[实用新型]批次型湿法刻蚀设备

说明书

本实用新型提供一种批次型湿法刻蚀设备，包括槽体、供液管路、惰性气体管路、支架及轴承；供液管路一端与刻蚀液源相连通，另一端与槽体相连通；惰性气体管路位于槽体内且位于槽体下部，与惰性气体源相连通，惰性气体管路上设置有进气孔，以向刻蚀液内供应惰性气体，使刻蚀液向上鼓泡；支架位于槽体外，轴承固定于支架上，且惰性气体管路与轴承相连接；当驱动轴承旋转时，轴承带动惰性气体管路移动以改变惰性气体管路的位置。本实用新型在无需设备停机的情况下，工作人员无需进入槽体内，在槽体外部即可对槽体内的惰性气体管路的位置进行调整，以通过改善惰性气体的分布调整刻蚀液分布，提高刻蚀均匀性及设备产出率以及提高职业环境安全性。

技术领域

本实用新型涉及硅晶圆制备技术领域，特别是涉及一种批次型湿法刻蚀设备。

背景技术

晶圆制备过程中，通过刻蚀将在切割及研磨等机械加工过程中产生的深浅不一的损伤层(Damage Layer)去除。因为经过切割、边缘研磨、平面研磨等步骤，会在晶圆表面及边缘产生加工变质层，而刻蚀工艺就是为了避免碎渣等杂质残留在晶圆上。如果晶圆上残存有损伤层，那会极大影响后续的器件制备品质，因此必须去除，而去除损伤层大部分是采用化学刻蚀方法。化学刻蚀中使用KOH,NaOH或HF/HNO3及添加剂，化学刻蚀中主要使用的装置包括喷嘴和刻蚀槽。

酸性刻蚀是刻蚀工艺中的一种，其是各项同性刻蚀，即刻蚀过程中沿各个晶向的刻蚀速率相等。晶圆刻蚀中普遍使用的刻蚀剂主要由HNO3,HF以及添加剂，或由CH3COOH或H3PO和界面活性剂构成。酸性刻蚀实质经过两个阶段，第一阶段是因HNO3的氧化作用在晶圆表面生成氧化膜，第二阶段是HF将氧化膜去除，即HNO3的作用是生成氧化膜而HF是作为溶剂将氧化膜溶解。酸性刻蚀的一般去除量是20～30μm，其决定了晶圆的表面平坦度。如果酸性刻蚀后的平坦度不好的话，对最终产品的品质有直接影响，因此酸性刻蚀后的平坦度及批次型(单批次50片)刻蚀中晶圆间的均匀性是工艺管理中的重要内容。

刻蚀设备的主要构成包括刻蚀槽和清洗槽，刻蚀槽内设置有一次性可传送50片晶圆的槽桶(barrel)，槽底部设置有N2气泡管。为确保表面平坦度的均匀性，所有的化学品组分均需按预定计量供应，为确保晶圆中心和周边的刻蚀量相同，自刻蚀槽底部通过N2气泡管向上鼓泡。底部和孔的距离、孔径、数量等都会对晶圆表面平坦度有决定性影响。

刻蚀工艺中，由于刻蚀槽内结构上的磨损及外部振动等原因，会导致刻蚀剂的流向不均匀，可能会导致刻蚀平坦度下降，为改善此类问题，在刻蚀槽内的刻蚀剂排放以及经去离子水清洗后会派工作人员进到刻蚀槽内对气泡管的位置进行手动调整，调整后到设备重新启动通常需要12小时以上，这期间刻蚀剂中挥发出的有毒性气体可能危害工作人员的健康，同时长时间停机造成设备产出率下降。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种批次型湿法刻蚀设备，用于解决现有的批次型湿法刻蚀设备中，由于刻蚀槽内结构上的磨损及外部振动等原因，会导致刻蚀剂的流向不均匀，可能会导致刻蚀平坦度下降，为改善此类问题，在刻蚀槽内的刻蚀剂排放以及经去离子水清洗后会派工作人员进到刻蚀槽内对气泡管的位置进行手动调整，调整后到设备重新启动通常需要12小时以上，这期间残留的刻蚀剂中挥发出的有毒性气体可能危害工作人员的健康，同时长时间停机造成设备产出率下降等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种批次型湿法刻蚀设备，包括槽体、供液管路、惰性气体管路、支架及轴承；所述供液管路一端与刻蚀液源相连通，另一端与所述槽体相连通，以向槽体内供应刻蚀液体；所述惰性气体管路位于所述槽体内且位于槽体下部，与惰性气体源相连通，惰性气体管路上设置有进气孔，以向刻蚀液内供应惰性气体，从而使刻蚀液向上鼓泡；所述支架位于槽体外，所述轴承固定于所述支架上，且所述惰性气体管路与所述轴承相连接，当驱动所述轴承旋转时，所述轴承带动所述惰性气体管路移动以改变所述惰性气体管路的位置。

可选地，所述惰性气体管路通过连接杆与所述轴承相连接，所述连接杆自所述槽体的底部沿所述槽体的侧壁延伸到所述槽体外部。