TMAH硅雾化气相刻蚀系统技术方案

本发明专利技术公开一种TMAH硅雾化气相刻蚀系统，包括：水冷系统用于冷凝TMAH气体；刻蚀系统用于刻蚀单晶硅以及达到相关刻蚀条件，刻蚀硅片时刻蚀腔内使用的温度高于TMAH沸点，使TMAH呈气态的状态下对硅进行刻蚀；传送系统用于传输以及清洗刻蚀硅片；雾化系统用于产生及输送TMAH液滴至刻蚀腔，通过将TMAH溶液雾化方式，提供浓度更加稳定的TMAH气体，保证刻蚀稳定性；控制系统用于控制水冷系统、刻蚀系统、雾化系统及传送系统协调工作。该系统实现硅高速刻蚀，同时刻蚀表面较为光滑；气相刻蚀通过增大刻蚀腔体的气压以进一步提高刻蚀速率。该系统实现了对硅片非刻蚀面上结构实现了有效的保护，保证了硅刻蚀工艺与以完成工艺之间的兼容性。

TMAH silicon atomization vapor phase etching system

The invention discloses a silicon TMAH atomization vapor etching system: water cooling system for TMAH gas condensate; etching system for etching and etching conditions related to etching of silicon etching time, by use of temperature higher than the boiling point of TMAH TMAH, the gaseous state of the etching of silicon; etching and transmission system for transmission silicon wafer; atomization system for generating and transporting TMAH droplets to the etching cavity, the TMAH solution by way of TMAH gas concentration is more stable, ensure the stability of control system is used to control the etching; coordination of water cooling system, etching system, atomization system and transmission system. The system can realize high speed etching of silicon, and the etching surface is smoother. Gas etching increases the etching rate by increasing the pressure of the etching chamber. The system realizes the effective protection of the structure on the non etching surface of silicon wafer, and ensures the compatibility between the silicon etching process and the process.

【技术实现步骤摘要】
TMAH硅雾化气相刻蚀系统
本专利技术属于半导体制造领域，具体是一种基于TMAH对硅的雾化气相刻蚀系统。
技术介绍
MEMS（MicroEIectro-MechanicalSystem，微电子机械系统）技术是在半导体制造技术上发展起来的一种可批量制造微传感器、微执行器、信号处理和控制电路等于一体的制造技术。MEMS技术主要包含光刻、刻蚀、键合、薄膜生长、LIGA、硅微加工、非硅加工等工艺过程。硅表面刻蚀以及体硅刻蚀是MEMS技术中的关键工艺，目前常用的刻蚀方式可分为干法刻蚀和湿法刻蚀。湿法刻蚀主要使用KOH和TMAH（TetramethylammoniumHydroxide）等碱性溶液与硅发生化学反应，从而实现对硅的各向异性刻蚀。KOH具有较快的刻蚀速率、较好的刻蚀均匀性；不过在该溶液中SiO2与硅的选择比较小，同时，其中含有的K+离子不能与CMOS工艺兼容。TMAH中不含有金属离子，可与CMOS工艺兼容，同时对SiO2具有较大的选择比，因而，近年来TMAH正逐步取代其他碱性溶液成为MEMS工艺中的主要刻蚀液。干法刻蚀主要采用ICP（InductivelyCoupledPlasma）本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种TMAH硅雾化气相刻蚀系统，其特征在于：包括雾化腔（24）和刻蚀腔（12），所述刻蚀腔（12）顶面放置晶元夹具（3）、并通过背面保护腔（5）盖合密封；所述雾化腔（24）和刻蚀腔（12）之间通过雾化液滴输送管（25）连通，所述雾化液滴输送管（25）上安装雾化流量阀（26）；所述雾化腔（24）内盛装TMAH溶液（23）、且其底面安装超声换能器（22）和风动装置（21）；所述刻蚀腔（12）通过回流管（13）与冷凝腔（15）进口连接，所述回流管（13）上安装回流阀（14），所述冷凝腔（15）出口连接液体回流管（20），所述液体回流管（20）伸入雾化腔（24）并没入TMAH溶液（23）中，所述液体回...

【技术特征摘要】
1.一种TMAH硅雾化气相刻蚀系统，其特征在于：包括雾化腔（24）和刻蚀腔（12），所述刻蚀腔（12）顶面放置晶元夹具（3）、并通过背面保护腔（5）盖合密封；所述雾化腔（24）和刻蚀腔（12）之间通过雾化液滴输送管（25）连通，所述雾化液滴输送管（25）上安装雾化流量阀（26）；所述雾化腔（24）内盛装TMAH溶液（23）、且其底面安装超声换能器（22）和风动装置（21）；所述刻蚀腔（12）通过回流管（13）与冷凝腔（15）进口连接，所述回流管（13）上安装回流阀（14），所述冷凝腔（15）出口连接液体回流管（20），所述液体回流管（20）伸入雾化腔（24）并没入TMAH溶液（23）中，所述液体回流管（20）上连接尾气处理接口（18）；所述冷凝腔（15）通过冷却水进水管路（16a）和冷却水回水管路（16b）连接水冷机（17）；所述刻蚀腔（12）和背面保护腔（5）内壁均设置有加热丝（7），所述背面保护腔（5）内安装背面保护腔温度传感器（8）；所述刻蚀腔（12）内安装刻蚀腔温度传感器（11）和刻蚀腔压力传感器（31）；所述雾化腔（24）内安装雾化器压力传感器（19）；所述雾化腔（24）连接氮气管路Ⅰ（27），所述氮气管路Ⅰ（27）上安装氮气流量阀Ⅰ（28）；所述刻蚀腔（12）连接氮气管路Ⅱ（30），所述氮气管路Ⅱ（30）上安装氮气流量阀Ⅱ（29）；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：何剑，丑修建，穆继亮，耿文平，侯晓娟，薛晨阳，徐方良，张辉，高翔，石树正，
申请(专利权)人：中北大学，
类型：发明
国别省市：山西,14