用于保持和保护半导体晶片的设备和方法技术

发明专利技术提供了一种用于保持和保护半导体晶片的设备，该设备具有一个基板、设在该基板上有用以限定一个靠外的范围和一个靠内的范围的一些壁，设有至少一个通往靠外的范围的输送通道、至少一个通往靠内的范围的输送通道，和设有用于相对于环境压力在靠外的范围内经通道建立超压的装置。发明专利技术的设备提供了一种在环境压力小（〈３０乇）的情上，也可得以采用的保持可能性，在环境压力小（〈３０乇）的情况下，经过所谓的“伯努利效应”保持是不可能的。发明专利技术特别是提供了一种保持可能性，通过这种保持，硅片的背面在抽真空过程中无须再被接触。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
专利技术涉及一种用于保持物体，特别是半导体晶片的设备及方法。在制作半导体器件或集成的半导体产品的工艺中，半导体晶片总是一再地被纳入淀积过程，在淀积过程中，晶片的两侧被镀敷。因为在晶体片的背面上建立多个不同的敷层是不希望的并且可导致其它过程受到破坏，所以在整个生产过程中须对晶片的背面进行刻蚀步骤。其通常的做法是晶片的正面全面地敷以光刻胶并且随后在CDE过程(化学顺流蚀刻过程，微波等离子或RF等离子体)中，晶片背面上的相应的敷层用湿法或干法去除。随后，晶片表面上的光刻胶层还必须被除去。而两个附加步骤，即对晶片敷以光刻胶和从晶片上去除光刻胶导致流程时间延长并导致化学品消耗大为增多。此外，这两个附加步骤还需要增加设备，如光刻胶涂敷专用线、光刻胶层去除槽或O2-剥离器。此外，为了去除晶片背面上的敷层，还存在使用所谓的“旋转蚀刻器”的可能性，该“旋转蚀刻器”可在不保护正面的情况下，去除晶片背面上的敷层，但须在湿化学的基础上工作。在该方法中，大部分已建立结构的晶片以其建立结构的表面朝下放置在一个旋转的气垫上快速地绕其轴旋转，同时，一种湿化学的刻蚀液从上方流到晶片的背面上。晶片快速旋转的结果使化学药品经由晶片背面的边向外甩出，并据此不会腐蚀晶片的建立了结构的表面。但特别是在去除氮化物层的情况下，这意味着化学药品和水的消耗量显著增多，处理效率有所降低，并从而导致成本增加。此外，由于在氮化物和氧化物之间对湿化学的蚀刻液没有选择性，所以，对大直经的晶片(8”的晶片)而言，“旋转蚀刻”法不适于某些过程。虽然有这些缺点，但在绝大多数情况下，背面蚀刻迄今仍按上述方法之一进行。在德国公开说明书19502777A1中描述的、用于在晶片表面没敷光刻胶的情况下对半导体晶片背面进行等离子体辅助蚀刻的方法可避免传统方法的所述缺点，该方法可在表面不敷光刻胶层和没有湿式蚀刻的上述缺点的情况下对背面进行蚀刻。按照在德国公开说明书19502777A1中描述的方法，对晶片表面的保护不再象以往那样在晶片表面上涂敷光刻胶来完成，而是借助一种中性气体来完成。其中，在真空中为了防止腐蚀性的过程气体腐蚀晶片的表面，对晶片表面的密封是通过一个具有位于晶片内部53附近的、可确定地建立的、细小的间隙52的遮挡板50(见图6)实现的，间隙52在与晶片表面55不接触的情况下经由一个间接的止挡58被调整。进入遮挡板50和晶片表面之间的空间中的中性气体通过该间隙52，以稍许的超压向外流入反应空间并防止活性气体侵至晶片表面。在蚀刻过程中，晶片座落在至少三个顶尖上。然而，德国公开说明书19502777A1所描述的方法的缺点在于，在晶片背面上，支承部位56所在的待去除的敷层不能象其它部位的待去除的敷层那样以相同的速度被去除，因为蚀刻气体不能直接到达晶片的支承部位。而为了去除支承部位所在的敷层，需要进行时间较长的过蚀(＞50％)。只要位于待去除层以下的中止层足够厚(譬如在6″的晶片中为50纳米)并且蚀刻气体的选择性是足够的，这就不成问题。但如果通常由氧化硅构成的中止层的厚度只为8nm，则为了去除支承点所在的敷层，即便在蚀刻气体具有好的选择性的情况下也不再能进行时间足够长的过蚀。此外，在德国公开说明书19502777A1描述的方法中还出现以下问题，即硅片通过作用在其表面上的超压会发生挠曲，据此，在某些边部导致间隙扩大，蚀刻气体会通过扩大了的间隙进到晶片表面上。此外，按照德国公开说明书19502777A1中描述的专利技术的另一实施形式，硅片是以其侧边支承的，作用到硅片表面上的超压导致硅片中心错位。这也可导致腐蚀性气体进到硅片表面上。因此需要一种能避免现有技术的用的保持装置，特别是需要一种在环境压力小(＜30乇)时，也可得以采用的保持装置，在环境压力小(＜30乇)时，经过所谓的“伯努利效应”是不可能保持的，特别是需要一种保持装置，其中，在抽真空过程中，硅片的背面不须再被接触。解决该任务的技术方案在于独立权利要求1所述的设备及独立权利要求14和15所述的方法。在从属权利要求、说明书和附图中描述了本专利技术的其它优选的实施形式。专利技术提供了一种用于保持和保护物体的设备，该设备具有一个基板、设在该基板上的有用以限定一个靠外的范围和一个靠内的范围的若干个壁，具有至少一个通往靠外的范围的输送通道，至少一个通往靠内的范围的输送通道和用于相对于环境压力在靠外的范围内(经由输送通道)建立超压的装置。专利技术也提供了一种用于保持和保护物体的方法，在该方法中，相对于环境压力，用保护气体在物体表面的靠外的范围之上建立超压并在物体表面的靠内的范围之上建立负压，其中，保护气体的一部分沿物体表面的边缘通过。如果物体的侧边被保持，则无需在物体表面的靠内的范围之上建立负压。在该情况下，对物体表面的靠内的范围可加以比物体表面的靠外的范围所加的超压小的超压或加以环境压力。在该情况下，当然也可在物体表面的靠内范围之上建立负压。在设备的靠外的范围内在物体表面的靠外的范围之上建立的超压保护物体的表面，使其不受腐蚀性气体的腐蚀，而在设备的靠内的范围内，在物体表面的靠内的范围之上建立的负压或侧保持装置把物体保持在设备上，据此，在抽真空(＜30乇)的过程中，半导体晶片的背面不再必须被接触，在蚀刻过程中也不再有必要进行长的过蚀，据此，可实现高要求的工艺，如在中止层极薄情况下的工艺。同时可保护半导体晶片的可能已建立结构的正面免受腐蚀性的蚀刻气体腐蚀。在半导体晶片的正面上涂敷光刻胶是不再必要的了，据此，可省去传统工艺中的几个工艺步骤，如涂敷保护用光刻胶，用O2-等离子体去除光刻胶和通过湿化学法对半导体晶片的表面进行再净化。这导致产量的提高并导致所需化学药品和费用的大量节约。此外，省去了如在采用“旋转蚀刻器”时所必需的、对半导体晶片的费力旋转。半导体晶片表面的靠内的范围之上的负压所起的作用相当于沿整个靠内的范围支承半导体晶片。据此，大大减少了半导体晶片的机械负荷并从而避免了半导体晶片的挠曲。在侧方保持半导体晶片的情况下，减少半导体晶片表面的靠内的范围上的压力负荷也导致半导体晶片的机械负荷的显著的减少。优选地附加设有用于在靠内的范围中(经由输送通道)建立相对于环境压力的负压的装置。基板优选地为平的盖板结构。基板为片形结构也是优选的。按照专利技术的一个优选的实施形式，基板和各壁最好是铝制的一体结构。为了可靠地密封待保护的表面，设备的靠外的范围完全包围设备的靠内的范围是优选的。在靠外的壁的远端上沿圆周均匀分布地设有定距器，尤其是点式定距器，特别是兰宝石球(譬如6个)也是优选的。通过这些定距器，不仅可防止半导体晶体正面的敏感的段与保持设备发生面接触，而且通过摩擦力还可防止半导体晶片相对于保持设备的侧向移动。此外，在靠外的壁上优选地设有突出部，这些突出部可用作对蚀刻室内的晶片输送机构的间接止挡。如果待保持的半导体晶片应完全不接触地被保持，则靠外的范围分成多个分别具有一个用于建立超压的输送通道的多个扇形室是有利的。这可防止半导体晶片偏倾，因为每个扇形室本身都使半导体晶片保持距离。自动地和自调的距离只尚受建立了的保护气体流量和(可经过压差建立的)向上的净力的影响。此外，用于建立靠外的范围内的超压的装置，具有一个有利地与通往靠外的范围的输送通道直接相连的蓄气罐是有本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于保持和保护物体的设备（１０），其特征在于，设有一个基板（１１），设在该基板（１１）上有用以限定一个靠外的范围（１４）和一个靠内的范围（１５）的若干个壁（１２、１３），设有至少一个通往靠外的范围（１４）的输送通道（１６、４２）、至少一个通往靠内的范围（１５）的输送通道（１７）和设有用于相对于环境压力在靠外的范围（１４）内建立超压的装置（４４）。

