HF氣相蝕刻機(jī)VPE系列VPE100、VPE150、VPE200

VPE由反應(yīng)室和蓋子組成。加熱元件集成在蓋子中。它控制待蝕刻基板的溫度。晶片夾緊可以通過兩種方式實(shí)現(xiàn)：晶片可以通過使用夾緊環(huán)進(jìn)行機(jī)械夾緊。擰緊是從設(shè)備的背面進(jìn)行的，該背面永遠(yuǎn)不會與氫氟酸（HF）蒸汽接觸。這3個螺母很容易用防護(hù)手套處理。另一種選擇是靜電夾緊。單個芯片（長度超過10毫米）以及晶片都可以夾在加熱元件上。晶片的背面受到保護(hù)，免受蝕刻。

將液態(tài)HF填充到反應(yīng)室中。反應(yīng)室用蓋子封閉。HF蒸汽在室溫下產(chǎn)生，蝕刻過程自發(fā)開始。蝕刻速率由晶片溫度控制，晶片溫度可在35°C至60°C之間調(diào)節(jié)。

加工后，酸可以儲存在儲器中，以便在可密封的容器中重復(fù)使用。液體轉(zhuǎn)移只需用手柄降低連通的儲液器即可完成。由于重力作用，酸流入儲液罐，可以通過兩個閥門關(guān)閉。通過打開閥門并提起手柄來重新填充反應(yīng)室。酸流入反應(yīng)室。酸可以重復(fù)用于多次蝕刻，直到必須更換為止。VPE系統(tǒng)占地面積小，可以很容易地集成到現(xiàn)有的流箱中。

溫控反應(yīng)室（TRC）
二氧化硅的蝕刻速率隨反應(yīng)室中液體HF的溫度略有變化。HF的溫度取決于潔凈室的環(huán)境溫度。此外，HF在長時間蝕刻過程中會加熱，導(dǎo)致晶片之間的蝕刻速率增加，直到系統(tǒng)穩(wěn)定。
為了穩(wěn)定蝕刻速率，我們有一個帶有溫度控制液體HF的反應(yīng)室。HF的溫度可以通過額外的控制器進(jìn)行調(diào)節(jié)。將HF酸加熱到閾值溫度以上可以在蝕刻過程中保持溫度穩(wěn)定。

MEMS靜摩擦

二氧化硅通常用作微機(jī)械結(jié)構(gòu)的犧牲層。例如，絕緣體上硅(SOI)晶片上的深度反應(yīng)離子蝕刻(DRIE)器件通常在液體氫氟酸(HF)中釋放。在去離子水中沖洗晶片后，水的表面張力破壞了釋放的結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)相互粘附。

靜摩擦的解決方案:含碘的HF蒸汽VPE

在HF蒸汽中蝕刻二氧化硅是一種準(zhǔn)干法。由于HF蒸汽環(huán)境中的濕度，在晶片上存在非常薄的水膜。HF被吸收并蝕刻二氧化硅(SiO₂).在反應(yīng)過程中，產(chǎn)生硅烷和水。硅烷以氣相形式逸出。有趣的是，在這個反應(yīng)中，水起引發(fā)劑的作用，并且是由反應(yīng)過程本身產(chǎn)生的。在加熱襯底時，可以通過控制表面上的水量來調(diào)整蝕刻速率。在4-6微米/小時的蝕刻速率下，大多數(shù)結(jié)構(gòu)可以被釋放而不會粘連。蝕刻進(jìn)度和均勻性如下圖所示。

應(yīng)用示例

• 無靜摩擦MEMS釋放
• 結(jié)構(gòu)細(xì)化
• SOI襯底上結(jié)構(gòu)的無切割釋放
• 蝕刻速率可從0到約30微米/小時調(diào)節(jié)
• 單面氧化硅₂蝕刻(加工過程中背面受到保護(hù))

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