一种双控温氢氟酸气相刻蚀装置，一种对反应体和硅片衬底的温度分别可控的刻蚀装置。本发明专利技术提出的氢氟酸气相刻蚀装置主体包括一个具有温度调节及工作气体均匀性控制的反应腔体、样品台和一个利用控温液及相应传输通道对样品进行温度控制的控温液体腔室。通过加热反应腔体控制氢氟酸的挥发速度，从而实现对工作物质浓度和压力的控制。控温液体腔室通过传输通道和样品台连接，从而实现对样品台的直接温度控制。本发明专利技术由于可以对反应腔体和控温液体腔室分别加热，能同时控制反应气体参数和样品上本地工作温度，从而有效和灵活地控制和选择氢氟酸气相刻蚀速度和刻蚀质量，满足特殊结构的微米纳米加工要求。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及双控温氢氟酸气相刻蚀装置，特别是一种对反应体和硅片衬底的温度分别可 控的刻蚀装置。
技术介绍
在半导体器件的制造过程中，硅片表面图形的形成主要依靠光刻和刻蚀两大模块。光刻 的目的是在硅片表面形成所需的光刻胶图形，刻蚀则紧接其后精确地将光刻胶的图形转移到 衬底或衬底上的薄膜层上。 一般来说刻蚀包括干法刻蚀和湿法刻蚀两种主要刻蚀方法。干法 刻蚀就是利用气体放电产生等离子来进行薄膜移出的刻蚀技术，其缺点是产生刻蚀损伤且价 格昂贵。而湿法刻蚀是传统考试方法，就是把硅片浸泡在一定的化学试剂或试剂溶液中，使 没有被抗蚀剂掩蔽的那一部分薄膜表面与试剂发生化学反应而被除去，其缺点是化学反应的 各向异性较差，而且刻蚀后薄膜和微结构存在残余应力从而导致薄膜和微结构粘连在一起。 为了解决了这个问题，在1998年第64期的《Sensors and Actuators A》上27到32页中的 《Characterization of anhydrous HF gas-phase etching with CH30H for sacrificial oxide removal》 一文中，Jong Hyun Lee等人设计搭建了一种用于氢氟酸气相刻蚀的装置。如图l所示Jong Hyun Lee等人设计的装置结构包括反应腔、气体输送系统、真空排气、 质谱仪和主控制器。反应腔由铝制成，表面覆盖一层防腐蚀的聚四氟乙烯膜。氟化氢和其他 气体通过质量流控制器后再通过喷头进入反应腔。可以加热途中粗线部分降低凝结程度。无 水氟化氢的流速由质量流控制器控制，其他气体(如甲醇或者异丙醇)通过注射氮气载体进 入扩散器来控制。针型阀控制扩散器的气压，干燥泵用来保护铝制反应腔免受腐蚀性气体腐 蚀。质谱仪用来定量分析气体含量并观察刻蚀过程中的副产品。但是此装置由几大部分搭建 而成，过于复杂。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术存在的不足和缺陷，提供一种体积小、结构简单，便于 操作的双控温氢氟酸气相刻蚀装置。 本专利技术的技术方案如下.-一种双控温氢氟酸气相刻蚀装置，其特征在于该装置含有支架9、反应腔体2、设置在 反应腔体内的样品台4、控温液体腔室5、加热装置以及控制显示装置；所述的反应腔体由反 应腔体上盖和球状壁两部分组成；所述的控温液体腔室5上设有传输通道，所述的样品台4 通过传输管道与控温液体腔室5相连通；所述的加热装置由分别设置在反应腔室和控温液体 腔室下部的反应腔加热装置7a和控温液体腔加热装置7b组成；所述的控制显示装置由反应 腔体控制显示装置8a和控温液体腔室控制显示装置8b组成；反应腔体上盖通过反应腔转轴3与所述的支架和球状壁铰链，控温液体腔室5通过控温液体腔转轴6与所述的支架铰链。本专利技术所所述的加热装置采用电热套。本专利技术具有以下优点及突出性效果本专利技术由于可以对反应腔体和控温液体腔室分别加 热，能同时控制反应气体参数和样品上本地工作温度，从而有效和灵活地控制和选择氢氟酸 气相刻蚀速度和刻蚀质量，满足特殊结构的微米纳米加工要求。同时由于反应腔体通过反应 腔转轴3打开，样品台4和控温液体腔室5可以绕控温液体腔转轴6旋转，因此，具有结构 简单，操作方便等优点。 附图说明图l为现有技术的氢氟酸气相刻蚀装置的结构示意图。图2为本专利技术提供的双控温氢氟酸气相刻蚀装置实施例的剖视图。图中l一反应腔盖；2 —反应腔体；3 —反应腔转轴；4一样品台；5 —控温液体腔室；6 一控温液体腔转轴；7a —反应腔体加热装置；7b-控温液体腔室加热装置；8a—反应腔体控制 显示装置；8b-控温液体腔室控制显示装置；9-支架；10-控温液体腔室盖。 具体实施例方式下面结合附图，进一步详细说明本专利技术的具体结构、工作原理和工作过程。参见图2。