一种多晶硅蚀刻设备与蚀刻方法技术

本发明专利技术公开了一种多晶硅蚀刻设备与蚀刻方法，包括：反应腔，用于容纳待蚀刻的多晶硅与蚀刻液；循环管道，使蚀刻液进入反应腔；恒温装置，用于维持蚀刻液温度稳定在10℃以内；搅拌装置，设置于反应腔的下部，用于将多晶硅转动，以防止在多晶硅表面生成附着物。本发明专利技术的蚀刻液使用寿命增长，相对于传统蚀刻液，降低了硝酸，氢氟酸的浓度，解决了成本，减少了环境污染。在低温的情况下，反应更可控制，浓度较低，随着溶液挥发，在3000kg溶液需要随着反应补充溶液变少，浓度更可控制。浓度更可控制。浓度更可控制。

【技术实现步骤摘要】
一种多晶硅蚀刻设备与蚀刻方法


[0001]本专利技术涉及多晶硅的加工，尤其涉及一种多晶硅蚀刻设备与蚀刻方法。

技术介绍

[0002]随着半导体领域的日益增长，晶体位错集群蚀刻的晶界蚀刻或缺陷蚀刻会满足不了在客服端的使用，为了提高自身的生产稳定性和满足客户日益增长的需求。
[0003]然而，目前多晶硅的蚀刻技术反应温度较高(70℃～90℃)，反应时间较长(>20min)，因此为了节约成本，降低反应时间，增加反应速度，增高生产产能，亟需使用一种新的蚀刻工艺与设备。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对半导体行业中多晶硅零部件通过化学蚀刻的工艺将表面附着的不必要的材质去除，并保证多晶硅的整体均匀性，并克服现有技术不足，提供一种高效，提高蚀刻精度，不良率低的技术问题，并通过装置设备配合生产，提高半导体领域中多晶硅零部件的生产工艺连贯性。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种多晶硅蚀刻设备，所述多晶硅蚀刻设备包括：
[0007]反应腔，用于容纳待蚀刻的多晶硅与蚀刻液；
[0008]循环管道，使蚀刻液进入反应腔；
[0009]恒温装置，用于维持蚀刻液温度稳定在10℃以内；
[0010]搅拌装置，设置于反应腔的下部，用于将多晶硅转动，以防止在多晶硅表面生成附着物。
[0011]作为本专利技术的一种优选方案，所述循环管道设置于反应腔的中部，包括多根水平向设置的横管道，设置在横管道端部的竖直向的出液管以及循环泵，所述循环泵设置于反应腔的外侧。
[0012]作为本专利技术的一种优选方案，所述恒温装置包括沿反应腔底部内缘设置的恒温管道与连通外部恒温源的管道。
[0013]作为本专利技术的一种优选方案，所述搅拌装置包括多个传动轮与设置在底部的转动轴，所述传动轮固定在反应腔的内侧，所述转动轴通过传动轮转动。
[0014]作为本专利技术的一种优选方案，所述反应腔的底面设有超声装置，用于剥离多晶硅表面反应的生成物；超声工作的频率为40khz，时间为3min。
[0015]作为本专利技术的一种优选方案，所述反应腔间隔设有清洗箱，所述清洗箱用于容纳去离子水。
[0016]本专利技术还提供了使用上述蚀刻设备的一种多晶硅蚀刻方法，包括以下步骤：
[0017]1)将多晶硅浸泡于氢氟酸溶液中，一段时间后冲淋多晶硅并吹干；
[0018]2)将多晶硅完全浸入蚀刻设备的反应腔中，通入蚀刻液，开启搅拌装置与恒温装
置；
[0019]3)蚀刻完成后，置于去离子水中浸泡清洗；
[0020]4)吹干多晶硅表面。
[0021]作为本专利技术的一种优选方案，步骤1)中，氢氟酸溶液的质量分数为5％
‑
15％，温度为30
‑
50℃，浸泡时间为10
‑
25min。
[0022]作为本专利技术的一种优选方案，步骤2)中，所述蚀刻液按重量分数计包括硝酸20
‑
45％，氢氟酸1
‑
5％，乙酸30
‑
40％与去离子水20
‑
35％。
[0023]作为本专利技术的一种优选方案，步骤2)中，蚀刻温度为9℃，蚀刻时间为3min。
[0024]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0025]1)本专利技术的蚀刻液使用寿命增长，相对于传统蚀刻液，降低了硝酸，氢氟酸的浓度，解决了成本，减少了环境污染。
[0026]2)本专利技术在低温的情况下，反应更可控制，浓度较低，随着溶液挥发，在3000kg溶液需要随着反应补充溶液变少，浓度更可控制。
[0027]3)本专利技术具有保护大型产品的功能，防止产品频繁发生磕碰，并保证所有位置的反应一致性，与溶液的均匀性。
