用于制造半導(dǎo)體發(fā)光二極管的蝕刻處理室的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明改善了用于制造半導(dǎo)體發(fā)光二極管的蝕刻處理室的結(jié)構(gòu)，大大降低了因在蝕刻工序中產(chǎn)生并堆積的副產(chǎn)物掉落到晶片所導(dǎo)致的不良，進(jìn)而減少因處理室的頻繁清洗而導(dǎo)致的生產(chǎn)性的下降。本發(fā)明的特征在于，在處理室的上部頂棚，以朝向下方的方式設(shè)置晶片，在正下方設(shè)置真空泵，在其下面具備產(chǎn)生等離子的裝置，并且使正下方被開放，以使副產(chǎn)物掉落時(shí)不受到干擾而直接向真空泵排出。
【專利說明】用于制造半導(dǎo)體發(fā)光二極管的蝕刻處理室

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及在用于制造半導(dǎo)體發(fā)光二極管的工序中的等離子蝕刻工序(刻蝕；etching),特別是,通過對蝕刻處理室(chamber)的劃時(shí)代的結(jié)構(gòu)改善,大大降低了因在蝕刻工序中產(chǎn)生并堆積的副產(chǎn)物(byproduct)掉落到晶片所致的不良問題，進(jìn)而減少因處理室的頻繁清洗而導(dǎo)致的生產(chǎn)性的下降。

【背景技術(shù)】
[0002]如眾所周知，為了制造半導(dǎo)體,需要氧化工序、感光液涂布(photo resist)、曝光、顯影、蝕刻、離子注入、化學(xué)氣相沉積、金屬配線等多個工序，而本發(fā)明涉及在蝕刻工序中利用等尚子的干式蝕刻。
[0003]如圖1所示，在以往技術(shù)中，一般的利用等離子的發(fā)光二極管(LED)的蝕刻處理室具有如下結(jié)構(gòu):在處理室(100)的上部設(shè)置源絕緣體(101 ；source insulator)，然后在其上面設(shè)置RF感應(yīng)線圈(102)，在源絕緣體(101)的中央設(shè)置氣體注入口(103)而注入蝕刻用氣體(BCl3),在處理室(100)的下部，在偏置絕緣體(bias insulator) (104)上，安裝有藍(lán)寶石材質(zhì)的晶片(WAFER)的托盤(110)固定于卡盤(chuck) (120)，在所述卡盤(120)的旁邊、即在側(cè)方向的下面設(shè)置有排氣通道(105)并連接有真空泵(130)。
[0004]在上述結(jié)構(gòu)中，在處理室(100)的內(nèi)部維持真空，在托盤(110)與卡盤(120)之間填充氦氣體，使得處理室(100)在真空狀態(tài)下也能夠?qū)崿F(xiàn)傳熱，在這樣的狀態(tài)下，首先經(jīng)由氣體注入口(103)而向處理室(100)的內(nèi)部供給蝕刻用氣體，之后向上部的RF感應(yīng)線圈(102)施加源功率，則會產(chǎn)生等離子而與氣體(BCl3)的分子產(chǎn)生非彈性沖突，從而產(chǎn)生大量的離子-活性氣體分子、原子團(tuán)。此時(shí)，活性氣體分子與相鄰的被蝕刻物質(zhì)的表面進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)而引起蝕刻，但是藍(lán)寶石材質(zhì)的晶片在化學(xué)特性上比較穩(wěn)定，因此幾乎不產(chǎn)生化學(xué)蝕刻。
[0005]在如上所述的狀態(tài)下，向托盤(110)下端的卡盤(102)施加RF功率，向在上層部產(chǎn)生的等離子的離子(1N)施加引力，從而向離子付與物理性的勢能(potential)，具備物理性力的離子與作為被蝕刻物體的藍(lán)寶石晶片沖突而實(shí)現(xiàn)蝕刻。
[0006]在這樣的過程中所生成的被蝕刻物體的碎片與離子結(jié)合而產(chǎn)生副產(chǎn)物(byproduct),而該副產(chǎn)物通常為揮發(fā)性物質(zhì)。B卩，氣體(BCl3)對晶片的材質(zhì)即藍(lán)寶石(Al2O3)起作用而產(chǎn)生AlCl3和B203。