本专利技术的氢氟酸气相刻蚀装置包括含有支架9、反应腔体2、设置在反应腔体 内的样品台4、反应腔体上盖l、控温液体腔室5、加热装置以及控制显示装置；所述的控温 液体腔室5上设有传输通道，所述的样品台4通过传输管道与控温液体腔室5相连通；所述 的加热装置由分别设置在反应腔和控温液体腔下部的反应腔加热装置7a和控温液体腔加热 装置7b组成；反应腔上盖通过反应腔转轴3与所述的支架铰链，控温液体腔室5通过控温液 体腔转轴6与所述的支架铰链；所述的控制显示装置由反应腔体控制显示装置8a和控温液体 腔室控制显示装置8b组成。反应腔盖1可以通过转轴打开。样品台4通过传输管道和控温液体腔室5相连，可以通过 控温液体腔转轴6打开。反应腔体的球壁及反应腔盖l形成了反应腔体，待刻蚀的硅片放置 在样品台4上，样品台悬在反应腔体2内，其台底面保持在液面以上。在本实施例中，加热装置选用电热套设备，该电热套设备包括电热套7。而控制器和显 示部分选用了北京昆仑海岸传感技术中心的KSC系列PID智能调节仪。其中，控制器通过PID 智能调节仪控制电热套的温度，电热套实时反馈当前温度到控制器中，显示部分用于设定加 热温度并实时显示电热套的当前温度。本实例选用的电热套装置，支持0°C-6CTC的温度范围。使用时打开反应腔盖l,转动控温液体腔转轴6，将氢氟酸倒入反应腔体2内，然后把硅 片装在样品台4上，合上反应腔盖l，打开控温液体腔室盖10装入水。对反应腔体2和控温 液体腔室5分别加热，控制氢氟酸的挥发速度，通过测量不同温度下的氢氟酸气相刻蚀速度 可以更加准确的控制刻蚀时间从而得到更好刻蚀结果。权利要求1. 一种双控温氢氟酸气相刻蚀装置，其特征在于该装置含有支架(9)、反应腔体(2)、设置在反应腔体内的样品台(4)、控温液体腔室(5)、加热装置以及控制显示装置；所述的反应腔体由反应腔体上盖和球状壁两部分组成；所述的控温液体腔室(5)上设有传输通道，所述的样品台(4)通过传输管道与控温液体腔室(5)相连通；所述的加热装置由分别设置在反应腔室和控温液体腔室下部的反应腔加热装置(7a)和控温液体腔加热装置(7b)组成；所述的控制显示装置由反应腔体控制显示装置(8a)和控温液体腔室控制显示装置(8b)组成；反应腔体上盖通过反应腔转轴(3)与所述的支架和球状壁铰链，控温液体腔室(5)通过控温液体腔转轴(6)与所述的支架铰链。2. 根据权利要求1所述的双控温氢氟酸气相刻蚀装置，其特征在于所述的加热装置采 用电热套。全文摘要一种双控温氢氟酸气相刻蚀装置，一种对反应体和硅片衬底的温度分别可控的刻蚀装置。本专利技术提出的氢氟酸气相刻蚀装置主体包括一个具有温度调节及工作气体均匀性控制的反应腔体、样品台和一个利用控温液及相应传输通道对样品进行温度控制的控温液体腔室。通过加热反应腔体控制氢氟酸的挥发速度，从而实现对工作物质浓度和压力的控制。控温液体腔室通过传输通道和样品台连接，从而实现对样品台的直接温度控制。本专利技术由于可以对反应腔体和控温液体腔室分别加热，能同时控制反应气体参数和样品上本地工作温度，从而有效和灵活地控制和选择氢氟酸气相刻蚀速度和刻蚀质量，满足特殊结构的微米纳米加工要求。文档编号C23F1/12GK101392374SQ20081022570公开日2009年3月25日 申请日期2008年11月7日 优先权日2008年11月7日专利技术者刘泽文, 伟 张 申请人:清华大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种双控温氢氟酸气相刻蚀装置，其特征在于：该装置含有支架（９）、反应腔体（２）、设置在反应腔体内的样品台（４）、控温液体腔室（５）、加热装置以及控制显示装置；所述的反应腔体由反应腔体上盖和球状壁两部分组成；所述的控温液体腔室（５）上设有传输通道，所述的样品台（４）通过传输管道与控温液体腔室（５）相连通；所述的加热装置由分别设置在反应腔室和控温液体腔室下部的反应腔加热装置（７ａ）和控温液体腔加热装置（７ｂ）组成；所述的控制显示装置由反应腔体控制显示装置（８ａ）和控温液体腔室控制显示装置（８ｂ）组成；反应腔体上盖通过反应腔转轴（３）与所述的支架和球状壁铰链，控温液体腔室（５）通过控温液体腔转轴（６）与所述的支架铰链。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘泽文，张伟，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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