CN110565170A - 一种蚀刻装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供了一种蚀刻装置及方法，蚀刻装置包括：容纳部，容纳部设置有一容纳空间，容纳部上设置有与容纳空间连通的第一通孔，第一通孔用于向容纳空间中导入刻蚀液，待处理硅片置于容纳空间中；导流部，用于在保证不同部位的刻蚀浓度相同的前提下将刻蚀液从第一通孔导流至待处理硅片处，导流部与容纳部固定连接，导流部置于容纳空间中且位于第一通孔和待处理硅片之间。这样可以使得所述待处理硅片的边缘部位和中心部位的刻蚀液浓度相同，可以保证所述待处理硅片的中心部位和边缘部位的蚀刻率相同，进而来保证待处理硅片的平坦度，同时还可以提高所述待处理硅片的生产效率，保证待处理硅片的准时制生产方式工艺流程。

Description

一种蚀刻装置及方法
技术领域
本发明涉及硅片的加工制造领域，特别涉及一种蚀刻装置及方法。
背景技术
在硅片的加工制造过程中，机械加工会导致硅片表面产生损伤，硅片表面的损伤严重影响硅片的质量。为了去除硅片表面的损伤，可以使用化学品对硅片进行化学蚀刻工艺来改善硅片表面粗糙度和平坦度。但是，由于现有的蚀刻装置结构不合理，常会导致蚀刻处理后的硅片的平坦度不均匀。
另外，为了对硅片的质量进行评价，会抽样测量蚀刻后的硅片的平坦度。如果检测出硅片的厚度变化量超出了阈值，需要重新设定加工条件，这会降低硅片的生产效率。在重新设定加工条件的过程中，会由于刻蚀液温度下降导致蚀刻去除率下降的问题，进而非效率生产流程会导致无法进行准时制生产方式(Just In Time，JIT)工艺流程。
发明内容
本发明实施例提供了一种蚀刻装置及方法，以解决由于现有的蚀刻装置结构不合理导致蚀刻处理后的硅片的平坦度不均匀的问题。
第一方面，为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种蚀刻装置，包括：
容纳部，所述容纳部设置有一容纳空间，所述容纳部上设置有与所述容纳空间连通的第一通孔，所述第一通孔用于向所述容纳空间中导入刻蚀液，待处理硅片置于所述容纳空间中；
导流部，用于将所述刻蚀液从所述第一通孔导流至所述待处理硅片处，所述导流部与所述容纳部固定连接，所述导流部置于所述容纳空间中且位于所述第一通孔和所述待处理硅片之间。
可选地，所述导流部至少包括：
板状结构，所述板状结构设置有多个第二通孔，所述第二通孔的轴线与所述第一通孔的轴线平行。
可选地，所述多个第二通孔阵列设置在所述板状结构上。
可选地，所述第二通孔的直径为5mm～10mm。
可选地，所述板状结构与所述待处理硅片垂直。
可选地，所述容纳部还包括：
固定结构，所述导流部通过所述固定结构固定在所述容纳部上。
可选地，所述固定结构至少包括：设置在所述容纳空间内部的一台阶面。
可选地，所述台阶面包括：相互垂直的第一面和第二面，所述第一面与所述第一通孔的轴线垂直，所述导流部粘贴固定在所述第一面上。
可选地，所述蚀刻装置还包括：
用于带动所述待处理硅片做面内旋转的旋转部，所述旋转部至少包括：滚轴，所述导流部位于所述滚轴的下方；
用于支撑所述待处理硅片的支撑部，所述支撑部与所述容纳部固定连接，所述支撑部位于所述旋转部的两侧。
第二方面，本发明实施例还提供了一种蚀刻方法，应用于如上所述的蚀刻装置；
所述蚀刻方法包括：
通过容纳部的第一通孔将刻蚀液导入所述容纳空间中，待处理硅片置于所述容纳空间中；
通过所述导流部将所述刻蚀液从第一通孔导流至待处理硅片处；
通过所述刻蚀液对待处理硅片进行刻蚀处理。
本发明的实施例具有如下有益效果：
