CN218274530U - 单片式湿法蚀刻系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种单片式湿法蚀刻系统，涉及晶圆蚀刻技术领域，解决了现有技术的湿法蚀刻系统中的蚀刻液不均匀的喷涂在晶圆上，引起晶圆各个位置的蚀刻均匀性不同，造成蚀刻损伤的技术问题。该装置包括晶圆承载部件、蚀刻液供应系统、控制器、压制件和提升机构，压制件位于晶圆承载部件的上方，提升机构与压制件相连接，提升机构与控制器相连接且控制器能控制提升机构推动压制件向靠近或远离晶圆承载部件的方向移动，蚀刻液供应系统与控制器相连接；压制件的中部设置有安装孔，蚀刻液供应系统上的喷嘴设置在安装孔内，压制件的表面上设置有向内凹陷的分液槽，分液槽与安装孔相连通，所有分液槽沿安装孔的周向方向分布。

Description

单片式湿法蚀刻系统

技术领域

本实用新型涉及晶圆蚀刻技术领域，尤其是涉及一种单片式湿法蚀刻系统。

背景技术

如图1所示，现有的湿法蚀刻系统包括晶圆承载部件1、蚀刻液供应系统2以及控制器3。晶圆承载部件1包括晶圆承载台11、支撑底座12和旋转机构，晶圆承载台11通过负压吸附或用夹具固定晶圆7，支撑底座12用于支撑晶圆承载台11，并且通过旋转机构带动晶圆承载台11旋转；蚀刻液供应系统2包括喷嘴21、蚀刻液供应源22以及控制阀23，喷嘴21、控制阀23和蚀刻液供应源22通过管道相连通，控制阀23与控制器3连接，控制器3可以控制控制阀23的打开和关闭，从而控制蚀刻液供应源22内的蚀刻液8通过喷嘴21将蚀刻液8开始或停止喷涂到晶圆7上。

如图2所示，在蚀刻液8平铺整个晶圆7的待蚀刻表面时，需要消耗过多的时间，增加蚀刻液8的用量；现有的湿法蚀刻系统中的蚀刻液8不均匀的喷涂在晶圆7上，引起晶圆7各个位置的蚀刻均匀性不同，造成蚀刻损伤；该系统回收形式单一，通过离心力作用将晶圆7上的残液甩出，这样会造成蚀刻液8的浪费，同时未甩出的残液可能会造成晶圆7表面的二次刻蚀或者其他污染。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供单片式湿法蚀刻系统，以解决现有技术的湿法蚀刻系统中的蚀刻液不均匀的喷涂在晶圆上，引起晶圆各个位置的蚀刻均匀性不同，造成蚀刻损伤的技术问题。本实用新型提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

本实用新型提供的一种单片式湿法蚀刻系统，包括晶圆承载部件、蚀刻液供应系统、控制器、压制件和提升机构，其中，所述压制件位于所述晶圆承载部件的上方，所述提升机构与所述压制件相连接，所述提升机构与所述控制器相连接且所述控制器能控制所述提升机构推动所述压制件向靠近或远离所述晶圆承载部件的方向移动，所述蚀刻液供应系统与所述控制器相连接；

所述压制件的中部设置有安装孔，所述蚀刻液供应系统上的喷嘴设置在所述安装孔内，所述压制件的表面上设置有向内凹陷的分液槽，所述分液槽与所述安装孔相连通，所述分液槽的个数为多个，所有所述分液槽沿所述安装孔的周向方向分布。

可选地，所述压制件的表面上设置有向外突出的搅液块，所述搅液块的个数为多个。

可选地，所述压制件为圆盘型结构。

可选地，所述压制件的直径大于或等于晶圆的直径。

可选地，还包括回收系统，所述回收系统包括吸嘴、回收槽、泵体和阀体，所述吸嘴与所述回收槽通过吸液管道相连通，所述回收槽与所述蚀刻液供应系统通过出液管道相连通，所述泵体设置在所述吸液管道上，所述阀体设置在所述出液管道上，所述泵体和所述阀体均与所述控制器相连接，所述吸嘴设置在所述压制件上。

可选地，所述压制件上设置有多个配合孔，所述吸嘴的个数与所述配合孔的个数一致，所述吸嘴设置在所述配合孔中。

可选地，所有所述配合孔沿所述安装孔的周向方向分布。

可选地，所述蚀刻液供应系统包括蚀刻液供应源和控制阀，所述蚀刻液供应源与所述控制阀通过第一管道相连通，所述控制阀与所述喷嘴通过第二管道相连通，所述出液管道与所述第二管道相连通，所述控制阀与所述控制器相连接。

