[實用新型]低溫無損傷深斜硅刻蝕系統

有效

• 申請號: 200920313340.4
• 申請日: 2009-10-27
• 公開（公告）號: CN201581133U
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發明（設計）人: 王磊;景玉鵬
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: C23F1/08
• 分類號: C23F1/08;C23F1/12;C23F1/02;H01L21/00;B81C1/00
• 代理公司: 北京市德權律師事務所 11302
• 代理人: 王建國

技術領域

本實用新型涉及半導體技術領域，具體而言，涉及一種低溫無損傷深斜硅刻蝕系統。

背景技術

半導體的刻蝕分為物理刻蝕和化學刻蝕，后者例如等離子體化學刻蝕。物理刻蝕的優點在于它是各向異性的，刻蝕速率也較快；缺點是刻蝕選擇比差，并且反應產物不易揮發，容易沉積到硅片表面，引起顆粒污染。等離子體化學刻蝕是各向同性的，其線寬控制比較差，又由于所需溫度高和產生離子、高能光子和軟X射線等會對硅片結構造成破壞，進而對硅片造成損傷；并且，等離子體刻蝕設備價格昂貴，刻蝕選擇比差，刻蝕速率低，側壁光滑度不高，容易對器件造成損傷。例如，目前的半導體刻蝕技術中普遍采用的反應離子刻蝕(Reactive?Ion?Etcher，簡稱RIE)、電感耦合等離子(Inductively?Coupled?Plasma，簡稱ICP)等干法刻蝕技術都為等離子體刻蝕，由于非均勻等離子體產生的電荷會引起硅片上敏感器件的失效，因此利用這些技術容易使硅片及其結構遭到破壞。

目前，還沒有合適的技術可以提供刻蝕速率高、刻蝕選擇比高的低溫無損傷深斜硅刻蝕系統，因此難以滿足新一代半導體無等離子體刻蝕技術和微機電系統(micro-electro-mechanical?systems，簡稱MEMS)制造工藝中對半導體的深斜刻蝕加工的要求。

發明內容

針對相關技術中的硅刻蝕系統無法進行快速無損傷的刻蝕的問題而提出本實用新型，為此，本實用新型的主要目的在于提供一種低溫無損傷深斜硅刻蝕系統，以解決上述多個問題中的至少一個問題。

鑒于上述，本實用新型提供了一種低溫無損傷深斜硅刻蝕系統，該系統包括：容納刻蝕材料的供料裝置；連接到供料裝置的刻蝕腔；刻蝕腔包括：腔體；噴嘴，噴嘴固定于腔體內的一側；支承待刻蝕硅片的支架，支架以角度可調整的方式固定于腔體內，并且位于噴嘴相對的另一側；掩蔽板，掩蔽板位于噴嘴與支架之間，固定于腔體內壁，在掩蔽板上與噴嘴對應的位置形成有供刻蝕材料穿過的孔或縫。

通過本實用新型的上述技術方案，在室溫條件下對硅片進行各向異性的無等離子刻蝕，通過在刻蝕腔內提供刻蝕用的氣體，調節壓力和溫度以對硅片進行各種角度的刻蝕，可以解決目前的刻蝕技術中刻蝕選擇比差、速率低及易損傷等問題，能夠提高刻蝕速率，提高材料的刻蝕選擇比，提供光滑度高的硅片側壁，并且提高了系統的安全性。

附圖說明

圖1為本實用新型一較佳實施例的低溫無損傷深斜硅刻蝕系統的結構示意圖；

圖2為本實用新型一較佳實施例的刻蝕腔的結構示意圖。

具體實施方式

在本實用新型實施例中，提供了低溫無損傷深斜硅刻蝕系統的實現方案，在該實現方案中，利用該系統，在較低溫度下通過刻蝕氣體對硅片進行無損傷的刻蝕，特別是進行深、斜刻蝕，形成所需結構的硅片。

需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本實用新型。

如圖1所示，本實用新型一較佳實施例的一種低溫無損傷深斜硅刻蝕系統包括如下所述的部分。

容納半導體刻蝕氣體的供料裝置，在本實施例中，供料裝置是由容納氬氣的第一存儲罐16和容納七氟化氯的第二存儲罐17組成的，氬氣的作用是緩沖劑，可以起到防止七氟化氯劇烈反應引起爆炸的作用；當然供料裝置可以是僅一個容納例如蝕刻氣體的存儲罐，其由刻蝕所需條件決定。凈化裝置2通過質量流量控制器1連接供料裝置，本實施例中，兩個質量流量控制器1分別連接到第一存儲罐16和第二存儲罐17，并且質量流量控制器1調節由供料裝置供應的材料，也就是氬氣和七氟化氯的流量，凈化裝置2除去氣體中的雜質等。氣體混合裝置3連接凈化裝置2，用于混合氬氣和七氟化氯兩種氣體，并隨后將已混合的氣體送入刻蝕腔。實際應用中，如果只需要一種氣體作為刻蝕氣體，則可以不需要該氣體混合裝置3，凈化裝置2可以直接將已凈化的氣體送入刻蝕腔。