半导体晶片蚀刻设备制造技术

本实用新型专利技术公开一种半导体晶片蚀刻设备，主要由供料装置、收料装置、蚀刻装置、控制装置和若干伺服机械手构成，所述供料装置包括用于放置蚀刻前晶片的供料晶片篮，所述收料装置包括用于放置蚀刻后晶片的收料晶片篮，所述控制装置控制所述半导体晶片蚀刻设备内所有装置的运行，若干所述伺服机械手在所述供料晶片篮、蚀刻装置和收料晶片篮之间传递晶片，该半导体晶片蚀刻设备可以实现全自动化操作，更高效高质的去除晶片表面的氧化膜；蚀刻装置可以是气体蚀刻装置，通入氟化氢气体与晶片表面接触去除氧化膜，适用于普通蚀刻和宽边蚀刻，宽边蚀刻时配合平口检测系统的平口对位以及供料伺服机械手的中心对位能够完成传统蚀刻所不能完成的宽边蚀刻。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于半导体晶片的加工设备领域，具体涉及一种用于蚀刻去除半导体晶片表面氧化膜的设备。
技术介绍
近年来电子产业发展突飞猛进，各种多功能的可携式电子产品如智能型手机、笔记本电脑、平板计算机等都已融入一般民众生活中，使得人们生活越来越便利。在电子产业发展的背后，位于其上游的半导体产业的成熟发展具有极大的贡献。除了民生、军事电子产业之外，能源方面如太阳能产业以及照明方面如LED产业，皆与半导体产业有相当大程度的关联性。此外，半导体的技术也可应用在生技等其它领域，其牵涉范围之广，称之为近代科技的基石也不为过。半导体制程制作出的晶片可广泛地利用于上述各种应用领域中，晶片的良率可说是直接决定了终端产品的质量，因此，在晶片的材料以及制作方式上各界均以投入大量研究以确保其质量。不论其为何种应用领域的晶片，均须经过多道加工制程后，才能获得实际应用的电子组件或光电组件。晶片加工制程之一就是蚀刻去除晶片表面的氧化膜，随着晶片加工难度及加工要求的提升及晶片的需求提升，需要开发一种全自动蚀刻设备，以提升晶片蚀刻的效率及良率。传统去除氧化膜采用较多的方法是用含有氢氟酸的溶液浸泡晶体以去除表面氧化膜，没有用气体蚀刻去除氧化膜的。当产品加工要求晶片的仅一个表面或是一个表面及另一表面边缘去除氧化膜时，用上述湿式蚀刻法加工起来相当繁琐。因此有必要开发一种便于蚀刻去除晶片表面氧化膜并保证蚀刻质量的方法或设备。
技术实现思路
为了解决上述问题，本技术提供了一种半导体晶片蚀刻设备，该半导体晶片蚀刻设备可以全自动化去除晶片表面的氧化膜。本技术为了解决其技术问题所采用的技术方案是一种半导体晶片蚀刻设备，设有供料装置、收料装置、蚀刻装置、控制装置和若干伺服机械手，所述供料装置包括用于放置蚀刻前晶片的供料晶片篮，所述收料装置包括用于放置蚀刻后晶片的收料晶片篮，所述控制装置控制所述半导体晶片蚀刻设备内所有装置的运行，若干所述伺服机械手在所述供料晶片篮、蚀刻装置和收料晶片篮之间传递晶片。技术所采用的进一步技术方案是其中，所述供料装置由供料晶片篮、供料伺服升降机构和供料伺服机械手构成，所述供料晶片篮固定于所述供料伺服顶升机构上端，所述供料伺服机械手能够抓取所述供料晶片篮中的晶片并能够将晶片放置于所述蚀刻装置内。供料伺服升降机构可以补偿每次取料后的晶片高度差值，供料伺服升降机构主要由供料伺服电机、供料升降气缸和供料晶片篮座构成，供料晶片篮座需为铝合金材质，表面阳极硬，能够将供料晶片篮卡住使其不会倾斜歪倒，可放置3"(3英寸)、4”、5”、6”或8”的供料篮，且不同规格的供料晶片篮内的晶片圆心位置不变。其中，所述收料装置由收料晶片篮、收料伺服升降机构和收料伺服机械手构成，所述收料晶片篮固定于所述收料伺服顶升机构上端，所述收料伺服机械手能够抓取所述蚀刻装置中的晶片并能够将晶片置于所述收料晶片篮中。收料伺服升降机构可以补偿每次收料后的晶片高度差值，收料伺服升降机构主要由收料伺服电机、收料升降气缸和收料晶片篮座构成，收料晶片篮座需为铝合金材质，表面阳极硬，能够将收料晶片篮卡住使其不会倾斜歪倒，可 放置3”、4”、5”、6”或8”的收料篮，且不同规格的收料晶片篮内的晶片圆心位置不变。