可选地，所述晶圆承载部件包括晶圆承载台、支撑底座和旋转机构，所述旋转机构设置在所述支撑底座上，所述晶圆承载台位于所述支撑底座上且所述晶圆承载台与所述旋转机构相连接，所述旋转机构能驱动所述晶圆承载台旋转，所述晶圆承载台用于承载晶圆。

可选地，所述提升机构为电动推杆机构。

本实用新型提供的一种单片式湿法蚀刻系统，将蚀刻液供应系统上的喷嘴设置在压制件的中部，压制件的表面上设置有向内凹陷的分液槽，分液槽朝向晶圆，多个分液槽沿安装孔的周向方向分布，压制件在工作时，需要将压制件移动到指定位置，使得压制件与晶圆存在间隙，故当喷嘴向晶圆喷蚀刻液时，由于压制件对晶圆上方空间的限制，使得蚀刻液不会在晶圆的中部堆积，而是蚀刻液在压制件的压制下分散开来，并且喷嘴在喷蚀刻液时，存在部分蚀刻液会流向分液槽，并从分液槽中流向晶圆的周边，同时在晶圆的旋转下，从而使得蚀刻液快速的铺满晶圆，从而缩短喷涂时间，同时也使得蚀刻液均匀的铺满晶圆上，解决了现有技术的湿法蚀刻系统中的蚀刻液不均匀的喷涂在晶圆上，引起晶圆各个位置的蚀刻均匀性不同，造成蚀刻损伤的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术中湿法蚀刻系统的结构示意图；

图2是现有技术中湿法蚀刻系统进行蚀刻示意图；

图3是本实用新型实施例提供的单片式湿法蚀刻系统的结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的单片式湿法蚀刻系统的压制件的俯视图；

图5是本实用新型实施例提供的单片式湿法蚀刻系统的操作方法中开始喷液的结构示意图；

图6是本实用新型实施例提供的单片式湿法蚀刻系统的操作方法中蚀刻液均匀铺满在晶圆的结构示意图；

图7是本实用新型实施例提供的单片式湿法蚀刻系统的操作方法中回收蚀刻液的结构示意图；

图中1、晶圆承载部件；11、晶圆承载台；12、支撑底座；2、蚀刻液供应系统；21、喷嘴；22、蚀刻液供应源；23、控制阀；3、控制器；4、压制件；41、安装孔；42、分液槽；43、搅液块；44、配合孔；5、提升机构；6、回收系统；61、吸嘴；62、回收槽；63、泵体；64、阀体；7、晶圆；8、蚀刻液。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有说明，″多个″的含义是两个或两个以上；术语″上″、″下″、″左″、″右″、″内″、″外″、″前端″、″后端″、″头部″、″尾部″等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语″第一″、″第二″、″第三″等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语″安装″、″相连″、″连接″应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1：

本实用新型提供了一种单片式湿法蚀刻系统，包括晶圆承载部件1、蚀刻液供应系统2、控制器3、压制件4和提升机构5，其中，压制件4位于晶圆承载部件1的上方，晶圆7可以放置在晶圆承载部件1上且晶圆承载部件1可以推动晶圆7旋转，提升机构5与压制件4相连接，提升机构5与控制器3相连接且控制器3能控制提升机构5推动压制件4向靠近或远离晶圆承载部件1的方向移动，蚀刻液供应系统2与控制器3相连接；

压制件4的中部设置有安装孔41，蚀刻液供应系统2上的喷嘴21设置在安装孔41内，喷嘴21垂直朝向晶圆7，压制件4的表面上设置有向内凹陷的分液槽42，分液槽42的长度方向与压制件4的径向方向一致，分液槽42与安装孔41相连通，分液槽42的个数为多个，所有分液槽42沿安装孔41的周向方向分布。本实用新型提供的一种单片式湿法蚀刻系统，将蚀刻液供应系统2上的喷嘴21设置在压制件4的中部，压制件4的表面上设置有向内凹陷的分液槽42，分液槽42朝向晶圆，多个分液槽42沿安装孔41的周向方向分布，压制件4在工作时，需要将压制件4移动到指定位置，使得压制件4与晶圆7存在间隙，故当喷嘴21向晶圆7喷蚀刻液8时，由于压制件4对晶圆7上方空间的限制，使得蚀刻液8不会在晶圆7的中部堆积，而是蚀刻液8在压制件的压制下分散开来，并且喷嘴21在喷蚀刻液8时，存在部分蚀刻液8会流向分液槽42，并从分液槽42中流向晶圆7的周边，同时在晶圆7的旋转下，从而使得蚀刻液8快速的铺满晶圆7，从而缩短喷涂时间，同时也使得蚀刻液8均匀的铺满晶圆7上，解决了现有技术的湿法蚀刻系统中的蚀刻液不均匀的喷涂在晶圆上，引起晶圆各个位置的蚀刻均匀性不同，造成蚀刻损伤的技术问题。

