一种湿法蚀刻装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及半导体器件制造技术领域，提供了一种湿法蚀刻装置，湿法蚀刻装置的刻槽包括外槽及内槽，内槽设置在外槽中，内槽设置为上方开口的结构，用于容纳待蚀刻的衬底，并且内槽的上表面低于外槽的上表面，蚀刻过程中，外槽中的蚀刻溶液的液面低于内槽的上表面，内槽中充满蚀刻液，内槽内的蚀刻液自上方开口溢出至外槽，循环泵将外槽中的蚀刻溶液抽回至内槽，实现蚀刻液的循环流动，提升蚀刻液的均匀性，同时蚀刻溶液与衬底表面形成相对运动，降低纵向蚀刻与横向蚀刻的蚀刻速率差异。支撑结构设置为沿内槽的高度方向可上下移动，并且可以带动衬底360

【技术实现步骤摘要】
一种湿法蚀刻装置


[0001]本技术涉及半导体器件制造
，特别涉及一种湿法蚀刻装置。

技术介绍

[0002]湿法刻蚀（又称化学蚀刻法），用化学溶液直接对工件，例如硅晶圆、蓝宝石衬底等，未被保护的部位进行化学腐蚀。湿法刻蚀机台是进行湿法蚀刻的装置。
[0003]现有技术中，蚀刻过程中，湿法蚀刻机台中放置衬底的支撑结构处于静止状态或可上下抖动，无论哪一种状态都会导致蚀刻均匀性不足。一方面由于液体导热性比较差，液体温场分布不均匀，影响液体与衬底化学反应速率均匀性；另一方面衬底晶体具有各向异性，各向蚀刻速率一致。以上两点造成衬底表面蚀刻均匀性不足，影响衬底性能，进而影响后续形成的器件的良率。

