一种微结构刻蚀的加工装置制造方法及图纸

一种微结构刻蚀的加工装置，包括驱动装置、反应装置和操作台；驱动装置包括旋转装置和六自由度运动平台；旋转装置设于六自由度运动平台的上方；反应装置包括反应盒体、加热贴片、搅拌励磁线圈、特殊磁力搅拌盘、若干层晶圆支架、喷淋器和检测调节装置；反应盒体的底部连接旋转装置，其底部内设置有刻蚀液注/排入口；搅拌励磁线圈设置于反应盒体的正下方，并连接六自由度运动平台的上端；特殊磁力搅拌盘设于反应盒体内底部的安装槽内；晶圆支架分别水平分层架设于反应盒体内；喷淋器设于晶圆支架上；检测调节装置设于反应盒体的侧壁；本发明专利技术提出的刻蚀的加工装置，实现了在半导体产业中复杂微结构的简易且高效地加工。

Processing device for etching microstructure

A device for processing micro etching structure, which comprises a driving device, a reaction device and operation platform; the driving device includes a rotating device and a six DOF motion platform; rotating device is arranged on the top of the six degree of freedom platform; the reaction device comprises a reaction box body, heating and stirring patch excitation coil, special magnetic stirring plate, a plurality of layers of wafer bracket, sprinkler and detection control device; response to the bottom of the box body is connected with a rotary device, the bottom is arranged in the etching liquid injection / into the mouth; just below the mixing excitation coil is arranged in the reaction of the box body, and connected by upper six since the motion platform is installed in the groove; the special magnetic stirring reaction plate which is arranged on the bottom of the box body the wafer support level; respectively installed on the box body reaction; sprinkler is arranged on the bracket on the wafer; detecting and adjusting device is arranged on the side wall of the box body reaction; the The processing device provided by the invention of etching in the semiconductor industry, realize the complex simple and efficient processing of micro structure.

