[发明专利]基于气相TMAH的硅刻蚀系统

摘要

本发明公开了一种基于气相TMAH的硅刻蚀系统，包括：控制系统、传送系统、刻蚀系统和水冷系统；其中，水冷系统用于冷凝TMAH气体；刻蚀系统用于产生TMAH气体以及输送刻蚀气体至刻蚀腔体刻蚀硅片，刻蚀硅片时刻蚀腔内使用的温度为高于TMAH沸点，使TMAH呈气态的状态下对硅进行刻蚀，并且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。传送系统用于传输以及清洗所刻蚀硅片；控制系统用于控制水冷系统、刻蚀系统、传送系统的协调工作。实验研究证明，该系统实现了硅高速刻蚀的同时得到了较为光滑刻蚀表面，以及达到了同干法刻蚀一样保护了非刻蚀面结构的效果。与此同时，气相刻蚀可以通过增大刻蚀腔体的气压以进一步提高刻蚀速率。

主权项

1.一种基于气相TMAH的硅刻蚀系统，其特征在于：包括加热腔（27）和刻蚀腔（11），所述加热腔（27）顶面采用密封法兰（30）密封，所述刻蚀腔（11）顶面放置晶元夹具（3）、并通过背面保护腔（5）盖合密封；所述加热腔（27）、刻蚀腔（11）及背面保护腔（5）壁外设置有加热丝（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（11）内安装刻蚀腔温度传感器（10）和刻蚀腔压力传感器（12），所述加热腔（27）内安装加热腔温度传感器（28）和加热腔压力传感器（29）；所述加热腔（27）和刻蚀腔（11）通过中间管路（13）连通，即中间管路（13）的上端由刻蚀腔（11）底面伸入、并安装小锥形管（13a），所述小锥形管（13a）位于刻蚀腔（11）内晶元夹具（3）的下方，中间管路（13）的下端由密封加热腔（27）的密封法兰（30）伸入、并安装大锥形管（13b），所述大锥形管（13b）位于加热腔（27）内TMAH溶液（26）上方；所述中间管路（13）内依次安装刻蚀腔主阀（14）和磁力泵（31）；所述刻蚀腔（11）通过气体回流管（16）与冷凝腔（19）进口连通，所述气体回流管（16）内安装回流阀（15）；所述冷凝腔（19）出口连接液体回流管（23），所述液体回流管（23）穿过密封法兰（30）后伸入加热腔（27）；所述液体回流管（23）上连接尾气出口接口（20）；所述冷凝腔（19）通过冷却水进水管路（21a）和冷却水回水管路（21b）连接水冷机（22）；所述冷凝腔（19）进口通过分流管（25）与位于中间管路（13）上刻蚀腔主阀（14）和磁力泵（31）之间的空间连通，所述分流管（25）上安装分流阀（24）；所述冷凝腔（19）进口通过溢流管（18）与加热腔（27）连通，所述溢流管（18）上安装溢流阀（17）；所述刻蚀腔（11）通过氮气管路（32）连接氮气源，所述氮气管路（32）上安装氮气阀（33）。