一种用于湿法刻蚀的喷嘴、湿法刻蚀设备的制作方法

本发明涉及半导体刻蚀设备领域，特别涉及一种用于湿法刻蚀的喷嘴、湿法刻蚀设备。

背景技术：

刻蚀是半导体制造领域中的非常重要的工艺，湿法刻蚀是利用刻蚀溶液与待刻蚀材料发生化学反应，去除需要刻蚀掉的部分，从而在待刻蚀材料上形成特定图案的结构。

在湿法刻蚀中，晶片放置在反应腔体内，通过喷嘴的移动，从喷嘴中喷出刻蚀溶液的液体柱到晶片的表面上，刻蚀液体与晶片表面的材料发生化学反应，刻蚀去除不需要的材料，进而形成所需结构。在湿法刻蚀中，经常会碰到的问题是，晶片中心和晶片边缘形成的结构的形貌有所差异，这主要是由于晶片中心和晶片边缘的刻蚀率差异造成的，刻蚀率差异会导致晶片良率受到影响。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种用于湿法刻蚀的喷嘴、湿法刻蚀设备，增大喷嘴喷淋刻蚀溶液的范围，改善晶片内刻蚀率的差异。

为实现上述目的，本发明有如下技术方案：

一种用于湿法刻蚀的喷嘴，包括：

本体，所述本体的一端设置有进液口，另一端设置有出液面；

所述进液口为桶状，所述进液口的开口端与刻蚀液体传输端连接，所述进液口的底面上设置有间隔排布的第一通孔；

所述出液面上设置有间隔排布的第二通孔，所述第二通孔与第一通孔一一对应，所述第一通孔与第二通孔之间为连接管道，沿所述出液面的中轴线至边缘方向上，所述连接管道与出液面的夹角依次减小。

可选地，所述本体为一体结构，所述进液口以及连接管道成型于本体中。

可选地，所述本体的材料为pfa或pvdf。

可选地，所述本体为壳体，所述进液口固定于所述壳体的一端，所述连接管道为传输直管。

可选地，所述进液口和所述传输直管的材料为pfa或pvdf。

可选地，所述第一通孔和第二通孔呈同心圆排布。

可选地，所述第一通孔和第二通孔呈阵列排布。

可选地，最外侧的所述连接管道与出液面的夹角的范围为45-60°。

一种湿法刻蚀设备，采用上述任一喷嘴。

本发明实施例提供的用于湿法刻蚀的喷嘴、湿法刻蚀设备，喷嘴的进液口为桶状，所述进液口的开口端与刻蚀液体传输端连接，所述进液口的底面上设置有间隔排布的第一通孔；所述出液面上设置有间隔排布的第二通孔，所述第二通孔与第一通孔一一对应，所述第一通孔与第二通孔之间为连接管道，沿所述出液面的中轴线至两边方向上，所述连接管道与出液面的夹角依次减小。这样，使得从喷嘴中喷出的液体呈发射状，到达晶片表面的刻蚀液体的范围增大，尤其是在晶片边缘时，利于刻蚀液体的及时补充，保证晶片中心和晶片边缘的刻蚀率的一致性，从而，提高晶片的良率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了现有技术中晶片内刻蚀形貌差异的曲线示意图；

图2示出了现有技术中晶片内刻蚀速率差异的曲线示意图；

图3示出了根据本发明实施例用于湿法刻蚀的喷嘴的结构示意图；

图4和图5示出了根据本发明实施例喷嘴的仰视结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

正如背景技术中的描述，在湿法刻蚀中，晶片放置在反应腔体内，通过喷嘴的移动，从喷嘴中喷出刻蚀溶液的液体柱到晶片的表面上，刻蚀液体与晶片表面的材料发生化学反应，刻蚀去除不需要的材料，进而形成所需结构。在湿法刻蚀中，经常会碰到的问题是，晶片中心和晶片边缘形成的结构的形貌有所差异，这主要是由于晶片中心和晶片边缘的刻蚀率差异造成的，刻蚀率差异会导致晶片良率受到影响。

在发明人解决该问题的过程中，对刻蚀形貌和刻蚀速率进行了统计研究，如图1和图2所示，晶片内刻蚀形貌差异的曲线示意图以及晶片内刻蚀速率差异的曲线示意图，可以看到在晶片中心区域被刻蚀掉的材料的厚度要大于晶片边缘区域被刻蚀掉的材料的厚度，这与晶片中心的刻蚀速率大于晶片边缘的刻蚀速率有关，参考图2所示。发明人对刻蚀速率的差异进行了研究，发现在刻蚀过程中，由于喷嘴移动位置的限制，喷嘴在移动时并不能到达晶片的最边缘处，这样，晶片边缘的刻蚀溶液并不能及时补给，使得晶片中心和晶片边缘的刻蚀率有所差异。

为此，本发明提出一种用于湿法刻蚀的喷嘴，参考图3所示，包括：本体10，所述本体10的一端101设置有进液口20，另一端设置有出液面102；

所述进液口20为桶状，所述进液口20的开口端与刻蚀液体传输端连接，所述进液口20的底面上设置有间隔排布的第一通孔301；

所述出液面102上设置有间隔排布的第二通孔302，所述第二通孔302与第一通孔301一一对应，所述第一通孔301与第二通孔302之间为连接管道30，沿所述出液面102的中轴线至边缘方向上，所述连接管道30与出液面102的夹角依次减小。