【技术实现步骤摘要】
一种微结构刻蚀的加工装置
本专利技术涉及半导体加工
，尤其涉及一种微结构刻蚀的加工装置。
技术介绍
半导体材料是制作晶体管、集成电路、电力电子器件、光电子器件的重要基础材料。但需进一步加工出微结构实现特定的功能。例如，在基本信号转换中，基于微结构的空间光调制器能响应电信号或光信号来调节光束；在微流控芯片上加工出的各种微结构(如微通道、槽、微柱、坝式结构等)可实现芯片中流体的各种生物、化学、物理反应和处理。因此，更为简易地在半导体材料上制备复杂微结构的方法及装置拥有广泛的应用前景。在半导体加工
中，目前加工微结构的方法主要有干法刻蚀、湿法刻蚀和光刻等。然而，干法刻蚀装置反应腔保护板需频繁清洗和更换，从而降低了干法刻蚀装置的正常工作时间，导致刻蚀效率低、维护成本增加；且由于能量离子、电子和光子的轰击，会对器件造成一定损伤(如原子位移损伤、污染损伤、载荷损伤和辐射损伤等)，并改变了器件的机械与电性能；光刻机的发展在继续向高分辨率延展，几乎达到了物理极限，因而面临巨大困难，并随着高分辨率延伸导致其掩膜误差因子增大，造成复制图形精度下降，成本大幅增加。湿法刻蚀装备因湿法刻蚀方法本身各向同性刻蚀的原理，无法加工出复杂的微结构。金属辅助化学刻蚀是一种最近发展的的半导体材料加工方法，具有加工各种复杂微结构的能力。但是，目前未有成套的金属辅助化学刻蚀装备，亟需进一步提出一种面向复杂微结构加工的高效和简易的装置。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种微结构刻蚀的加工装置，有效实现了在半导体产业中复杂微结构的简易且高效地加工。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一种微结构刻蚀的加工装置，包括驱动装置、反应装置和操作台；所述驱动装置设置于所述反应装置的下方，并分别通过电气连接于所述操作台；所述操作台包括可视化的频幕和集成PLC的控控制系统，作为可视化的控制平台；所述驱动装置包括旋转装置和六自由度运动平台；所述旋转装置设置于所述六自由度运动平台的上方，并连接于所述反应装置；所述反应装置包括反应盒体、加热贴片、搅拌励磁线圈、特殊磁力搅拌盘、若干层晶圆支架、喷淋器和检测调节装置；所述反应盒体的底部连接于所述旋转装置，并且其底部内设置有刻蚀液注/排入口，所述刻蚀液注/排入口呈圆周对称分布；所述加热贴片设置有两片，分别对称内嵌于所述反应盒体的腔壁内，且与外部的加热电源连接；所述搅拌励磁线圈设置于所述反应盒体的正下方，并连接于六自由度运动平台的上端；所述特殊磁力搅拌盘设置于所述反应盒体底部的安装槽内；所述晶圆支架分别水平分层架设于所述反应盒体内；所述喷淋器设置于所述晶圆支架上，并呈中心对称分布；所述检测调节装置设置于所述反应盒体的侧壁上，并且其高度高于最上方的所述晶圆支架；所述晶圆支架内嵌设置有铂金属片，用作为电化学阳极，所述反应盒体的底部还设置有耐蚀铂电极，用作为电化学阴极；所述铂金属片和所述耐蚀铂电极分别与外部电源电气连接。进一步说明，所述圆晶支架包括环形架、若干个晶圆夹块和若干个支架滑块；所述晶圆夹块和支架滑块间隔中心称设置于所述环形架上，且所述支架滑块设置于两个所述晶圆夹块之间；所述晶圆夹块的上端设置有通孔，所述喷淋器固定连接于所述通孔；任意一个所述支架滑块的内部内嵌安装有所述铂金属片；所述圆晶支架通过所述支架滑块安装于所述反应盒体的侧壁内对应的卡槽内。进一步说明，所述晶圆支架设置有3～10层，各层所述晶圆支架之间的层距为10mm；所述圆晶支架的环形架的内圆直径为10～20mm。进一步说明，所述喷淋器包括固定管和雾化喷头，所述雾化喷头通过所述固定管呈中心对称设置于所述晶圆夹块的通孔上。进一步说明，所述反应盒体包括反应腔体和腔室顶盖，所述腔室顶盖的中心位置还设置有双向排气装置。进一步说明，所述检测调节装置包括液面高度检测器、离子浓度调节器和恒温调节器，并且三者呈轴中心对称设置于所述反应盒体的侧壁上。进一步说明，所述旋转装置包括回转支撑架和步进电机；所述回转支撑架设置于所述六自由度运动平台的上端，并通过若干连接杆于竖直方向上连接所述反应盒体，所述连接杆呈圆周对称分布于所述反应盒体的外部；所述进步电机设置于所述搅拌励磁线圈的中心位置，并通过联轴器连接于反应盒体的底端。进一步说明，所述特殊磁力搅拌盘的上表面设置有旋转纹路。进一步说明，所述反应盒体为不锈钢材料，其内壁涂覆有聚四氟乙烯涂层；所述晶圆支架为聚丙烯材料。本专利技术的有益效果：1、所述驱动装置对所述反应装置可进行多个方向的自由的旋转运动，获得符合要求运动参数要求的多维度驱动力；2、所述的特殊磁力搅拌盘，可做稳定的旋转搅拌动作，带动刻蚀液体稳定地旋转搅拌，使得刻蚀液可以一直保持浓度均匀的状态；3、通过检测调节装置可对所述反应盒体内的刻蚀条件进行更加有效地控制，刻蚀效果更加稳定；4、通过所述晶圆支架形成叠加安装加工的晶圆片，实现同时可对多个晶圆片的刻蚀加工，在保证刻蚀反应正常进行的前提下，提高加工效率，同时所述检测调节装置的高度高于最上方的所述晶圆支架，便于检测刻蚀液对晶圆片是否可被正常刻蚀；5、通过所述喷淋器和所述刻蚀液注/排入口实现对刻蚀液的更加精确的控制，提高刻蚀效果的稳定性。6、通过所述的可视化操作台的程序控制，提高了刻蚀反应的可重复性，保证了每次反应参数的一致，增强了对刻蚀反应结果的参数化可控性。附图说明图1是本专利技术一个实施例的微结构刻蚀的加工装置的结构示意图；图2是本专利技术一个实施例的反应装置的结构示意图；图3是本专利技术一个实施例的喷淋器的结构示意图；图4是本专利技术一个实施例的特殊磁力搅拌盘的结构示意图；图5是本专利技术一个实施例的晶圆支架的结构示意图；图6是本专利技术一个实施例的支架滑块的结构示意图；其中：驱动装置1，旋转装置11，回转支撑架112，步进电机113，操作台3，六自由度运动平台12，反应装置2，反应盒体21，腔室顶盖212，搅拌励磁线圈22，特殊磁力搅拌盘23，旋转纹路231，晶圆支架24，环形架241，晶圆夹块242，支架滑块243，喷淋器25，固定管251，雾化喷头252，检测调节装置26，刻蚀液注/排入口4，铂金属片5，耐蚀铂电极6，双向排气装置7，连接杆8，硅晶圆片9，加热贴片10。具体实施方式下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。如图1和图2所示，一种微结构刻蚀的加工装置，包括驱动装置1、反应装置2和操作台3；所述驱动装置1设置于所述反应装置2的下方，并通过电气连接于所述操作台3；所述操作台3包括可视化的频幕和集成PLC的控控制系统，作为可视化的控制平台；所述驱动装置1包括旋转装置11和六自由度运动平台12；所述旋转装置11设置于所述六自由度运动平台12的上方，并连接于所述反应装置2；所述反应装置2包括反应盒体21、加热贴片10、搅拌励磁线圈22、特殊磁力搅拌盘23、若干层晶圆支架24、喷淋器25和检测调节装置26；所述反应盒体21的底部连接于所述旋转装置11，并且其底部内设置有刻蚀液注/排入口4，所述刻蚀液注/排入口4呈圆周对称分布；所述加热贴片设置有两片，分别对称内嵌于所述反应盒体的腔壁内，且与外部的加热电源连接；由外部电源驱动加热，产生的热量通过热传导的方式，并且在检测调节装置26的检测调节下，使反应盒体21内的反应本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微结构刻蚀的加工装置，其特征在于：包括驱动装置、反应装置和操作台；所述驱动装置设置于所述反应装置的下方，并通过电气连接于所述操作台；所述驱动装置包括旋转装置和六自由度运动平台；所述旋转装置设置于所述六自由度运动平台的上方，并连接于所述反应装置；所述反应装置包括反应盒体、加热贴片、搅拌励磁线圈、特殊磁力搅拌盘、若干层晶圆支架、喷淋器和检测调节装置；所述反应盒体的底部连接于所述旋转装置，并且其底部内设置有刻蚀液注/排入口，所述刻蚀液注/排入口呈圆周对称分布；所述加热贴片设置有两片，分别对称内嵌于所述反应盒体的腔壁内，且与外部的加热电源连接；所述搅拌励磁线圈设置于所述反应盒体的正下方，并连接于六自由度运动平台的上端；所述特殊磁力搅拌盘设置于所述反应盒体底部的安装槽内；所述晶圆支架分别水平分层架设于所述反应盒体内；所述喷淋器设置于所述晶圆支架上，并呈中心对称分布；所述检测调节装置设置于所述反应盒体的侧壁上，并且其高度高于最上方的所述晶圆支架；所述晶圆支架内嵌设置有铂金属片，用作为电化学阳极，所述反应盒体的底部还设置有耐蚀铂电极，用作为电化学阴极；所述铂金属片和所述耐蚀铂电极分别与外部电源电气连接。...