在本发明实施例中，通过在所述容纳空间中增加导流部，所述导流部可以在保证容纳空间的不同部位的刻蚀液浓度相同的前提下将所述刻蚀液从所述第一通孔导流至所述待处理硅片处，这样可以使得所述待处理硅片的边缘部位和中心部位的刻蚀液浓度相同，可以保证所述待处理硅片的中心部位和边缘部位的蚀刻率相同，进而来保证待处理硅片的平坦度，同时还可以提高所述待处理硅片的生产效率，保证待处理硅片的准时制生产方式工艺流程。
附图说明
图1为现有的蚀刻装置的结构示意图；
图2为本发明实施例的蚀刻装置的结构示意图；
图3为本发明实施例的导流部的结构示意图；
图4为本发明实施例的蚀刻方法的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
参见图1，当采用图1所示的蚀刻装置对待处理硅片11进行蚀刻处理时，由于图1所示刻蚀液的供应孔12指向所述待检测硅片的边缘处，刻蚀液仅在硅片边缘两侧流动，硅片的中心部位因为滚轴13的干涉以及循环结构形态，使得所述硅片的中心部位的刻蚀液流动较少，进而使得刻蚀液在硅片的中心部位与边缘部位的刻蚀液的浓度不同，最终导致待处理硅片经过蚀刻处理后边缘部位和中心部位的平坦度不同。
试验研究表明，提升循环泵14的容量或流速，并无法改善刻蚀液流动的不均匀性，无法避免对硅片的平坦度所造成的不利影响。
进而，为了防止刻蚀液流动的不均匀性，可以通过变更蚀刻装置的内部结构，使蚀刻后的平坦度的差异及晶圆间的形状变化最小化。
为了改善硅片蚀刻的加工稳定化，本发明实施例提供了一种蚀刻装置，该蚀刻装置可以用在硅片(或称为硅晶圆或晶圆等)的刻蚀工程中，例如：硅片的碱性湿法(AlkaliWet)的刻蚀工程，以达到硅片均匀刻蚀及平坦度稳定化的目的。
参见图2，所述蚀刻装置包括：容纳部21和导流部22。所述容纳部21设置有一容纳空间211，所述容纳部21上设置有与所述容纳空间211连通的第一通孔212，所述第一通孔212用于向所述容纳空间211中导入刻蚀液，待处理硅片置于所述容纳空间211中；所述导流部22用于在保证不同部位的刻蚀浓度相同的前提下将所述刻蚀液从所述第一通孔212导流至所述待处理硅片11处，所述导流部22与所述容纳部21固定连接，所述导流部22置于所述容纳空间211中且位于所述第一通孔212和所述待处理硅片11之间。
继续参见图2，所述第一通孔212设置在所述容纳部21的底部，可以理解的是，所述刻蚀液从下往上流动至所述待处理硅片处。需要说明的是，本发明实施例并不具体限定所述第一通孔212的设置位置。
在本发明实施例中，所述刻蚀液可以为碱性刻蚀液，当然并不仅限于此。
参见图3，进一步地，所述导流部22至少包括：板状结构221，所述板状结构221设置有多个第二通孔222，所述第二通孔222的轴线与所述第一通孔212的轴线平行。可以理解的是，所述第一通孔212的出口方向与所述第二通孔222的出口方向相同，即所述第一通孔212的出口方向和所述第二通孔222的出口方向均指向所述待处理硅片11。
在本发明实施例中，通过在所述板状结构221上设置第二通孔222，并将板状结构221置于所述容纳空间211中，可以在保证所述容纳空间不同部位的刻蚀液的浓度相同的前提下将所述刻蚀液从所述第一通孔212导流至所述待处理硅片11处，进而可以优化化学反应程度来使硅片的变形效率相同，进而保证硅片的中心和边缘处的蚀刻率相同来改善硅片的平坦度。
继续参见图3，所述板状结构221的形状可以为方形，所述第二通孔222的形状可以为圆形，需要说明的是，本发明实施例中并不仅限于图3所示的所述板状结构221为方形且所述第二通孔222为圆形的情形。可以理解的是，本发明实施例中并不具体限定所述板状结构221和所述第二通孔222的形状。
