[發(fā)明專利]一種單側(cè)硅片濕法腐蝕設(shè)備

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010145227.7
• 申請(qǐng)日: 2010-04-09
• 公開（公告）號(hào): CN102212824A
• 公開（公告）日: 2011-10-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高超群;景玉鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院微電子研究所
• 主分類號(hào): C23F1/08
• 分類號(hào): C23F1/08
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 周國城

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微機(jī)電系統(tǒng)加工技術(shù)中的體硅加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種單側(cè)硅片濕法腐蝕設(shè)備，在進(jìn)行單側(cè)體硅去除的同時(shí)，有效保護(hù)硅片背面不被腐蝕。

背景技術(shù)

在科學(xué)和工程的許多領(lǐng)域，用刻蝕和其他微加工技術(shù)來制造小型化的微結(jié)構(gòu)已經(jīng)變得越來越普遍。硅和其他半導(dǎo)體材料不僅能用來制造分立和集成的電子電路，而且也能用來制造傳感器、執(zhí)行器以及一些由于所使用的材料和尺度的微型化而具有了新特性的其它器件。在硅基器件加工過程中，常常需要利用各向異性濕法腐蝕去除大量的硅以形成不同形貌的空腔、溝槽、橋式結(jié)構(gòu)等微結(jié)構(gòu)。如果需要將腐蝕限定在硅片單側(cè)進(jìn)行，則需要對(duì)硅片的另一側(cè)面進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間有效保護(hù)，避免腐蝕液鉆入，導(dǎo)致另一側(cè)結(jié)構(gòu)的破壞。通常用耐高溫堿性環(huán)境的材料將硅片待保護(hù)區(qū)域封合或用夾具密封保護(hù)等方式，但是上述方法作用有限。一方面，可用的耐堿保護(hù)材料的可去除性與保護(hù)能力之間存在矛盾；另一方面，密封夾具的靈活性相對(duì)較差。尋找更好的濕法腐蝕的單側(cè)保護(hù)方法，可以更好地利用濕法腐蝕快速、準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)，制造出令人滿意的微結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問題

為了解決傳統(tǒng)手段無法對(duì)需要進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間單側(cè)濕法腐蝕的硅片進(jìn)行有效保護(hù)的問題，本發(fā)明提供一種單側(cè)硅片濕法腐蝕設(shè)備，以滿足在高溫堿性環(huán)境下長(zhǎng)時(shí)間對(duì)硅片單側(cè)有效保護(hù)的需要。

(二)技術(shù)方案

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種單側(cè)硅片濕法腐蝕設(shè)備，該設(shè)備包括供液裝置1、腐蝕室2和余液處理裝置3，其中，供液裝置1將高溫堿性腐蝕液噴到腐蝕室2中真空吸盤上旋轉(zhuǎn)的硅片上，對(duì)硅片進(jìn)行反應(yīng)速率和表面光潔度可控的各向異性濕法腐蝕，同時(shí)硅片與腐蝕室2中的真空吸盤緊密貼合，將貼合面與腐蝕環(huán)境隔離，實(shí)現(xiàn)對(duì)單側(cè)硅片的保護(hù)。

上述方案中，所述供液裝置包括KOH溶液暫存腔101、去離子水供給裝置102、控溫預(yù)熱腔103、加熱盤管104、抗腐蝕連接管道和相應(yīng)的閥門，其中，KOH溶液暫存腔101和去離子水供給裝置102均通過閥門連接于控溫預(yù)熱腔103，加熱盤管104盤繞在控溫預(yù)熱腔103外部，以保證控溫預(yù)熱腔103內(nèi)部的腐蝕液維持預(yù)設(shè)高溫，恒流恒速泵105將控溫預(yù)熱腔103內(nèi)部的高溫腐蝕液泵入腐蝕室2內(nèi)的腐蝕液供液管道。

上述方案中，所述腐蝕室2包括噴嘴201、真空吸盤202、轉(zhuǎn)桿203、旋轉(zhuǎn)電機(jī)204、真空泵205、腐蝕液收集槽206和腐蝕液排液管207，其中，所述噴嘴201呈T形，噴口為縫狀，供液管道中的腐蝕液經(jīng)噴嘴節(jié)流膨脹，以幕狀射流噴淋在放置于真空吸盤202上的硅片上；所述轉(zhuǎn)桿203在旋轉(zhuǎn)電機(jī)204的作用下，帶動(dòng)真空吸盤202以及背面與真空吸盤202緊密吸合的硅片旋轉(zhuǎn)，保證腐蝕均勻性；真空吸盤202管道的真空度由真空泵205維持，保證硅片的背面與腐蝕環(huán)境隔離；離開硅片表面的腐蝕液，在腐蝕室2底部的腐蝕液收集槽206處富集，并可經(jīng)腐蝕液排液管207離開腐蝕室2。

上述方案中，所述硅片208與真空吸盤202緊密吸合，保證硅片背面與腐蝕環(huán)境的隔離。

上述方案中，所述余液處理裝置3包括一腐蝕液回收槽，用于收集自腐蝕室2排出的腐蝕液，并對(duì)腐蝕液進(jìn)行除雜及凈化處理。

上述方案中，腐蝕完成后，將去離子水通過管道引入腐蝕室2，對(duì)硅片進(jìn)行噴淋清洗，清洗完成后，提高轉(zhuǎn)速，將真空吸盤202上的硅片旋轉(zhuǎn)甩干。

(三)有益效果

從以上技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明有以下有益效果

(1)本發(fā)明提供的單側(cè)硅片濕法腐蝕設(shè)備，采用對(duì)真空吸盤上旋轉(zhuǎn)的硅片噴淋高溫堿性腐蝕液的方式進(jìn)行單側(cè)濕法腐蝕，利用真空將欲保護(hù)側(cè)面與腐蝕環(huán)境有效隔離，解決了傳統(tǒng)濕法腐蝕工藝中難以對(duì)硅片實(shí)施長(zhǎng)時(shí)間單側(cè)保護(hù)的問題。

(2)本發(fā)明提供的單側(cè)硅片濕法腐蝕設(shè)備，通過溫控系統(tǒng)和恒流恒速泵，控制噴淋在硅片表面的腐蝕液維持恒定高溫和恒定濃度，使腐蝕速率和均勻性保持穩(wěn)定。

(3)本發(fā)明提供的單側(cè)硅片濕法腐蝕設(shè)備，通過調(diào)節(jié)腐蝕液的溫度和流速，可調(diào)節(jié)腐蝕速度和腐蝕表面的均勻性。

(4)本發(fā)明提供的單側(cè)硅片濕法腐蝕設(shè)備，在腐蝕結(jié)束后，對(duì)硅片去離子水沖洗并甩干，硅片干進(jìn)干出。

附圖說明

圖1為本發(fā)明提供的單側(cè)硅片濕法腐蝕設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明提供的單側(cè)硅片濕法腐蝕設(shè)備的腐蝕室結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明提供的單側(cè)硅片濕法腐蝕設(shè)備的噴嘴結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明提供的單側(cè)硅片濕法腐蝕設(shè)備的真空吸盤結(jié)構(gòu)示意圖；