作为可选地实施方式，压制件4的表面上设置有向外突出的搅液块43，搅液块43的个数为多个，所有搅液块43分散在压制件4的表面上，搅液块43朝向晶圆7，在晶圆7旋转的过程中，搅液块43会将晶圆7上堆积的蚀刻液8的打散，从而使得蚀刻液8均匀的分散在晶圆7上。搅液块43沿曲线方向分布，可以使得每个搅液块43均对晶圆7的特定区域进行搅拌。

作为可选地实施方式，压制件4为圆盘型结构，压制件4的直径大于或等于晶圆7的直径。是为了使得压制件4覆盖住晶圆7，从而可以使得晶圆7铺满蚀刻液8。

作为可选地实施方式，还包括回收系统6，回收系统6可以回收晶圆7上的蚀刻液8，并且可以将蚀刻液8重复利用，回收系统6包括吸嘴61、回收槽62、泵体63和阀体64，吸嘴61与回收槽62通过吸液管道相连通，回收槽62与蚀刻液供应系统2通过出液管道相连通，泵体63设置在吸液管道上，阀体64设置在出液管道上，泵体63和阀体64均与控制器3相连接，吸嘴61设置在压制件4上。当进行回收蚀刻液8时，控制器3控制泵体63打开，从而吸嘴61可以将晶圆7上的蚀刻液8吸入到吸液管道中，并顺着吸液管道进入到回收槽62中，而且吸嘴61在回收晶圆7上的蚀刻液8时，晶圆7会在晶圆承载部件1的移动下进行旋转，从而使得晶圆7上各处的蚀刻液8会处于吸嘴61的下方，方便吸嘴61快速回收蚀刻液8。同时晶圆7会以极低的速度旋转，一是为了避免蚀刻液8被甩出，二是为了给吸嘴61提供回收时间。当控制器3控制阀体64打开时，回收槽62内的蚀刻液8可以通过出液管道进入到喷嘴21中，并从喷嘴21喷向晶圆7上，实现蚀刻液8回收再利用。

作为可选地实施方式，压制件4上设置有多个配合孔44，吸嘴61的个数与配合孔44的个数一致，吸嘴61设置在配合孔44中，所有配合孔44沿安装孔41的周向方向分布，多个吸嘴61均通过吸液管道与回收槽62相连通，多个吸嘴61可以同时工作，可以快速将晶圆7上的蚀刻液8回收。

作为可选地实施方式，蚀刻液供应系统2包括蚀刻液供应源22和控制阀23，蚀刻液供应源22用来盛放蚀刻液8，蚀刻液供应源22与控制阀23通过第一管道相连通，控制阀23与喷嘴21通过第二管道相连通，出液管道的一端与第二管道相连通，出液管道的另一端与回收槽62相连通，控制阀23与控制器3相连接，控制器3可以控制控制阀23的开启和关闭。

作为可选地实施方式，晶圆承载部件1包括晶圆承载台11、支撑底座12和旋转机构，旋转机构设置在支撑底座12上，晶圆承载台11位于支撑底座12上且晶圆承载台11与旋转机构相连接，旋转机构能驱动晶圆承载台11旋转，晶圆承载台11用于承载晶圆7。

作为可选地实施方式，提升机构5可以为电动推杆机构。

实施例2：

本实用新型提供了一种单片式湿法蚀刻系统的操作方法，包括以下步骤：

步骤A：先将晶圆7固定在晶圆承载台11上，再通过控制器3控制提升机构5推动压制件4向靠近晶圆7的方向移动，直到压制件4移动到指定位置后，控制器3控制提升机构5停止运动；

步骤B：控制器3控制控制阀23开启，蚀刻液供应源22内的蚀刻液8通过喷嘴21喷出，蚀刻液8在压制件4的作用下引流到晶圆7上，接着旋转机构带动晶圆承载台11以设定的第一速度旋转，而晶圆承载台11带动晶圆7旋转，晶圆7在旋转的过程中，压制件4上的搅液块43能使蚀刻液8平铺在晶圆7上；