具体地，所述多个第二通孔222可以阵列设置在所述板状结构221上。为了保证刻蚀液流动更加顺畅，所述第二通孔222的直径可以为5mm～10mm。这样在硅片的刻蚀过程中，硅片能与刻蚀液发生反应，通过调整所述第二通孔222的尺寸以及板状结构221的材质，可以在进行化学循环刻蚀过程中使刻蚀液直接与硅片的中心和边缘反应，起到均匀刻蚀的作用。
需要说明的是，可以通过调整所述第二通孔222的位置结构以及第二通孔222的整体尺寸，来调整刻蚀液的流动性，可以理解的是，本发明实施例中并不具体限定所述第二通孔222的位置结构以及第二通孔222的整体尺寸。
进一步地，所述板状结构221与所述待处理硅片11垂直，这样可以保证所述第二通孔222的出口方向与所述待处理硅片11平行，进而可以更好地保证刻蚀液沿所述第二通孔222的出口方向平行流至所述待处理硅片11处，最终保证待处理硅片11的蚀刻效果。
继续参见图2，进一步地，所述容纳部21还包括：固定结构213，所述导流部22通过所述固定结构213固定在所述容纳部21上。例如：所述导流部22粘贴固定在所述固定结构213上。
在本发明实施例中，所述固定结构213可以多种实施方式，接下来以其中一种优选的实施方式进行示例性说明。
继续参见图2，可选地，所述固定结构213至少包括：设置在所述容纳空间211内部的一台阶面。进一步地，所述台阶面包括：相互垂直的第一面2131和第二面2132，所述第一面2131与所述第一通孔212的轴线垂直，所述导流部22粘贴固定在所述第一面2131上。
在本发明实施例中，所述第一面2131位于所述待处理硅片11的下方，且所述第一面2131与所述第一通孔212的轴线垂直，通过将所述板状结构221粘贴固定在所述第一面2131上，可以保证所述板状结构221与所述待处理硅片11垂直，还可以保证所述第二通孔222的出口方向指向所述待处理硅片11。
继续参见图2，在上述实施例的基础上，所述蚀刻装置还包括：循环泵14、旋转部23和支撑部24。其中，所述旋转部23用于带动所述待处理硅片11做面内旋转，所述旋转部23至少包括：滚轴，所述导流部22位于所述滚轴的下方；所述支撑部24用于支撑所述待处理硅片11，所述支撑部24与所述容纳部21固定连接，所述支撑部24位于所述旋转部23的两侧。
在本发明实施例中，通过在所述容纳空间中增加导流部，所述导流部可以在保证不同部位的刻蚀浓度相同的前提下将所述刻蚀液从所述第一通孔212导流至所述待处理硅片11处，这样可以使得所述待处理硅片的边缘部位和中心部位的刻蚀液浓度相同，可以保证所述待处理硅片的中心部位和边缘部位的蚀刻率相同，进而来保证待处理硅片的平坦度，同时还可以提高所述待处理硅片的生产效率，保证待处理硅片的准时制生产方式工艺流程。
另外，为了解决由于现有的蚀刻装置结构不合理导致蚀刻处理后的硅片的平坦度不均匀的问题，本发明实施例还提供了一种蚀刻方法，所述蚀刻方法的实施原理与蚀刻装置的实施原理相似，为了避免重复，相似之处不再赘述。
参见图4，本发明实施例还提供了一种蚀刻方法，应用于如上所述的蚀刻装置，该蚀刻方法同样可以用在硅片的刻蚀工程中，例如：硅片的碱性湿法(Alkali Wet)的刻蚀工程，以达到硅片均匀刻蚀及平坦度稳定化的目的，所述蚀刻方法包括：
步骤401：通过容纳部21的第一通孔212将刻蚀液导入所述容纳空间211中，待处理硅片11置于所述容纳空间211中；
步骤402：通过所述导流部22将所述刻蚀液从所述第一通孔212导流至待处理硅片11处；
步骤403：通过所述刻蚀液对待处理硅片11进行刻蚀处理。
在本发明实施例中，所述刻蚀液可以为碱性刻蚀液，当然并不仅限于此。
在本发明实施例中，首先通过第一通孔将刻蚀液导入至所述容纳空间中，进而通过导流部在保证容纳空间的不同部位的刻蚀液浓度相同的前提下将所述刻蚀液从所述第一通孔导流至所述待处理硅片处，这样可以使得所述待处理硅片的边缘部位和中心部位的刻蚀液浓度相同，可以保证所述待处理硅片的中心部位和边缘部位的蚀刻率相同，进而来保证待处理硅片的平坦度，同时还可以提高所述待处理硅片的生产效率，保证待处理硅片的准时制生产方式工艺流程。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种蚀刻装置，其特征在于，包括：
