CN210897216U - 一种硅片酸腐蚀系统 - Google Patents
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Abstract
一种硅片酸腐蚀系统，涉及半导体材料生产技术领域，包括腐蚀槽，还包括恒温槽和补液槽，外部酸液通过管道分别与补液槽和恒温槽连接，补液槽和外部气体分别通过管道接入腐蚀槽，腐蚀槽上设有排液管，腐蚀槽所在位置高于恒温槽，恒温槽和腐蚀槽之间通过2根管道连通，其中一根管道上设有酸泵，另一根管道用于腐蚀槽内的酸液依靠重力流回恒温槽，恒温槽内设有热交换管，热交换管内接入外部不同温度的水与恒温槽内的酸液进行热量交换。本实用新型有益效果：对腐蚀槽的化学液温度、浓度、搅拌进行针对性的控制，从而使腐蚀过程中硅片的腐蚀速率、腐蚀均匀性、腐蚀表面粗糙度有效受控，保证腐蚀后硅片的一致性。
Description
技术领域
本实用新型属于半导体材料生产技术领域，具体涉及一种硅片酸腐蚀系统。
背景技术
在半导体硅抛光片制造过程中，硅晶片经过双面磨片机研磨之后，由于磨粉颗粒和上磨板正向压力的作用，总会在硅晶片表面有一层薄层的损伤层，这些由于机械加工过程使晶格破坏造成的硅晶片表面损伤大约10～20µm。在半导体材料生产制造领域，通常是通过化学腐蚀硅晶片表面的方法来消除这种研磨产生的表面晶格结构损伤。化学腐蚀的方法分为碱腐蚀和酸腐蚀两种，这两种方法目前都在使用。酸腐蚀所用酸腐蚀液是由硝酸（HNO3）、氢氟酸（HF）以及缓冲剂按照一定比例混合而成即混酸，缓冲剂一般使用冰乙酸（CH3COOH）或磷酸（H3PO4）。目前，所用的酸腐蚀工艺多为一个腐蚀槽，腐蚀槽内化学液定量使用，硅片腐蚀多次后，腐蚀槽内化学液完全排掉，下次使用则重新注入新的化学液，整体性能可以满足，但在使用过程中发现硅片的腐蚀速率、腐蚀均匀性、腐蚀表面粗糙度不宜控制，造成腐蚀后的硅片腐蚀质量一致性不好。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种硅片酸腐蚀系统，解决现有酸腐蚀过程中硅片的腐蚀速率、腐蚀均匀性、腐蚀表面粗糙度不宜控制，造成腐蚀后的硅片腐蚀质量一致性不好的问题。
本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种硅片酸腐蚀系统，包括腐蚀槽，还包括恒温槽和补液槽，外部酸液通过管道分别与补液槽和恒温槽连接，补液槽和外部气体分别通过管道接入腐蚀槽，腐蚀槽上设有排液管，腐蚀槽所在位置高于恒温槽，恒温槽和腐蚀槽之间通过2根管道连通，其中一根管道上设有酸泵，用于从恒温槽向腐蚀槽输送酸液，另一根管道用于腐蚀槽内的酸液依靠重力流回恒温槽，由此使酸液在恒温槽与腐蚀槽之间循环流动，恒温槽内设有热交换管，热交换管内接入外部不同温度的水与恒温槽内的酸液进行热量交换。
本实用新型所述腐蚀槽内设有温控探头。
本实用新型所述外部酸液与补液槽以及恒温槽之间的连接管路上分别设有气动阀A和气动阀B，补液槽与腐蚀槽之间的连接管路上设有气动阀C和补酸流量计，外部气体与腐蚀槽之间的连接管路上设有气动阀D和气体流量计，腐蚀槽的排液管上设有气动阀E和排液流量计。
本实用新型的有益效果是：本实用新型设计合理，提供了一种安全有效可靠硅片酸腐蚀系统，可以对腐蚀槽的化学液温度、浓度、搅拌进行针对性的控制，从而使腐蚀过程中硅片的腐蚀速率、腐蚀均匀性、腐蚀表面粗糙度有效受控，保证腐蚀后硅片的一致性。
附图说明
图1为本实用新型硅片酸腐蚀系统的结构示意图；
图中标记：1、恒温槽， 2、腐蚀槽， 3、补液槽，4、酸泵，5、气动阀A，6、气动阀B，7、气动阀C，8、气动阀D，9、气动阀E，10、补酸流量计 ，11、气体流量计，12、排液流量计，13、温控探头，14、热交换管。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本实用新型的具体实施方式进行详细的阐述和说明。
如图所示，一种硅片酸腐蚀系统，包括腐蚀槽2，还包括恒温槽1和补液槽3，外部酸液通过管道分别与补液槽3和恒温槽1连接，补液槽3和外部气体分别通过管道接入腐蚀槽2，腐蚀槽2上设有排液管，腐蚀槽2所在位置高于恒温槽1，恒温槽1和腐蚀槽2之间通过2根管道连通，其中一根管道上设有酸泵4，用于从恒温槽1向腐蚀槽2输送酸液，另一根管道用于腐蚀槽2内的酸液依靠重力流回恒温槽1，由此使酸液在恒温槽1与腐蚀槽2之间循环流动，恒温槽1内设有热交换管14，热交换管14内接入外部不同温度的水与恒温槽1内的酸液进行热量交换。
进一步，所述腐蚀槽2内设有温控探头13。
进一步，所述外部酸液与补液槽3以及恒温槽1之间的连接管路上分别设有气动阀A5和气动阀B6，补液槽3与腐蚀槽2之间的连接管路上设有气动阀C7和补酸流量计10，外部气体与腐蚀槽2之间的连接管路上设有气动阀D8和气体流量计11，腐蚀槽2的排液管上设有气动阀E9和排液流量计12。