技术实现思路

[0004]鉴于现有技术中湿法蚀刻装置的上述缺陷，本技术提供一种湿法蚀刻装置，该湿法蚀刻装置包括蚀刻槽及支撑结构，蚀刻槽包括外槽及内槽，内槽设置在外槽中，内槽设置为上方开口的结构，用于容纳待蚀刻的衬底，并且内槽的上表面低于外槽的上表面，蚀刻过程中，外槽中的蚀刻溶液的液面低于内槽的上表面，内槽中的蚀刻液自所述内槽的上方开口溢出至外槽，循环泵将外槽中的蚀刻溶液抽回至内槽，实现蚀刻液的循环流动，提升蚀刻液的均匀性，同时蚀刻溶液与衬底表面形成相对运动，降低纵向蚀刻与横向蚀刻的蚀刻速率差异，提升蚀刻衬底表面的均匀性。支撑结构用于放置待蚀刻的所述衬底，并且设置为沿内槽的高度方向可上下移动，并且可以带动衬底旋转。支撑结构的旋转进一步提高了蚀刻液的分布均匀化。
[0005]根据本技术的一个实施例，提供一种湿法蚀刻装置，其包括：
[0006]蚀刻槽，所述蚀刻槽包括外槽及内槽，所述内槽设置在所述外槽中，所述内槽设置为上方开口的结构，用于容纳待蚀刻的衬底，并且所述内槽的上表面低于所述外槽的上表面，蚀刻过程中，所述外槽中的蚀刻溶液的液面低于所述内槽的上表面，所述内槽中的蚀刻液自所述内槽的上方开口溢出至所述外槽，所述内槽的侧壁在靠近所述内槽底部的一端设置有回液口，所述外槽中的蚀刻液经所述回液口回流至所述内槽；及
[0007]支撑结构，用于放置待蚀刻的所述衬底，所述支撑结构与所述内槽对应设置，并且设置为沿所述内槽的高度方向可上下移动，以带动所述衬底进入内槽中的蚀刻液中以开始蚀刻，或带动所述衬底自所述内槽的蚀刻液中离开以停止蚀刻。
[0008]可选地，还包括循环泵，所述循环泵设置为将所述外槽中的蚀刻溶液抽回至所述内槽。
[0009]可选地，所述内槽和所述外槽内还设置有加热装置。
[0010]可选地，所述湿法蚀刻装置还包括控制装置，所述控制装置与所述加热装置连接，用于控制所述加热装置的加热温度及加热时间。
[0011]可选地，所述支撑结构包括：
[0012]支撑座，用于放置所述衬底；以及
[0013]旋转机构，所述旋转机构与所述支撑座连接并且垂直于所述支撑座的表面设置，所述旋转机构带动所述支撑座360
°
旋转。
[0014]可选地，所述湿法蚀刻装置还包括控制装置，所述控制装置与所述旋转机构连接，用于控制所述旋转机构的旋转速率及旋转时间。
[0015]可选地，所述湿法蚀刻装置还包括蚀刻液供给装置，与所述内槽连接，用于向所述内槽提供蚀刻液。
[0016]可选地，所述湿法蚀刻装置还包括驱动装置，所述驱动装置用于驱动所述支撑结构沿所述内槽的高度方向上下移动。
[0017]可选地，所述湿法蚀刻装置还包括感应器，所述感应器设置在所述支撑座上，用于在蚀刻过程中感测所述衬底的导电率以判断蚀刻终点。
[0018]如上所述，本技术的湿法蚀刻装置，具有以下有益效果：
[0019]本实施例的湿法蚀刻装置的刻槽包括外槽及内槽，内槽设置在外槽中，内槽设置为上方开口的结构，用于容纳待蚀刻的衬底，并且内槽的上表面低于外槽的上表面，蚀刻过程中，外槽中的蚀刻溶液的液面低于内槽的上表面，内槽中充满蚀刻液，内槽内的蚀刻液自上方开口溢出至外槽，循环泵将外槽中的蚀刻溶液抽回至内槽，实现蚀刻液的循环流动，提升蚀刻液的均匀性，同时蚀刻溶液与衬底表面形成相对运动，降低纵向蚀刻与横向蚀刻的蚀刻速率差异，提升蚀刻衬底表面的均匀性。
[0020]支撑结构用于放置待蚀刻的所述衬底，并且设置为沿内槽的高度方向可上下移动，并且可以带动衬底360
°
旋转。支撑结构的旋转增加了对蚀刻溶液的搅拌，使蚀刻溶液浓度分布均匀化；其次，支撑结构对蚀刻溶液的搅拌，提升蚀刻溶液温场的均匀性，提升不同位置蚀刻的速率及其均性化。
附图说明
[0021]图1显示为现有技术中湿法蚀刻装置的结构示意图。
[0022]图2显示为本技术的湿法蚀刻装置的结构示意图。
[0023]图3显示为本技术的一可选实施例的湿法蚀刻装置的结构示意图。
[0024]图4显示为采用现有技术的湿法蚀刻装置及本技术的湿法蚀刻装置蚀刻衬底的纵向蚀刻速率和横向蚀刻速率差异示意图。
[0025]图5显示为湿法蚀刻后的衬底的粗糙度测试取值点示意图。
[0026]图6显示为湿法蚀刻后衬底的粗糙度测试所取的衬底示意图。
[0027]元件标号说明。
[0028]具体实施方式
[0029]以下通过特定的具体实例说明本技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本技术的其他优点与功效。本技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本技术的精神下进行各种修饰或改变。
[0030]如图1所示，现有技术中，浸泡式湿法蚀刻装置包括蚀刻槽010及支撑结构020，支撑结构020设置为沿图1所示的箭头方向上下抖动。然而由于液体导热性比较差，液体温场分布不均匀，影响液体与衬底化学反应速率均匀性；另一方面衬底晶体具有各向异性，各向蚀刻速率一致。造成衬底表面蚀刻均匀性不足。
[0031]针对现有技术中的上述缺陷，本技术提供一种湿法蚀刻装置，如图2所示，该湿法蚀刻装置100包括蚀刻槽101及支撑结构102。该蚀刻槽101包括外槽1011及内槽1012，内槽1012设置在外槽1011中，内槽1012用于容纳待蚀刻的衬底，并且内槽1012的上方为开口104，支撑结构102自开口104置于内槽1012中。
[0032]同样参照图2，内槽1012的上表面设置为低于外槽1011的上表面，蚀刻过程中，蚀刻液供给装置300通过输液管301向内槽1012注入蚀刻液，使得内槽1012充满蚀刻液并且内槽1012中的蚀刻液自上方的开口104溢出至外槽1011中。而外槽1011中的蚀刻液的液面低于内槽1012的侧壁。
[0033]在可选实施例中，该湿法蚀刻装置100还包括循环泵108，该循环泵108将外槽1011中的蚀刻液抽回至内槽1012。可选地，经内槽1012的上部开口104抽回至内槽1012。由此，蚀刻槽101内的蚀刻液形成本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种湿法蚀刻装置，其特征在于，包括：蚀刻槽，所述蚀刻槽包括外槽及内槽，所述内槽设置在所述外槽中，所述内槽设置为上方开口的结构，用于容纳待蚀刻的衬底，并且所述内槽的上表面低于所述外槽的上表面，蚀刻过程中，所述外槽中的蚀刻溶液的液面低于所述内槽的上表面，所述内槽中的蚀刻液自所述内槽的上方开口溢出至所述外槽，所述内槽的侧壁在靠近所述内槽底部的一端设置有回液口，所述外槽中的蚀刻液经所述回液口回流至所述内槽；及支撑结构，用于放置待蚀刻的所述衬底，所述支撑结构与所述内槽对应设置，并且设置为沿所述内槽的高度方向可上下移动，以带动所述衬底进入内槽中的蚀刻液中以开始蚀刻，或带动所述衬底自所述内槽的蚀刻液中离开以停止蚀刻。2.根据权利要求1所述的湿法蚀刻装置，其特征在于，还包括循环泵，所述循环泵设置为将所述外槽中的蚀刻溶液抽回至所述内槽。3.根据权利要求1所述的湿法蚀刻装置，其特征在于，所述内槽和所述外槽内还设置有加热装置。4.根据权利要求3所述的湿法蚀刻装置，其特征在于，还包括控制装...

【专利技术属性】
技术研发人员：李瑞评，郑贤良，曾柏翔，张佳浩，林明顺，
申请(专利权)人：福建晶安光电有限公司，
类型：新型
国别省市：