【技术特征摘要】
DE 1997-1-28 19703059.91．用于保持和保护物体的设备(10)，其特征在于，设有一个基板(11)，设在该基板(11)上有用以限定一个靠外的范围(14)和一个靠内的范围(15)的若干个壁(12、13)，设有至少一个通往靠外的范围(14)的输送通道(16、42)、至少一个通往靠内的范围(15)的输送通道(17)和设有用于相对于环境压力在靠外的范围(14)内建立超压的装置(44)。2．按照权利要求1所述的设备，其特征在于，设有用于在靠内的范围(15)内建立的压力低于环境压力的装置(45)。3．按照权利要求1或2所述的设备，其特征在于，基板(11)为平的盖板结构。4．按照权利要求1至3之一所述的设备，其特征在于，基板(11)为片形结构。5．按照以上权利要求之一所述的设备，其特征在于，基板(11)和各个壁(12、13)为一体结构。6．按照以上权利要求之一所述的设备，其特征在于，靠外的范围(14)完全包围靠内的范围(15)。7．按照以上权利要求之一所述的设备，其特征在于，在靠外的壁(12)的远端设有定距器，特别是兰宝石球。8．按照以上权利要求之一所述的设备，其特征在于，在靠外的壁(12)上具有突出部(18)。9．按照以上权利要求之一所述的设备，其特征在于，靠外的范围(14)分成多个扇形室，这些扇形室分别具有一个输送通道(42)。10．按照权利要求9所述的设备，其特征在于，用于在靠外的范围(14)内建立超压的装置(44)具有一个蓄气罐(40)，该蓄气罐有利地与通往靠...

【专利技术属性】
技术研发人员：J马图尼，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]