本实用新型工作原理：
打开气动阀A5和气动阀B6，外部酸液通过管道分别进入补液槽3和恒温槽1，恒温槽1与腐蚀槽2管道连通，且腐蚀槽2的底部高于恒温槽1顶部，酸泵4安装在恒温槽1与腐蚀槽2的连接管道中，恒温槽1内酸液通过酸泵4打入腐蚀槽2内，腐蚀槽2内的酸液通过底部管道靠重力流回恒温槽1，由此使酸液在恒温槽1与腐蚀槽2之间循环流动。热交换管14内置在恒温槽1内，腐蚀槽2内温控探头13与设定温度进行比较，控制外部不同温度的水进入热交换管14内与恒温槽1内的酸液进行热量交换，保证恒温槽1内酸液温度的有效控制，再通过与腐蚀槽2循环，从而保证腐蚀槽2内化学液均匀混合，温度恒定，最终使腐蚀槽2内化学液的温度有效控制。
补液槽3与腐蚀槽2之间的连接管路上安装气动阀C7和补酸流量计10，每腐蚀一次硅片，则通过补酸流量计10中设定流量，打开气动阀C7，对腐蚀槽2内酸液补充，从而保证酸液浓度并有效控制腐蚀速率。
外部气体（空气或氮气）与腐蚀槽2的连接管路上安装气动阀D8和气体流量计11，硅片腐蚀过程中，则通过气体流量计11设定流量，打开气动阀D8，对腐蚀槽2内的酸液进行均匀搅拌从而保证酸液均匀腐蚀硅片。
腐蚀槽2的排液管路上安装气动阀E9和排液流量计12，每腐蚀一次硅片，则通过排液流量计12设定流量，打开气动阀E9，对腐蚀槽2内酸液排放，从而保证酸液浓度及腐蚀速率有效控制。
所述外部酸液可通过气动阀A5和气动阀B6分别进入补液槽3和恒温槽1进行补液。
所述腐蚀槽2内安装温控探头13，能准确有效显示,蚀槽2内酸液温度。
通过温控探头13显示温度与设定温度对比，进而通过热交换管14调节恒温槽1内酸液温度，再通过酸泵4循环，最终调节腐蚀槽2内酸液温度。
通过对补酸流量计10的量程设定，每次腐蚀硅片时有效调节、控制补充到腐蚀槽2内酸液，从而保证腐蚀浓度及腐蚀速率。
通过对排液流量计12的量程设定，每次腐蚀硅片时有效调节、控制排放腐蚀槽2内酸液，从而保证腐蚀浓度及腐蚀速率。
通过对气体流量计11的量程设定，每次腐蚀硅片时有效调节、控制腐蚀槽2内酸液均匀腐蚀硅片，从而保证腐蚀的均匀性。
所述酸泵4采用变频器控制，不同尺寸、不同数量的硅片进行腐蚀时，可自行设定变频器参数，来改变、调整酸液循环量，从而保证腐蚀的均匀性及腐蚀速率.
所述酸泵4、补酸流量计10、气体流量计11、排液流量计12、温控探头13、热交换管14可分别设定不同参数，针对性地对腐蚀的浓度、速率、均匀性、温度进行调节，从而使腐蚀过程中硅片的腐蚀速率、腐蚀均匀性、腐蚀表面粗糙度有效受控，最终有效的保证腐蚀后硅片的腐蚀质量及腐蚀质量一致性。
总之，本实用新型提供了一种全新的硅片酸腐蚀系统，具有原理正确合理、腐蚀质量有效准确控制、使用方便、安全可靠的优点。
Claims (3)
1.一种硅片酸腐蚀系统，包括腐蚀槽（2），其特征在于：还包括恒温槽（1）和补液槽（3），外部酸液通过管道分别与补液槽（3）和恒温槽（1）连接，补液槽（3）和外部气体分别通过管道接入腐蚀槽（2），腐蚀槽（2）上设有排液管，腐蚀槽（2）所在位置高于恒温槽（1），恒温槽（1）和腐蚀槽（2）之间通过2根管道连通，其中一根管道上设有酸泵（4），用于从恒温槽（1）向腐蚀槽（2）输送酸液，另一根管道用于腐蚀槽（2）内的酸液依靠重力流回恒温槽（1），由此使酸液在恒温槽（1）与腐蚀槽（2）之间循环流动，恒温槽（1）内设有热交换管（14），热交换管（14）内接入外部不同温度的水与恒温槽（1）内的酸液进行热量交换。
2.根据权利要求1所述的一种硅片酸腐蚀系统，其特征在于：所述腐蚀槽（2）内设有温控探头（13）。
3.根据权利要求1所述的一种硅片酸腐蚀系统，其特征在于：所述外部酸液与补液槽（3）以及恒温槽（1）之间的连接管路上分别设有气动阀A（5）和气动阀B（6），补液槽（3）与腐蚀槽（2）之间的连接管路上设有气动阀C（7）和补酸流量计（10），外部气体与腐蚀槽（2）之间的连接管路上设有气动阀D（8）和气体流量计（11），腐蚀槽（2）的排液管上设有气动阀E（9）和排液流量计（12）。
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|---|---|---|---|---|
| CN110931400A (zh) * | 2019-12-30 | 2020-03-27 | 麦斯克电子材料有限公司 | 一种硅片酸腐蚀系统及方法 |
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2019
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