[发明专利]双面气相刻蚀装置

说明书

本发明涉及半导体加工领域，更具体地说，涉及一种半导体硅片的双面气相刻蚀工艺。本发明提出了一种硅片的双面气相刻蚀装置，包括刻蚀腔，该刻蚀腔分别与输气系统和排气系统相连，刻蚀腔内刻蚀气体的进出及流通由输气系统后排气系统控制，在该装置的刻蚀腔内设置有至少3个导向轮，刻蚀过程中，导向轮位于与硅片重合的平面且沿着硅片的径向向内卡位，以将硅片卡持固定，导向轮分布于硅片的边缘位置处；导向轮中至少有一个与驱动装置相连并在该驱动装置的作用下发生滚动以带动所述硅片，硅片由导向轮传动而旋转；输气系统与喷嘴连接，喷嘴在硅片的侧方喷气，喷嘴喷出的气体流经硅片的正反两面。本发明还提出了一种双面气相刻蚀的方法。

技术领域

本发明涉及半导体加工和制造领域，更具体地说，涉及到一种半导体加工工艺中所使用的气相刻蚀装置。

背景技术

半导体领域所称的晶圆或基片一般是以单晶硅作为基材，其中可加入硼、磷、砷或锑等添加物的圆形半导体工件，而在基材的工作面上通常会以化学气相沉积法(CVD)形成约为5μm～100μm的磊晶层。在半导体工件的制造过程中，晶圆表面图形的形成主要依靠光刻和刻蚀两大工艺板块。光刻的目的是在晶圆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。

传统的刻蚀工艺可以分为湿法刻蚀和干法刻蚀两种刻蚀方法，其中干法刻蚀就是利用气体放电产生等离子体来进行薄膜移出的刻蚀工艺，固也可以认为是一种气相刻蚀工艺。该工艺在半导体领域已经得到了较为广泛的应用，为从事该项技术实施的厂家带来了可观的利润。

比较常见的，见本发明的附图1，现有技术进行气相刻蚀时，通常将晶圆104水平放置在一夹持具105上，由进气孔102进入的刻蚀气体通过喷嘴103喷向晶圆104正面，对晶圆104的表面进行刻蚀。可以看到，由于晶圆104由夹持具105支撑固定，所以晶圆104紧贴夹持具105的一面并不能得到刻蚀。随着技术的进步，业内人士对气相刻蚀工艺提出了更高的要求，已经不满足于效率低下的单面刻蚀工艺转而期待效率更高的双面刻蚀工艺。而且，即使某一技术实现了双面刻蚀的目的，也并不一定就能马上得到厂商的青睐。新的技术还必须保证刻蚀的均匀性，不能使产品的质量较于传统的单面刻蚀有所下滑。因此，只有效率和质量均得到了可靠保证的双面刻蚀技术，才能够真正赢得业界和资本的追捧，成为未来半导体科技的主流。

遗憾的是，由于要求之高，即便已经跻身世界前列的公司和厂家，也难以给出进行均匀的、双面的刻蚀工艺的完美解决方案。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本申请提出了一种新的双面气相刻蚀装置，不仅可以实现对硅片的双面刻蚀工艺，还能够保证硅片在刻蚀过程中能够被均匀刻蚀，具有突出的实质性特点和显著的进步。同时，本申请也给出了相应的双面刻蚀方法。

本发明的技术方案可归纳为如下技术内容：

一种硅片的双面气相刻蚀装置，包括刻蚀腔，所述刻蚀腔分别与输气系统和排气系统相连，刻蚀腔内刻蚀气体的进出及流通由所述输气系统和所述排气系统控制，所述刻蚀腔内设置有至少3个导向轮，在刻蚀过程中，所述导向轮位于与所述硅片重合的平面内且沿着硅片的径向向内卡位，以将所述硅片卡持固定，所述导向轮分布于所述硅片的边缘位置处；所述导向轮中至少有一个与驱动装置相连并在所述驱动装置的作用下发生滚动以带动所述硅片旋转；所述输气系统与喷嘴连接，所述喷嘴在所述硅片的侧方喷气，所述喷嘴喷出的气体流经所述硅片的正反两面。

进一步地，所述导向轮的数目至少为三个，所述导向轮为位置可调的活动导向轮。

优选地，所述导向轮的径向开有供硅片卡入的卡槽。

进一步地，所述导向轮绕一过该导向轮轴心的传动轴滚动，所述导向轮通过所述传动轴与所述驱动装置连接，所述导向轮通过所述传动轴与处于同一轴向上的其他导向轮连接。

优选地，所述硅片在刻蚀腔内被竖直固持，所述硅片垂直于水平面。