[0028]4)本专利技术节约成本，降低反应时间，增加反应速度，增高生产产能。
附图说明
[0029]图1是本专利技术的示意图。
[0030]图中，1.反应腔；2.循环管道；21.循环泵；22.横管道；23.出液管；3.恒温管道；4.转动轴；41.传动轮；5.超声装置；6.清洗箱。
具体实施方式
[0031]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0032]在本专利技术中，所用到的原料与试剂或者设备均可从市场购得。
[0033]参见图1，本专利技术首先提供了一种多晶硅蚀刻设备，所述多晶硅蚀刻设备包括：反应腔1，用于容纳待蚀刻的多晶硅与蚀刻液；
[0034]循环管道2，设置于反应腔1的中部，包括多根水平向设置的横管道22，设置在横管道22端部的竖直向的出液管23，循环泵21与设置在反应腔1背部的储液罐(图中未示出)，所述循环泵21设置于反应腔1的外侧，横管道22与储液罐(图中未示出)连接，以形成刻蚀液的循环。
[0035]恒温装置，包括沿反应腔1底部内缘设置的恒温管道3与连通外部恒温源的管道，用于维持蚀刻液温度稳定在10℃以内；
[0036]搅拌装置，设置于反应腔1的下部，包括多个传动轮41与设置在底部的转动轴4，所述传动轮41固定在反应腔1的内侧，所述转动轴4通过传动轮41转动，用于将多晶硅转动，以防止在多晶硅表面生成附着物。
[0037]超声装置5，设置在反应腔1的底面，多晶硅浸入反应腔1后，处于超声装置5的上方，用于剥离多晶硅表面反应的生成物，超声工作的频率为40khz，时间为3min。
[0038]本专利技术还可以在反应腔1的旁边设置清洗箱6，用于容纳去离子水，可以方便多晶硅蚀刻完成后进行清洗。
[0039]实施例1
[0040]本实施例公开了多晶硅的蚀刻方法，包括以下步骤：
[0041]1)将多晶硅通过10％的45℃氢氟酸溶液中搅拌20min,目的是去除表面的栅极绝缘层。
[0042]2)通过去离子水将表面冲淋干净。
[0043]3)用氮气将表面吹干，使表面处于洁净干燥的程度
[0044]4)将多晶硅完全侵入蚀刻设备中，蚀刻设备为恒温9℃，时间3min，可以使提拉产品(提拉可以通过机械臂手或者人手的方式)，液体流动，并附加超声功能。其目的是为了去除表面附着物与生成物，使产品表面蚀刻均匀。整体表面形貌和厚度变化可控。这是因“晶粒”边界区域具有较高的化学活性，最容易受离子侵蚀，且随温度增加腐蚀加聚，易导致产品温度过高，形成暴蚀情况，影响产品的尺寸并会产品的使用性能。
[0045]所使用的是多晶硅的蚀刻液，这种蚀刻液反应速度快，同时确保了蚀刻的整体性与均匀性。由硝酸、氢氟酸、乙酸组成，按质量分数计，蚀刻液由30％的硝酸，3％的氢氟酸，37％的乙酸，30％的去离子水混合而成，相对于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多晶硅蚀刻设备，其特征在于，所述多晶硅蚀刻设备包括：反应腔，用于容纳待蚀刻的多晶硅与蚀刻液；循环管道，使蚀刻液进入反应腔；恒温装置，用于维持蚀刻液温度稳定在10℃以内；搅拌装置，设置于反应腔的下部，用于将多晶硅转动，以防止在多晶硅表面生成附着物。2.根据权利要求1所述的一种多晶硅蚀刻设备，其特征在于，所述循环管道设置于反应腔的中部，包括多根水平向设置的横管道，设置在横管道端部的竖直向的出液管以及循环泵，所述循环泵设置于反应腔的外侧。3.根据权利要求1所述的一种多晶硅蚀刻设备，其特征在于，所述恒温装置包括沿反应腔底部内缘设置的恒温管道与连通外部恒温源的管道。4.根据权利要求1所述的一种多晶硅蚀刻设备，其特征在于，所述搅拌装置包括多个传动轮与设置在底部的转动轴，所述传动轮固定在反应腔的内侧，所述转动轴通过传动轮转动。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的一种多晶硅蚀刻设备，其特征在于，所述反应腔的底面设有超声装置，用于剥离多晶硅表面反应的生成物；超声工作的频率为40khz，时间为3min。6.根据权利要求5所述的一种多晶硅蚀刻设备，其特征在于，所述反应腔间隔设有...

【专利技术属性】
技术研发人员：董久琪，丁鼎，陈燕，
申请(专利权)人：杭州睿昇半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：