在本发明中，进液口20的底面上设置有通孔301，出液面102上也设置有通孔302，二者之间为连接管道30，同时，从出液面102的中心至出液面的边缘方向，连接管道30与出液面102的夹角依次减小，使得连接管道30由出液面102中心向两边呈发散状，这样，刻蚀液体可以沿着连接管道30的方向呈发射状喷射，增大喷嘴喷淋刻蚀溶液的范围，即使喷嘴不能移动到晶片的最边缘处，也可以保证刻蚀液体喷射到晶片的边缘处，保证了晶片边缘处刻蚀液体的及时补给，改善晶片内刻蚀率的差异。

实施例一

在本发明一些实施例中，参考图3所示，本体10可以为一体结构，材料为适用于湿法刻蚀，要耐酸碱腐蚀，例如可以为pfa(聚全氟烷氧基树脂)或pvdf(聚偏氟乙烯)，进液口和连接管道都可以一体成型在本体内，优选地，本体为上端直径小、下端直径大的圆台，圆台的上端设置进液口，下端为出液面。

进液口20可以为桶状，进液口包括开口端和底面，开口端用于连接刻蚀溶液的传输管道，从开口端流入刻蚀溶液，进液口至出液面之间为连通的连接管道30，连接管道30用于进液的第一通孔301在开口端20的底面上，出液的第二通孔302在出液面102上，第一通孔301和第二通孔302为一一对应设置，一个第一通孔301对应一个相应的第二通孔302，二者之间为连通的管道，也就是连接管道30，从出液面的中轴线至边缘，连接管道30与出液面102的夹角依次减小，也就是说，连接管道呈发散分布。

优选地，第一通孔301所在的开口端的底面和出液面沿同一中轴线设置，且第一通孔301和第二通孔302呈相同的排布，参考图4和图5所示，例如可以为同心圆排布或阵列排布，第二通孔302之间的间隔可以小于第一通孔301之间的间隔，这样，第一通孔301和第二通孔302之间的连接管道呈规律的发散分布。

更优地，最外侧的所述连接管道与出液面的夹角的范围为45-60°，可以保证最外侧的刻蚀液体更有利的喷出，充分保证晶片边缘处可以喷淋到刻蚀液体。

实施例二

在本发明另一些实施例中，参考图3所示，喷嘴为非一体成型的结构，包括本体10、进液口20和传输直管30，本体10为壳体，壳体10的一端固定有进液口20，另一端设置有出液面102，优选地，壳体10为上端直径小、下端直径大的圆台桶，上端101固定有进液口20，下端102为出液面。

进液口20为桶状，进液口20包括开口端和底面，开口端用于连接刻蚀溶液的传输管道，从开口端流入刻蚀溶液，进液口的开口端与刻蚀液体传输端连接，进液口的底面上设置有间隔排布的第一通孔301，出液面上设置有间隔排布的第二通孔302，第一通孔301和第二通孔302为一一对应设置，一个第一通孔301对应一个相应的第二通孔302，所述第一通孔301与第二通孔302之间固定连接有连接管道30，用于刻蚀溶液的传输。

同上实施例，进液口20和传输直管30的材料适用于湿法刻蚀，要耐酸碱腐蚀，例如可以为pfa(聚全氟烷氧基树脂)或pvdf(聚偏氟乙烯)。

优选地，第一通孔301所在的开口端的底面和出液面102沿同一中轴线设置，且第一通孔301和第二通孔302呈相同的排布，参考图4和图5所示，例如可以为同心圆排布或阵列排布，第二通孔302之间的间隔可以小于第一通孔301之间的间隔，这样，第一通孔301和第二通孔302之间的连接管道30呈规律的发散分布。更优地，最外侧的所述连接管道与出液面的夹角的范围为45-60°，可以保证最外侧的刻蚀液体更有利的喷出，充分保证晶片边缘处可以喷淋到刻蚀液体。

以上对本发明实施例的喷嘴的结构进行了详细的描述，上述的喷嘴应用于湿法刻蚀设备中，在进行湿法刻蚀时，刻蚀液体通过传输管道进入进液口，通过发散状的连接管道从出液口，喷射至晶片表面，从喷嘴中喷出的液体呈发射状，到达晶片表面的刻蚀液体的范围增大，尤其是在喷嘴移动到晶片边缘时，利于刻蚀液体的及时补充，保证晶片中心和晶片边缘的刻蚀率的一致性，从而，提高晶片的良率。

以上对本发明实施例进行了详细的描述。上述的干燥喷嘴应用于湿法刻蚀设备中，在进行湿法刻蚀以及清洗之后，干燥气体从气源通过气管传输至该干燥喷嘴，进一步进行温度控制后，喷至晶片表面，达到晶片表面干燥的目的。通过该干燥喷嘴，实现气体温度的精确控制，从而达到干燥工艺的要求，提高晶片良率。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何的简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。