[0007]因這樣的問題，當(dāng)蝕刻工序的次數(shù)累積時(shí)，在處理室內(nèi)等離子所波及的面上堆積副產(chǎn)物，通常當(dāng)工序次數(shù)超過80次時(shí)，副產(chǎn)物形成層，結(jié)構(gòu)變?nèi)?，堆積在壁面的副產(chǎn)物通過等離子而再分解，在該過程中副產(chǎn)物塊掉落而導(dǎo)致晶片不良。
[0008]因此，通常處理室應(yīng)在堆積于源絕緣體的副產(chǎn)物掉落之前進(jìn)行清洗，而目前其周期不超過100次的作業(yè)次數(shù)，因此由頻繁清洗所需的時(shí)間的浪費(fèi)而導(dǎo)致生產(chǎn)效率大大降低的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]技術(shù)課題
[0010]本發(fā)明是鑒于上述的問題點(diǎn)而完成的，本發(fā)明的目的在于，最大程度地減少由在等離子蝕刻過程中發(fā)生的由副產(chǎn)物引起的不良的產(chǎn)生，并大大延長處理室的清洗周期，從而提聞生廣性。
[0011]解決課題的手段
[0012]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的特征在于，在處理室的上部頂棚，以朝向下方的方式設(shè)置晶片，在正下方設(shè)置真空泵，在其下面具備產(chǎn)生等離子的裝置，并且使正下方被開放，以使副產(chǎn)物掉落時(shí)不受到干擾而直接向真空泵排出，并且用于固定晶片托盤的裝置構(gòu)成為，具備彈簧的彈性并使夾鉗向上部方向拉引托盤并進(jìn)行固定，從而能夠以簡單且迅速的動作進(jìn)行固定的同時(shí)，防止因過度的夾緊而導(dǎo)致托盤破損的情況。
[0013]發(fā)明效果
[0014]在本發(fā)明中，使卡盤的位置成為處理室的頂棚，在晶片朝向下方的狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)蝕亥|J，從而具備有利的優(yōu)點(diǎn)，晶片絲毫不會受到堆積到處理室的內(nèi)部壁后又掉落的副產(chǎn)物的影響，由此具備能夠大大降低因副產(chǎn)物的掉落而導(dǎo)致的晶片的不良率的條件。
[0015]另外，由于能夠大大降低晶片的不良率，因此大大延長清洗處理室的周期，因此能夠增加蝕刻運(yùn)行時(shí)間，由此能夠大大提高生產(chǎn)效率。
[0016]特別是，本發(fā)明為卡盤與真空泵的中心軸重合的直下排氣形態(tài)，并且具有卡盤位于上部且下方完全被打開的結(jié)構(gòu)，因此在使用具備平均自由行程(Mean free path)的顆粒流動的特征的加壓處理法(ProcessPressur)的PSS蝕刻工序(EtchingProcess)中，排氣結(jié)構(gòu)最為理想。
[0017]如上所述，在排氣結(jié)構(gòu)理想時(shí)，泵吸效率提高，能夠使用小容量的泵，因此能夠減少費(fèi)用，實(shí)現(xiàn)裝置小型化，并且容易對掉落的副產(chǎn)物進(jìn)行處理，還能夠減少副產(chǎn)物的堆積。并且，由于裝置結(jié)構(gòu)簡單化，因此還具有縮短清洗時(shí)間的效果。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是表示以往的一般處理室的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
[0019]圖2是表示本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)的概略圖。
[0020]圖3a、圖3b、圖3c是表示本發(fā)明的夾緊裝置部分的剖面圖。
[0021]圖3a是解除時(shí)的狀態(tài)圖。
[0022]圖3b是I次上升時(shí)的狀態(tài)圖。
[0023]圖3c是通過彈性作用而完全被夾緊的狀態(tài)圖。
[0024]圖4是圖2的A-A線剖面圖。

【具體實(shí)施方式】
