[发明专利]硅片刻蚀装置和方法

说明书

本发明公开了一种硅片刻蚀装置和方法，所述硅片刻蚀装置包括壳体、臭氧供应件、雾化刻蚀液供应件、厚度检测件、控制件和排气管，臭氧供应件能够向壳体的内腔中供应臭氧，雾化刻蚀液供应件能够向壳体的内腔中供应雾化的刻蚀液，厚度检测件能够检测放置在壳体内的硅片被刻蚀表面的厚度变化，排气管安装在壳体上，壳体包括底座、安装在底座上的筒体和安装在筒体上端的上盖，当厚度检测件检测到硅片被刻蚀的厚度达到设定值时，控制件控制臭氧供应件停止供应臭氧，并控制雾化刻蚀液供应件停止供应雾化的刻蚀液。本发明提供的硅片刻蚀装置和方法能够准确控制刻蚀硅片的厚度，并且能够减少刻蚀污染，降低刻蚀成本。

技术领域

本发明涉及硅片生产检测技术领域，尤其涉及一种硅片刻蚀装置和硅片刻蚀方法。

背景技术

在硅片的生产和测试过程中，对电路的集成度有了越来越高的要求，意味着其线宽越来越小，集成的元件越来越多，同时功耗也随之降低。所以这就要求作为衬底的单晶硅片需要严格控制金属污染物的含量。金属离子的污染可能导致半导体器件存在不同程度的缺陷，如 Na、K、Ca、Mg、Ba等碱金属污染可导致元件击穿电压的降低；Fe、Cr、Ni、Cu、Mn、Pb等过渡金属或重金属污染可使元件的寿命缩短，或者使元件工作时的暗电流增大，最终使整个器件完全失效。过渡金属不仅沾污硅片表面，而且由于其具有较高的固溶度和迁移速率，可以在短时间内扩散到硅片体内。其中部分过渡金属在硅中为慢扩散金属，例如Fe、Mn、V、Ti、Cr和Cs等，大部分慢扩散金属可以扩散到硅片的近表层，因此需要通过刻蚀的方法去掉近表层。通过刻蚀的方法，能够对硅片表面进行精确刻蚀，达到加工或者测试的目的。

CN211957617U公开了一种硅片刻蚀承载结构，包括一端开口的盒体结构以及能够封堵开口的盖体，盒体结构的底部具有镂空区域以使得容纳于盒体结构内的硅片的待刻蚀区外露。通过硅片刻蚀承载结构的设置，可以将待刻蚀硅片至于密封的盒体结构内，仅将待刻蚀区外露以与刻蚀液接触进行刻蚀，而刻蚀过程中、直至硅片刻蚀完成被取出刻蚀槽的整个过程中，避免硅片待刻蚀区之外的区域与外界接触，避免硅片除了待刻蚀区之外的区域的损伤，提高了后续的测试的精确性。

但是上述装置并不能控制刻蚀硅片的厚度，不能对硅片表面进行精确刻蚀，达到加工或者测试的目的，并且刻蚀速度慢。同时还会因为刻蚀液的长期使用导致污染硅片，如果刻蚀过程中对硅片造成污染，则会对后续检测和生产将会产生重大影响。虽然使用高纯试剂进行刻蚀可以避免一定的污染，但是会导致这种刻蚀装置使用成本较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种硅片刻蚀装置和方法，能够准确控制刻蚀硅片的厚度，提高刻蚀速度，并且能够减少刻蚀污染，降低刻蚀成本。

为了实现上述目的，一方面，本发明提供了一种硅片刻蚀装置，包括壳体、臭氧供应件、雾化刻蚀液供应件、厚度检测件、控制件和排气管，所述臭氧供应件能够向所述壳体的内腔中供应臭氧，所述雾化刻蚀液供应件能够向所述壳体的内腔中供应雾化的刻蚀液，厚度检测件能够检测放置在所述壳体内的硅片被刻蚀表面的厚度变化，排气管安装在所述壳体上，所述壳体包括底座、安装在所述底座上的筒体和安装在所述筒体上端的上盖，当所述厚度检测件检测到硅片被刻蚀的厚度达到设定值时，所述控制件控制所述臭氧供应件停止供应臭氧，并控制所述雾化刻蚀液供应件停止供应雾化的刻蚀液。

优选地，所述厚度检测件包括光发射器、光接收器和信号处理器，所述光发射器发射光线到所述硅片被刻蚀表面，所述光接收器接收所述硅片被刻蚀表面反射的光线，所述信号处理器根据光发射器发出光线到光接收器接收光线所用时间计算出所述硅片被刻蚀表面的厚度变化。

优选地，所述厚度检测件还包括显示器，所述显示器能够显示所述硅片被刻蚀表面的厚度变化。

优选地，所述雾化刻蚀液供应件包括雾化器、雾化供应管、刻蚀液供应管和第二氮气供应管，所述刻蚀液供应管和第二氮气供应管与所述雾化器的输入口连通，所述雾化供应管与所述雾化器输出口连接，所述雾化供应管的输出口位于所述壳体内，所述第二氮气供应管和刻蚀液供应管上均安装有阀门。