产品说明

VPE由一个反应室和一个盖子组成。加热元件集成在盖子中。它控制待蚀刻衬底的温度。晶圆夹紧可以通过两种方式实现:晶圆可以通过使用夹紧环进行机械夹紧。拧紧是从仪器的背面进行的，它从不与氟化氢蒸汽接触。3个螺母很容易用防护手套处理。另一种选择是静电箝位。单个芯片(长度超过10毫米)以及晶片可以夹在加热元件上。保护晶片的背面免受蚀刻。

液态氟化氢被充入反应室。反应室用盖子封闭。氟化氢蒸汽在室温下产生，蚀刻过程自发开始。蚀刻速率由晶片温度控制，可从35℃调节至60℃

加工后，酸可以储存在容器中，在可密封的容器中重复使用。液体转移简单地通过用手柄降低连通容器来完成。由于重力作用，酸流入储层，可以通过两个阀门关闭。通过打开阀门并提起手柄来重新填充反应室。酸流入反应室。这种酸可以重复用于多次蚀刻，直到必须更换。

VPE系统占地面积小，可以轻松集成到现有的流量箱中。 

微机电系统的粘贴

二氧化硅通常用作微加工结构的牺牲层。例如，绝缘体上硅(SOI)晶片上的深反应离子蚀刻(DRIE)器件经常在液体氢氟酸(HF)中释放。
在去离子水中冲洗晶片后，水的表面张力破坏了释放的结构或结构相互粘附。

解决办法

在氟化氢蒸气中蚀刻二氧化硅是一种准干法工艺。由于高频蒸汽环境中的湿度，晶片上存在非常薄的水膜。氟化氢被吸收并腐蚀二氧化硅。在反应过程中，生成硅烷和水。硅烷在气相中逸出。有趣的是，在这个反应中，水充当了引发剂，并且是由过程本身产生的。在加热衬底时，可以通过控制表面上的水量来调节蚀刻速率。在4-6微米/小时的蚀刻速率下，大多数结构可以被释放而不会粘附。蚀刻进度和均匀性如下图所示。测试前:含1微米热氧化物的硅片25分钟后:出现典型的环。相同颜色的大的内部部分表示30分钟后的均匀蚀刻:留下一些氧化物。35分钟后:晶片直径的80 %上的所有氧化物被去除。

蚀刻进度和均匀性如下图所示。

测试前: 具有1微米热氧化物的硅晶片	25分钟后: 典型的戒指出现了。相同颜色的内部大部分表示均匀蚀刻
30分钟后: 留下一些氧化物	35分钟后: 晶片直径的80 %上的所有氧化物被去除

应用

摘要

-无粘性微机电系统释放
-结构变薄
SOI衬底上结构的无切割释放
-蚀刻速率从0到约30米/小时可调
-单面二氧化硅蚀刻(工艺过程中背面受到保护)

梳状驱动结构的释放

相邻梳齿之间有1米间隙的梳齿驱动器的自由释放(图片来源:伊多努斯萨尔)

	光学微机电系统的无切割释放 智能双面深反应离子蚀刻使晶圆级芯片免切割释放成为可能(图片来源:纳沙泰尔IMT大学)
	结构细化 连续氧化和高频VPE能够制造亚微米直径的扭转梁
	光子带隙 薄牺牲层上的纳米膜很容易释放(图片来源:纳沙泰尔大学IMT)
	岛屿结构 定时蚀刻允许制造仅由剩余二氧化硅悬浮的岛状结构(亮)。较暗的结构被释放。(图片来源:纳沙泰尔IMT大学)
	薄膜应用 在1米热二氧化硅上释放0.5米厚的多晶硅光束:光束的宽度为10米，长度从100米到500米不等(图片来源:伊多努斯萨尔)
	小开口的蚀刻速率 这些孔被干蚀刻到0.5米的多晶硅上，多晶硅沉积在1米的热二氧化硅上。牺牲二氧化硅的蚀刻速率取决于开口的直径。小开口既没有发生粘连，也没有发生“不良润湿”(液体不会扩散到小孔中)。(图片来源:伊多努斯萨尔)
	铝结构 二氧化硅上的铝结构可以被释放。铝悬臂中的高应力导致强烈的卷曲。0.5m厚的铝层沉积在1 m厚的热二氧化硅上。(图片来源:伊多努斯萨尔)