[0025]下面，根據(jù)附圖，對實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0026]本發(fā)明的處理室(I)基本上如下構(gòu)成:在處理室(I)的內(nèi)部頂棚設(shè)置有用于安裝托盤(10)的卡盤(20)，該托盤(10)用于裝載晶片，當(dāng)安裝托盤時(shí)，使晶片朝向下方，在卡盤
(20)的上部，在卡盤(20)與處理室(I)之間設(shè)置了絕緣體(21)。
[0027]在處理室(I)上部的卡盤(20)的正下方側(cè)面形成有通道(2)，通道(2)供裝載有晶片的托盤(10)向側(cè)方向出入。
[0028]在上部卡盤(20)的下面，在隔開一定間隔的位置處，在以比卡盤(20)更寬的直徑設(shè)置絕緣筒體(31)之后，在所述絕緣筒體(31)的外部設(shè)置圓筒狀的RF感應(yīng)線圈(30)，從而使得設(shè)置有托盤(10)的卡盤(20)的正下方朝向下方完全貫通。
[0029]在所述RF感應(yīng)線圈(30)的下面，在以縮小直徑的方式形成傾斜面(3)之后，在下部設(shè)置真空閥(40)和真空泵(41)。所述真空泵(41)是能夠?qū)崿F(xiàn)高真空的渦輪分子真空栗。
[0030]更具體地講，本發(fā)明的各個部分的結(jié)構(gòu)如下。
[0031]首先，在將托盤(10)固定于卡盤(20)的裝置中，在處理室⑴的上部設(shè)置固定于支承臺(4)的氣缸(50)，之后使通過氣缸(50)的工作而升降的升降棒(51)貫通到處理室
(I)的內(nèi)部，在升降棒(51)的下端固定夾鉗(52)而固定托盤(10)時(shí)，氣缸(50)使升降棒(51)上升而使夾鉗(52)將托盤(10)固定于卡盤(20)，在解除時(shí)，使升降棒(51)下降，由夾鉗(52)將托盤(10)與卡盤(20)隔開。
[0032]更具體地講，在氣缸(50)的桿(50’)上設(shè)置升降板(53)，之后使升降棒(51)貫通升降板(53)，在升降棒(51)的上端設(shè)置固定塊(54)之后，在固定塊(54)與升降板之間設(shè)置彈簧(55)，從而在升降板(53)上升時(shí)，彈簧(55)將固定塊(54)推上去，使升降棒(51)上升，當(dāng)停止升降棒(51)的上升時(shí)，從此刻開始彈簧(55)被壓縮。
[0033]標(biāo)號56是引導(dǎo)棒,57是波紋管。
[0034]如圖5所示，優(yōu)選將所述升降棒(51)和夾鉗(52)以均等的角度在卡盤(20)的周邊配置3個，當(dāng)以托盤(10)進(jìn)入其中2個夾鉗(52)的中央的方式設(shè)計(jì)通道(2)時(shí)，如果托盤(10)水平地進(jìn)入，則夾鉗(52)能夠直接將托盤(10)抬起而固定，因此這是優(yōu)選的方式。
[0035]在處理室(I)的通道(2)下面形成有使處理室(I)內(nèi)部空間的直徑縮小的上部傾斜面(5)，在所述上部傾斜面(5)的中間形成供蝕刻氣體流入到處理室(I)內(nèi)部的氣體流入口(6)。
[0036]標(biāo)號7是氦氣線，8是為了實(shí)現(xiàn)最初真空的干泵線。
[0037]如上所述構(gòu)成的本發(fā)明的作用如下。
[0038]經(jīng)由通道(2)，使安裝有晶片的托盤(10)以直線方向進(jìn)入到始終保持高真空的處理室(I)的內(nèi)部，并進(jìn)入到2個夾鉗(52)之間，當(dāng)完成進(jìn)入時(shí)，托盤(10)位于三個夾鉗(52)之間的正中央。
[0039]在托盤(10)進(jìn)入之前，氣缸(50)下降，從而升降板(53)與升降棒(51)下降，由此夾鉗(53)也比所進(jìn)入的托盤(10)更位于下方。
[0040]當(dāng)托盤(10)進(jìn)入完時(shí)，氣缸(50)立即作用而提升升降板(53)，升降板(53)將彈簧(55)推上去，從而彈簧(55)將固定塊(54)推上去，由此固定于固定塊(54)的升降棒
(51)上升，并且由末端的夾鉗(52)向上拉托盤(10)而使其緊貼到卡盤(20)。
[0041]當(dāng)夾鉗(52)將托盤(10)提升而緊貼到卡盤(20)(參照圖3b)時(shí)，從此刻開始升降棒(51)和夾鉗(52)無法再上升，因此升降板(53)壓縮彈簧(55)并再上升一點(diǎn)。(參照圖3c)。因此，彈簧(55)的彈性力作用于升降棒(51)和夾鉗(52)，由此將托盤(10)堅(jiān)固且穩(wěn)定地進(jìn)行固定，還能夠防止陶瓷材質(zhì)的托盤被破損的情況。