其中，所述蚀刻装置为气体蚀刻装置，还设有吹气系统和抽气系统，所述吹气系统与所述蚀刻装置相连，所述蚀刻装置与所述抽气系统相连，所述控制装置控制所述吹气系统和抽气系统。气体蚀刻装置内需要通入HF气体与晶片表面接触以去除晶片表面的氧化膜。吹气系统主要包括HF桶、管路和气泵等，吹气系统不能够有任何漏气现象，HF桶和相关接头管路采用铁氟龙材质，HF桶升降通过气缸控制，升降行程通过气缸附带的传感器可调节，HF吹气要用氮气，氮气压力调整范围0-2KG/CM2，流量调整范围0-5L/MIN，每次蚀刻吹氮气的时间可以设定。气体蚀刻装置内的气体用抽气系统抽出，保持气体蚀刻装置内压力恒定以及吹气顺利。其中，所述气体蚀刻装置设有基座和气罩，所述气罩位于所述基座上方，所述气罩能够密封罩于所述基座上构成密闭空间，所述基座上设有晶片定位座，所述气罩上开设有进气孔，所述进气孔与所述密闭空间相通，所述吹气系统与所述进气孔连接，所述基座上开设有若干出气孔，所述出气孔与所述密闭空间相通，所述抽气系统与所述出气孔连接。其中，所述晶片定位座的形状与所述晶片的形状相同，所述晶片为具有平口的圆形片状，设有平口检测系统，所述平口检测系统设有影像系统和角度调整伺服系统，所述角度调整伺服系统上端为平口检测台，所述角度调整伺服系统能够带动所述平口检测台在水平面上转动，所述控制装置控制所述平口检测系统，所述供料伺服机械手能够抓取供料晶片篮中的晶片并将晶片置于所述平口检测台。该平口检测系统用于宽边蚀刻。普通蚀刻是指晶片直径小于晶片定位座直径，即晶片的下表面全部与晶片定位座接触，该下表面不被蚀刻，晶片的上表面被蚀刻去除氧化膜。宽边蚀刻是指晶片直径大于所述晶片定位座的直径，晶片的上表面全被蚀刻以去除氧化膜以及晶片下表面超出晶片定位座的部分被蚀刻去除氧化膜。由于晶片在进行蚀刻制程之前已经加工成为具有平口的圆形薄片状，在进行宽边蚀刻的时候，需要将晶片的平口与晶片定位座的平口位置对应一致，因此需要使用影像系统检测晶片的平口位置并通过角度调整伺服系统带动平口检测台转动，以使晶片的平口位置旋转至与晶片定位台的平口位置一致。为保证镜头不会被HF腐蚀，须加装吹气保护装置。其中，设有线性滑轨，所述供料伺服机械手位于线性滑轨上且能够在线性滑轨上线性移动，所述供料伺服机械手连接有驱动其在线性滑轨上做左右方向直线位移的第一气缸，所述第一气缸连接有第一伺服电机，所述供料伺服机械手连接有驱动其在线性滑轨上做前后方向直线位移的第二气缸，所述第二气缸连接有第二伺服电机，所述控制装置控制所述第一伺服电机和第二伺服电机，所述供料伺服机械手能够抓取所述平口检测台上的晶片并能够将晶片置于所述蚀刻装置内。供料伺服机械手在伺服电机及气缸的驱动下在线性滑轨上调整前后及左右位置，以使晶片中心与晶片定位座中心对应，这样可减少在进行宽边蚀刻的时候晶片下表面的圆周蚀刻宽度偏差。其中，所述晶片定位座中心开设有真空吸气口，所述真空吸气口连接有吸真空装置，所述控制装置控制所述吸真空装置。吸真空装置通过真空吸气口将晶片定位座上的晶片吸住，真空度需要保证晶片在蚀刻的时候不会发生移动，也不会将晶片吸破或吸变形。其中，所述气体蚀刻装置设有用于提升蚀刻温度的加热装置，所述控制装置控制所述加热装置。其中，所述控制装置设有可编程控制器(PLC)和人机界面。本技术具有的效益本技术的半导体晶片蚀刻设备主要由供料装置、收料装置、蚀刻装置、控制装置和若干伺服机械手构成，可以实现全自动化操作，更高效高质的去除晶片表面的氧化膜；蚀刻装置可以是气体蚀刻装置，通过通入氟化氢气体与晶片表面接触去除氧化膜，适用于普通蚀刻和宽边蚀刻，宽边蚀刻时配合平口检测系统的平口对位以及供料伺服机械手的中心对位能够完成传统蚀刻所不能完成的宽边蚀刻。附图说明图I为本技术俯视结构示意图；图2为本技术正视结构示意图。具体实施方式实施例一种半导体晶片蚀刻设备，设有供料装置、收料装置、蚀刻装置、控制装置和若干伺服机本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄建光，吕亚明，徐新华，王磊，陈基益，
申请(专利权)人：昆山中辰矽晶有限公司，
类型：实用新型
国别省市：