r>[0033]工藝腔的輸入端通過管道連接脫水裝置的輸出端，脫水處理后的氟化氫氣體輸送到工藝腔內(nèi)。
[0034]步驟S5:氟化氫氣體作為刻蝕劑在工藝腔內(nèi)進(jìn)行氣相刻蝕反應(yīng)，并使工藝腔內(nèi)保持低壓狀態(tài)以使反應(yīng)生成的水以氣態(tài)形式存在。
[0035]如圖2所示，真空系統(tǒng)連接工藝腔，在向工藝腔輸入氟化氫氣體之前，真空系統(tǒng)對工藝腔抽真空，通過一自動(dòng)壓力控制器(未圖示)控制工藝腔內(nèi)的氣壓，使工藝腔內(nèi)的氣壓保持在較低的設(shè)定值(一般低于50torr)，在該設(shè)定值，供應(yīng)至工藝腔的氣體以及氟化氫氣體與二氧化硅反應(yīng)的生成物水均以氣態(tài)的形式存在于工藝腔中，避免發(fā)生粘連。
[0036]在一個(gè)實(shí)施例中，在氣相刻蝕的初始階段，也就是在將氟化氫氣體通入工藝腔內(nèi)之前，先向工藝腔內(nèi)輸入未經(jīng)脫水處理的氣態(tài)的氫氟酸(氟化氫氣體和水蒸汽的混合氣體)，氣態(tài)的氫氟酸中含有的一定量的水蒸汽以及氟化氫氣體與二氧化硅反應(yīng)生成的水(以氣態(tài)的形式存在于工藝腔中)作為氟化氫氣體與二氧化硅反應(yīng)的催化劑，能夠促進(jìn)氟化氫氣體(HF氣體)與二氧化硅快速反應(yīng)。工藝腔104內(nèi)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)(刻蝕反應(yīng))如下:
[0037]4HF+Si02==SiF4 (氣)+2H20 (氣)
[0038]工藝腔內(nèi)的氣相刻蝕反應(yīng)進(jìn)行一時(shí)間段后，停止向工藝腔內(nèi)輸入未經(jīng)脫水處理的氣態(tài)的氫氟酸，接著將從氣態(tài)的氫氟酸中分離出的氟化氫氣體通入工藝腔內(nèi)以進(jìn)行氣相刻蝕反應(yīng)。
[0039]在一個(gè)實(shí)施例中，在將氟化氫氣體通入工藝腔內(nèi)的同時(shí)，向工藝腔內(nèi)輸入催化性氣體，工藝腔內(nèi)的氣相刻蝕反應(yīng)進(jìn)行一時(shí)間段后，停止向工藝腔內(nèi)輸入催化性氣體。該催化性氣體為水蒸汽或酒精氣體。其目的在于，在氣相刻蝕的初始階段，向工藝腔內(nèi)輸入催化性氣體能夠促進(jìn)氟化氫氣體(HF氣體)與二氧化硅快速反應(yīng)。
[0040]步驟S6:氣相刻蝕反應(yīng)結(jié)束。
[0041]在向工藝腔供應(yīng)氟化氫氣體之前和氣相刻蝕工藝結(jié)束之后，較佳的，可以通過向工藝腔充入氮?dú)庠賹に嚽怀檎婵?，如此反?fù)數(shù)次以凈化工藝腔。
[0042]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提出的低壓氣相刻蝕方法具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0043]1.本發(fā)明將高濃度的液態(tài)的氫氟酸作為反應(yīng)物原料，并通過物理方法將其汽化、冷凝，分離出氟化氫氣體以供刻蝕二氧化硅，與直接采用氟化氫氣體作為反應(yīng)物原料相比，所需成本更低，且更安全。
[0044]2.本發(fā)明通過自動(dòng)壓力控制器控制工藝腔內(nèi)的氣壓，使工藝腔內(nèi)的氣壓保持在較低的設(shè)定值，在該設(shè)定值，供應(yīng)至工藝腔內(nèi)的氣體與反應(yīng)生成物水均以氣態(tài)的形式存在于工藝腔中，避免發(fā)生粘連。
[0045]3.本發(fā)明在氣相刻蝕的初始階段向工藝腔通入氟化氫氣體和水蒸汽的混合氣體，水蒸汽作為催化劑，能夠促使氟化氫氣體與二氧化硅的快速反應(yīng)，提高反應(yīng)速率。
[0046]4.本發(fā)明的氣相刻蝕反應(yīng)是在氣態(tài)下進(jìn)行的，反應(yīng)物是以分子態(tài)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，因此,可以對更微細(xì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行刻蝕,例如NEMS或者納米級的IC線路制作等。
