[实用新型]一种单片湿法蚀刻工艺的蚀刻液输送装置

说明书

本实用新型目的在于提供一种单片湿法蚀刻工艺的蚀刻液输送装置，包括依次通过输送管路连接的药液槽、循环泵、调温装置、第一节流阀、刻蚀腔和回收阀，回收阀蚀刻液输出端与药液槽的蚀刻液输入端通过输送管路连接，使蚀刻液输送装置形成循环回路，第一节流阀的蚀刻液输出端之后、刻蚀腔的蚀刻液输入端之前，设有连接至药液槽的回流管路，回流管路的蚀刻液输入端管路从上方接入第一节流阀的蚀刻液输出端之后的输送管路，并在第一节流阀的蚀刻液输出端与刻蚀腔的蚀刻液输入端之间设有第二节流阀。本实用新型确保药液槽内的温度稳定，减少进入刻蚀腔的气泡，保证工艺流量，保证蚀刻速率的稳定，使湿法蚀刻硅更加均匀，提高湿法蚀刻硅厚度的可控性。

技术领域

本实用新型涉及半导体设备制造领域，特别涉及一种单片湿法蚀刻工艺的蚀刻液输送装置。

背景技术

在半导体制造工艺中，图像传感器为了得到较高的灵敏度采用背面照度像素技术BSI(Back side illumination)；目前，背照式传感器(BSI-CMOS)使用单晶硅片或者基片为重掺杂的外延片进行CIS(CMOS image sensor)的芯片制造。

背面处理通常包括背面减薄，表面注入，掺杂激活，表面钝化等工艺。BSI背面减薄工艺采用晶面背面的晶硅湿法蚀刻，例如使用碱性化学品刻蚀硅基板的背面，一般地，湿法刻蚀的速率直接影响着晶圆背面的硅剩余厚度的均匀性以及背面硅表面粗糙度，而湿法刻蚀的蚀刻速率与蚀刻液的温度、浓度有关。

现有技术的蚀刻液采用循环的使用方式，具体过程如下：先用循环泵将药液槽中的蚀刻液抽出运送至调温装置中加热，加热后经管路流入刻蚀腔，最后蚀刻液回流至药液槽中实现蚀刻液的循环。该循环方式存在以下缺点：随着蚀刻液的回流，药液槽中的温度会降低，这将导致调温装置功率的增加，进一步导致进入刻蚀腔的蚀刻液温度波动变大，从而导致刻蚀速率波动变大，最终导致湿法刻蚀后的硅剩余厚度的均匀性以及表面粗糙度无法满足BSI的要求，同时这种循环方式进入刻蚀腔的蚀刻液气泡也相对较多。所以，必须采用新的蚀刻液输送装置控制蚀刻液的温度及进入刻蚀腔的气泡含量，确保湿法蚀刻后硅厚度的可控性、均匀性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种新型的蚀刻液输送装置，可以减小蚀刻液温度的波动，减少进入刻蚀腔中蚀刻液的气泡含量。

基于上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种单片湿法蚀刻工艺的蚀刻液输送装置，包括依次通过输送管路连接的药液槽、循环泵、调温装置、第一节流阀、刻蚀腔和回收阀，所述回收阀的蚀刻液输出端与药液槽的蚀刻液输入端通过输送管路连接，使所述蚀刻液输送装置形成循环回路，所述第一节流阀的蚀刻液输出端之后、刻蚀腔的蚀刻液输入端之前，设有连接至药液槽的回流管路，使所述蚀刻液从所述回流管路回流到药液槽，确保药液槽内的温度稳定。

为了减少进入刻蚀腔中的气泡，所述回流管路的蚀刻液输入端管路从上方接入所述第一节流阀的蚀刻液输出端之后的输送管路；优选的，所述回流管路的蚀刻液输入端管路与第一节流阀的蚀刻液输出端管路是相互垂直的；同时，为了控制回流蚀刻液的流量，该装置在所述回流管路上可设有回流节流阀。

所述蚀刻液输送装置在所述调温装置与第一节流阀之间设有连接至药液槽的循环管路；优选的，循环管路的蚀刻液输入端管路与调温装置的蚀刻液输出端管路是相互垂直的，所述循环管路上设有自循环节流阀，所述循环管路与自循环节流阀配合，在非工艺需求时，自循环节流阀开启，将蚀刻液自循环至药液槽。

为了进一步控制蚀刻液输送管中的工艺流量，在所述回流管路与第一节流阀输出端连接点之后、在刻蚀腔的蚀刻液输入端之前，设有第二节流阀；同时，在所述第二节流阀的蚀刻液输出端与刻蚀腔的蚀刻液输入端之间设有回吸阀，在工艺结束时，防止管路中残余的蚀刻液由于重力作用下滴落在基片上，导致基片的损坏。

所述刻蚀腔的输出端与药液槽的输入端之间还设有排液阀，用于解决蚀刻液排放的问题。此外，所述调温装置具有冷却或加热功能。