等气体，形成稳定的气垫，使晶片正面与工作台面保持一定距离，避免直接接触造成的损伤。

夹持销夹持晶片边缘并带动其旋转，同时蚀刻液从背面导入。由于蚀刻液回渗凹槽的设计，蚀刻液能够更有效地回渗至晶片正面边缘，与硅针发生反应，实现精准蚀刻。

在蚀刻过程中，通过间歇性地放松和重新夹持晶片边缘，使蚀刻液能够覆盖到晶片边缘的每一个部分，确保蚀刻的全面性和均匀性。

四、晶片边缘蚀刻技术的优势总结

通过优化蚀刻液回渗路径，减少气体阻力，使蚀刻液能够更快速地回渗至晶片正面边缘，显著提高蚀刻效率。

无需额外使用光阻层，简化了工艺流程，降低了生产成本。

有效解决了晶片边缘剑山断裂导致的污染问题，减少了芯片受损的风险，显著提升了成品合格率。

该蚀刻机台及蚀刻方法适用于多种类型的晶片边缘处理需求，为半导体制造工艺的多样化提供了有力支持。

本发明的晶片边缘蚀刻机台及其蚀刻方法为解决现有技术难题提供了新思路和新方案，为半导体制造业的持续发展注入了新的活力。