[0047]綜上所述，本發(fā)明通過上述實(shí)施方式及相關(guān)圖式說明，己具體、詳實(shí)的揭露了相關(guān)技術(shù)，使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以據(jù)以實(shí)施。而以上所述實(shí)施例只是用來說明本發(fā)明，而不是用來限制本發(fā)明的，本發(fā)明的權(quán)利范圍，應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求來界定。至于本文中所述元件數(shù)目的改變或等效元件的代替等仍都應(yīng)屬于本發(fā)明的權(quán)利范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種低壓氣相刻蝕方法,包括: 以液態(tài)氫氟酸作為原料輸送至汽化裝置； 液態(tài)氫氟酸經(jīng)汽化后成為氟化氫氣體和水汽的混合氣體； 將混合氣體經(jīng)過脫水處理后分離出氟化氫氣體； 氟化氫氣體通入工藝腔內(nèi)； 氟化氫氣體作為刻蝕劑在工藝腔內(nèi)進(jìn)行氣相刻蝕反應(yīng)，并使工藝腔內(nèi)保持低壓狀態(tài)以使反應(yīng)生成的水以氣態(tài)形式存在； 氣相刻蝕反應(yīng)結(jié)束。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低壓氣相刻蝕方法，其特征在于，是通過氮?dú)鈱⒁簯B(tài)氫氟酸吹至汽化裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低壓氣相刻蝕方法，其特征在于，通過真空系統(tǒng)對工藝腔抽真空，以使工藝腔保持所需的低壓狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的低壓氣相刻蝕方法，其特征在于，通過自動(dòng)壓力控制器來控制真空系統(tǒng)抽真空的程度。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的低壓氣相刻蝕方法，其特征在于，真空系統(tǒng)控制工藝腔內(nèi)的氣壓低于50torr。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低壓氣相刻蝕方法，其特征在于，對混合氣體的脫水處理通過對混合氣體進(jìn)行冷凝處理，使得其中的水汽冷凝析出變?yōu)橐后w，分離出氟化氫氣體。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低壓氣相刻蝕方法，其特征在于，在向工藝腔供應(yīng)氟化氫氣體之前和氣相刻蝕工藝結(jié)束之后，通過向工藝腔充入氮?dú)庠賹に嚽怀檎婵?，如此反?fù)數(shù)次以凈化工藝腔。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低壓氣相刻蝕方法，其特征在于，在將氟化氫氣體通入工藝腔內(nèi)之前，先向工藝腔內(nèi)輸入未經(jīng)脫水處理的氣態(tài)的氫氟酸，工藝腔內(nèi)的氣相刻蝕反應(yīng)進(jìn)行一時(shí)間段后，停止向工藝腔內(nèi)輸入未經(jīng)脫水處理的氣態(tài)的氫氟酸。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低壓氣相刻蝕方法，其特征在于，在將氟化氫氣體通入工藝腔內(nèi)的同時(shí)，向工藝腔內(nèi)輸入催化性氣體，工藝腔內(nèi)的氣相刻蝕反應(yīng)進(jìn)行一時(shí)間段后，停止向工藝腔內(nèi)輸入催化性氣體。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的低壓氣相刻蝕方法，其特征在于，所述催化性氣體為水蒸汽或酒精氣體。
【專利摘要】本發(fā)明揭示了一種低壓氣相刻蝕方法，包括：以液態(tài)氫氟酸作為原料輸送至汽化裝置；液態(tài)氫氟酸經(jīng)汽化后成為氟化氫氣體和水汽的混合氣體；將混合氣體經(jīng)過脫水處理后分離出氟化氫氣體；氟化氫氣體通入工藝腔內(nèi)；氟化氫氣體作為刻蝕劑在工藝腔內(nèi)進(jìn)行氣相刻蝕反應(yīng)，并使工藝腔內(nèi)保持低壓狀態(tài)以使反應(yīng)生成的水以氣態(tài)形式存在；氣相刻蝕反應(yīng)結(jié)束。本發(fā)明將液態(tài)的氫氟酸作為反應(yīng)物原料，能夠降低工藝成本，且更安全，此外，供應(yīng)至工藝腔內(nèi)的氣體及刻蝕反應(yīng)的生成物均以氣態(tài)的形式存在于工藝腔中，避免發(fā)生粘連。
【IPC分類】C23F1-12, B81C1-00
【公開號】CN104860259
【申請?zhí)枴緾N201410066945
【發(fā)明人】肖東風(fēng), 賈照偉, 王堅(jiān), 王暉
【申請人】盛美半導(dǎo)體設(shè)備（上海）有限公司
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2014年2月26日