容纳部，所述容纳部设置有一容纳空间，所述容纳部上设置有与所述容纳空间连通的第一通孔，所述第一通孔用于向所述容纳空间中导入刻蚀液，待处理硅片置于所述容纳空间中；
导流部，用于将所述刻蚀液从所述第一通孔导流至所述待处理硅片处，所述导流部与所述容纳部固定连接，所述导流部置于所述容纳空间中且位于所述第一通孔和所述待处理硅片之间。
2.根据权利要求1所述的蚀刻装置，其特征在于，所述导流部至少包括：
板状结构，所述板状结构设置有多个第二通孔，所述第二通孔的轴线与所述第一通孔的轴线平行。
3.根据权利要求2所述的蚀刻装置，其特征在于，所述多个第二通孔阵列设置在所述板状结构上。
4.根据权利要求2所述的蚀刻装置，其特征在于，所述第二通孔的直径为5mm～10mm。
5.根据权利要求2所述的蚀刻装置，其特征在于，所述板状结构与所述待处理硅片垂直。
6.根据权利要求1所述的蚀刻装置，其特征在于，所述容纳部还包括：
固定结构，所述导流部通过所述固定结构固定在所述容纳部上。
7.根据权利要求6所述的蚀刻装置，其特征在于，所述固定结构至少包括：设置在所述容纳空间内部的一台阶面。
8.根据权利要求7所述的蚀刻装置，其特征在于，所述台阶面包括：相互垂直的第一面和第二面，所述第一面与所述第一通孔的轴线垂直，所述导流部粘贴固定在所述第一面上。
9.根据权利要求1所述的蚀刻装置，其特征在于，所述蚀刻装置还包括：
用于带动所述待处理硅片做面内旋转的旋转部，所述旋转部至少包括：滚轴，所述导流部位于所述滚轴的下方；
用于支撑所述待处理硅片的支撑部，所述支撑部与所述容纳部固定连接，所述支撑部位于所述旋转部的两侧。
10.一种蚀刻方法，其特征在于，应用于如权利要求1至9任一项所述的蚀刻装置；
所述方法包括：
通过容纳部的第一通孔将刻蚀液导入所述容纳空间中，待处理硅片置于所述容纳空间中；
通过所述导流部将所述刻蚀液从第一通孔导流至待处理硅片处；
通过所述刻蚀液对待处理硅片进行刻蚀处理。
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Address after: 710000 room 1-3-029, No. 1888, Xifeng South Road, high tech Zone, Xi'an, Shaanxi Province

Applicant after: Xi'an yisiwei Material Technology Co., Ltd

Applicant after: XI'AN ESWIN SILICON WAFER TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Address before: Room 1323, block a, city gate, No.1 Jinye Road, high tech Zone, Xi'an, Shaanxi 710065

Applicant before: XI'AN ESWIN SILICON WAFER TECHNOLOGY Co.,Ltd.

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Application publication date: 20191213

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