步骤C：当蚀刻液8均匀铺满在晶圆7上后，控制器3控制控制阀23关闭，蚀刻液8在设定时间内蚀刻晶圆7；

步骤D：蚀刻结束后，控制器3控制泵体63开启，同时旋转机构带动晶圆承载台11以设定的第二速度旋转，此时的第二速度比较低，吸嘴61会将晶圆7上的蚀刻液8吸入到回收槽62中，回收槽62内的蚀刻液8可以留待下次使用；

步骤F：当晶圆7上的蚀刻液8回收完成后，控制器3控制提升机构5推动压制件4向远离晶圆7的方向移动，同时旋转机构停止旋转，取下晶圆7，检查晶圆7的蚀刻效果，若晶圆7的蚀刻效果没有达到预期效果，继续重复步骤A～步骤F；若是晶圆7的蚀刻效果达到预期效果，则蚀刻完成。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种单片式湿法蚀刻系统，其特征在于，包括晶圆承载部件(1)、蚀刻液供应系统(2)、控制器(3)、压制件(4)和提升机构(5)，其中，

所述压制件(4)位于所述晶圆承载部件(1)的上方，所述提升机构(5)与所述压制件(4)相连接，所述提升机构(5)与所述控制器(3)相连接且所述控制器(3)能控制所述提升机构(5)推动所述压制件(4)向靠近或远离所述晶圆承载部件(1)的方向移动，所述蚀刻液供应系统(2)与所述控制器(3)相连接；

所述压制件(4)的中部设置有安装孔(41)，所述蚀刻液供应系统(2)上的喷嘴(21)设置在所述安装孔(41)内，所述压制件(4)的表面上设置有向内凹陷的分液槽(42)，所述分液槽(42)与所述安装孔(41)相连通，所述分液槽(42)的个数为多个，所有所述分液槽(42)沿所述安装孔(41)的周向方向分布。

2.根据权利要求1所述的单片式湿法蚀刻系统，其特征在于，所述压制件(4)的表面上设置有向外突出的搅液块(43)，所述搅液块(43)的个数为多个。

3.根据权利要求1所述的单片式湿法蚀刻系统，其特征在于，所述压制件(4)为圆盘型结构。

4.根据权利要求3所述的单片式湿法蚀刻系统，其特征在于，所述压制件(4)的直径大于或等于晶圆(7)的直径。

5.根据权利要求1所述的单片式湿法蚀刻系统，其特征在于，还包括回收系统(6)，所述回收系统(6)包括吸嘴(61)、回收槽(62)、泵体(63)和阀体(64)，所述吸嘴(61)与所述回收槽(62)通过吸液管道相连通，所述回收槽(62)与所述蚀刻液供应系统(2)通过出液管道相连通，所述泵体(63)设置在所述吸液管道上，所述阀体(64)设置在所述出液管道上，所述泵体(63)和所述阀体(64)均与所述控制器(3)相连接，所述吸嘴(61)设置在所述压制件(4)上。

6.根据权利要求5所述的单片式湿法蚀刻系统，其特征在于，所述压制件(4)上设置有多个配合孔(44)，所述吸嘴(61)的个数与所述配合孔(44)的个数一致，所述吸嘴(61)设置在所述配合孔(44)中。

7.根据权利要求6所述的单片式湿法蚀刻系统，其特征在于，所有所述配合孔(44)沿所述安装孔(41)的周向方向分布。

8.根据权利要求5所述的单片式湿法蚀刻系统，其特征在于，所述蚀刻液供应系统(2)包括蚀刻液供应源(22)和控制阀(23)，所述蚀刻液供应源(22)与所述控制阀(23)通过第一管道相连通，所述控制阀(23)与所述喷嘴(21)通过第二管道相连通，所述出液管道与所述第二管道相连通，所述控制阀(23)与所述控制器(3)相连接。

9.根据权利要求1所述的单片式湿法蚀刻系统，其特征在于，所述晶圆承载部件(1)包括晶圆承载台(11)、支撑底座(12)和旋转机构，所述旋转机构设置在所述支撑底座(12)上，所述晶圆承载台(11)位于所述支撑底座(12)上且所述晶圆承载台(11)与所述旋转机构相连接，所述旋转机构能驱动所述晶圆承载台(11)旋转，所述晶圆承载台(11)用于承载晶圆(7)。

10.根据权利要求1所述的单片式湿法蚀刻系统，其特征在于，所述提升机构(5)为电动推杆机构。

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