[0042]經(jīng)由氣體注入口向處理室(I)的內(nèi)部注入用于等離子的蝕刻氣體。
[0043]當(dāng)向RF感應(yīng)線圈(30)接入電源時(shí)產(chǎn)生等離子，與蝕刻氣體的分子產(chǎn)生非彈性沖突，從而產(chǎn)生大量的離子-活性氣體分子(激發(fā))、原子團(tuán)。
[0044]向處理室(I)上端部的卡盤(20)施加RF功率，向在下層部產(chǎn)生的等離子的離子施加引力，并對離子付與朝向重力的相反方向的物理勢能(POTENTIAL)，從而對被蝕刻物體(藍(lán)寶石晶片)進(jìn)行蝕刻，在這樣的過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物(byproduct ;么1(:13和8203)在處理室(I)的內(nèi)部進(jìn)行布朗運(yùn)動，然后逐漸堆積到內(nèi)部壁，在堆積之后，即使根據(jù)重力而掉落，副產(chǎn)物也不會被擋在中間而直接通過真空泵(41)排出，因此對晶片絲毫不產(chǎn)生影響。
[0045]在完成蝕刻之后，氣缸(50)下降而使升降板(53)下降，則在升降棒(51)下降之前，首先實(shí)現(xiàn)與彈簧(55)的壓縮量對應(yīng)的松弛作用，之后升降棒(51)和夾鉗(52)下降，將托盤(10)從卡盤(20)分離，之后經(jīng)由通道(2)將托盤(10)向所進(jìn)入的相反方向排出。
【權(quán)利要求】
1.一種用于制造半導(dǎo)體發(fā)光二極管的蝕刻處理室，其特征在于， 在處理室的內(nèi)部頂棚設(shè)置有以朝向下方的方式安裝晶片裝載托盤的卡盤，在卡盤的中心線上的正下方設(shè)置有真空泵。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制造半導(dǎo)體發(fā)光二極管的蝕刻處理室，其特征在于， 在卡盤的周邊，在3個方向上配置夾鉗，以使托盤進(jìn)入到2個夾鉗之間的方式形成通道，當(dāng)托盤進(jìn)入完成時(shí)，夾鉗上升而使托盤固定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于制造半導(dǎo)體發(fā)光二極管的蝕刻處理室，其特征在于， 在卡盤的下面，在以一定間隔隔開的位置上設(shè)置有絕緣筒體，在該絕緣筒體的外部配置RF感應(yīng)線圈，使卡盤的下部完全開放。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于制造半導(dǎo)體發(fā)光二極管的蝕刻處理室，其特征在于， 構(gòu)成使夾鉗升降的結(jié)構(gòu)，在處理室的上部設(shè)置根據(jù)氣缸的作用而升降并與處理室內(nèi)部連接的升降棒，在升降棒的下端設(shè)置夾鉗。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于制造半導(dǎo)體發(fā)光二極管的蝕刻處理室，其特征在于， 氣缸的桿與升降板連接，升降棒貫通升降板而設(shè)置，在升降棒的上端與升降板之間設(shè)置彈簧，在通過夾鉗使托盤緊貼于卡盤之后，使彈簧壓縮并使升降板上升，從而固定托盤。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于制造半導(dǎo)體發(fā)光二極管的蝕刻處理室，其特征在于， 在處理室的通道下面形成使處理室內(nèi)部空間的直徑縮小的上部傾斜面，在所述上部傾斜面的中間形成有供蝕刻氣體流入到處理室內(nèi)部的氣體流入口。
【文檔編號】H01L21/3065GK104054162SQ201280064242
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2012年12月18日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月13日
【發(fā)明者】李相必, 金相珍 申請人:株式會社韓國 Q.Tech