[发明专利]一种双控温氢氟酸气相刻蚀装置

说明书

技术领域

本发明涉及双控温氢氟酸气相刻蚀装置，特别是一种对反应体和硅片衬底的温度分别可控的刻蚀装置。

背景技术

在半导体器件的制造过程中，硅片表面图形的形成主要依靠光刻和刻蚀两大模块。光刻的目的是在硅片表面形成所需的光刻胶图形，刻蚀则紧接其后精确地将光刻胶的图形转移到衬底或衬底上的薄膜层上。一般来说刻蚀包括干法刻蚀和湿法刻蚀两种主要刻蚀方法。干法刻蚀就是利用气体放电产生等离子来进行薄膜移出的刻蚀技术，其缺点是产生刻蚀损伤且价格昂贵。而湿法刻蚀是传统考试方法，就是把硅片浸泡在一定的化学试剂或试剂溶液中，使没有被抗蚀剂掩蔽的那一部分薄膜表面与试剂发生化学反应而被除去，其缺点是化学反应的各向异性较差，而且刻蚀后薄膜和微结构存在残余应力从而导致薄膜和微结构粘连在一起。为了解决了这个问题，在1998年第64期的《Sensors and Actuators A》上27到32页中的《Characterization of anhydrous HF gas-phase etching with CH3OH for sacrificial oxideremoval》一文中，Jong Hyun Lee等人设计搭建了一种用于氢氟酸气相刻蚀的装置。

如图1所示Jong Hyun Lee等人设计的装置结构包括反应腔、气体输送系统、真空排气、质谱仪和主控制器。反应腔由铝制成，表面覆盖一层防腐蚀的聚四氟乙烯膜。氟化氢和其他气体通过质量流控制器后再通过喷头进入反应腔。可以加热途中粗线部分降低凝结程度。无水氟化氢的流速由质量流控制器控制，其他气体(如甲醇或者异丙醇)通过注射氮气载体进入扩散器来控制。针型阀控制扩散器的气压，干燥泵用来保护铝制反应腔免受腐蚀性气体腐蚀。质谱仪用来定量分析气体含量并观察刻蚀过程中的副产品。但是此装置由几大部分搭建而成，过于复杂。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术存在的不足和缺陷，提供一种体积小、结构简单，便于操作的双控温氢氟酸气相刻蚀装置。

本发明的技术方案如下：

一种双控温氢氟酸气相刻蚀装置，其特征在于：该装置含有支架、反应腔体、设置在反应腔体内的样品台、控温液体腔室、加热装置以及控制显示装置；所述的反应腔体由反应腔体上盖和球状壁两部分组成；所述的控温液体腔室上设有传输通道，所述的样品台通过传输管道与控温液体腔室相连通；所述的加热装置由分别设置在反应腔室和控温液体腔室下部的反应腔加热装置和控温液体腔加热装置组成；所述的控制显示装置由反应腔体控制显示装置和控温液体腔室控制显示装置组成；反应腔体上盖通过反应腔转轴与所述的支架和球状壁铰链，控温液体腔室通过控温液体腔转轴与所述的支架铰链。

本发明所所述的加热装置采用电热套。

本发明具有以下优点及突出性效果：本发明由于可以对反应腔体和控温液体腔室分别加热，能同时控制反应气体参数和样品上本地工作温度，从而有效和灵活地控制和选择氢氟酸气相刻蚀速度和刻蚀质量，满足特殊结构的微米纳米加工要求。同时由于反应腔体通过反应腔转轴打开，样品台和控温液体腔室可以绕控温液体腔转轴旋转，因此，具有结构简单，操作方便等优点。

附图说明

图1为现有技术的氢氟酸气相刻蚀装置的结构示意图。

图2为本发明提供的双控温氢氟酸气相刻蚀装置实施例的剖视图。

图中：1-反应腔盖；2-反应腔体；3-反应腔转轴；4-样品台；5-控温液体腔室；6-控温液体腔转轴；7a-反应腔体加热装置；7b-控温液体腔室加热装置；8a-反应腔体控制显示装置；8b-控温液体腔室控制显示装置；9-支架；10-控温液体腔室盖。

具体实施方式

下面结合附图，进一步详细说明本发明的具体结构、工作原理和工作过程。

参见图2。本发明的氢氟酸气相刻蚀装置包括含有支架9、反应腔体2、设置在反应腔体内的样品台4、反应腔体上盖1、控温液体腔室5、加热装置以及控制显示装置；所述的控温液体腔室5上设有传输通道，所述的样品台4通过传输管道与控温液体腔室5相连通；所述的加热装置由分别设置在反应腔和控温液体腔下部的反应腔加热装置7a和控温液体腔加热装置7b组成；反应腔上盖通过反应腔转轴3与所述的支架铰链，控温液体腔室5通过控温液体腔转轴6与所述的支架铰链；所述的控制显示装置由反应腔体控制显示装置8a和控温液体腔室控制显示装置8b组成。