【技术特征摘要】
1.一种微结构刻蚀的加工装置，其特征在于：包括驱动装置、反应装置和操作台；所述驱动装置设置于所述反应装置的下方，并通过电气连接于所述操作台；所述驱动装置包括旋转装置和六自由度运动平台；所述旋转装置设置于所述六自由度运动平台的上方，并连接于所述反应装置；所述反应装置包括反应盒体、加热贴片、搅拌励磁线圈、特殊磁力搅拌盘、若干层晶圆支架、喷淋器和检测调节装置；所述反应盒体的底部连接于所述旋转装置，并且其底部内设置有刻蚀液注/排入口，所述刻蚀液注/排入口呈圆周对称分布；所述加热贴片设置有两片，分别对称内嵌于所述反应盒体的腔壁内，且与外部的加热电源连接；所述搅拌励磁线圈设置于所述反应盒体的正下方，并连接于六自由度运动平台的上端；所述特殊磁力搅拌盘设置于所述反应盒体底部的安装槽内；所述晶圆支架分别水平分层架设于所述反应盒体内；所述喷淋器设置于所述晶圆支架上，并呈中心对称分布；所述检测调节装置设置于所述反应盒体的侧壁上，并且其高度高于最上方的所述晶圆支架；所述晶圆支架内嵌设置有铂金属片，用作为电化学阳极，所述反应盒体的底部还设置有耐蚀铂电极，用作为电化学阴极；所述铂金属片和所述耐蚀铂电极分别与外部电源电气连接。2.根据权利要求1所述的一种微结构刻蚀的加工装置，其特征在于：所述圆晶支架包括环形架、若干个晶圆夹块和若干个支架滑块；所述晶圆夹块和支架滑块间隔中心称设置于所述环形架上，且所述支架滑块设置于两个所述晶圆夹块之间；所述晶圆夹块的上端设置有通孔，所述喷淋器固定连接于所述通孔；任意一个所述支架滑块的内部内嵌安装有所述铂金属片；所述圆晶支架通过所述支架滑块安装...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈云，李力一，苏振欣，陈新，刘强，汪正平，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东,44