湿法蚀刻设备及湿法蚀刻方法

1.本发明涉及半导体制造技术领域，具体涉及湿刻技术，特别是涉及一种湿法蚀刻设备及湿法蚀刻方法。


背景技术：

2.集成电路是信息产业的基础，而集成电路制造是集成电路产业的重要一环。在半导体制造中，湿法蚀刻是常用的去除基板上硅、氧化硅或氮化硅化合物等介电材料的制程。基板上的硅和/或其无机化合物材料在蚀刻液中腐蚀的机理差异较大，因此蚀刻液的使用寿命受众多因素影响。其中，蚀刻液中的蚀刻产物浓度的上升是影响蚀刻液使用寿命的最重要因素之一。如何去除蚀刻液中蚀刻产物，延长蚀刻液使用寿命，降低成本，节约资源和提高生产效率是重要课题。衬底上的硅和/或其无机化合物材料在蚀刻液中的蚀刻产物之一均为含硅元素化合物，下面简称硅化合物。本发明通过吸附物质与蚀刻产物硅化合物发生作用，将蚀刻产物硅化合物吸附于吸附物质上，以达到去除蚀刻产物硅化合物的目的，可有效延长蚀刻液使用寿命以降低成本，以及减少更换蚀刻液的操作以提高生产效率。
3.以氮化硅材料的湿法蚀刻为例，氮化硅的湿法蚀刻常用含磷酸的蚀刻液进行腐蚀，发生的化学反应方程式如下：
4.3si3n4+4h3po4+36h2o＝4(nh4)3po4+9si(oh)4，
5.其中，磷酸主要起催化的作用，消耗量较少，与氮化硅反应的主要的物质成分为水。随着氮化硅蚀刻反应的进行，磷酸蚀刻液中氮化硅的蚀刻产物硅化合物si(oh)4含量上升，当si(oh)4浓度上升至超过一定溶解度时，可能会导致氮化硅蚀刻反应逐渐停止并在基板上出现氧化硅颗粒等问题，对产品的良率造成重大不良影响。
6.以氧化硅薄膜的湿法蚀刻为例，常用的蚀刻液为稀释的氢氟酸溶液(dhf)或者为缓冲氧化物蚀刻液(boe)，其中基本的化学反应方程式如下：
7.sio2+6hf＝h2sif6+3h2o
8.以硅的湿法蚀刻为例，硅的各向同性湿法蚀刻是用硝酸、氢氟酸与水的混合溶液，基本的化学放方程式如下：
9.si+hno3+6hf＝h2sif6+hno2+h2o+h2↑
10.硅的各向异性湿法蚀刻使用的是碱类物质，比如koh，其中基本化学反应方程式如下：
11.si+4h2o＝si(oh)4+2h2↑
12.上述蚀刻产物都含有硅化合物，均随着蚀刻反应的进行进入蚀刻液中。随着硅和/或其无机化合物材料在蚀刻液中的腐蚀工艺的进行，蚀刻液中的硅化合物含量逐渐上升，当上升至一定浓度时，可能会出现硅化合物沉淀，影响蚀刻效果。
13.针对上述问题，目前还没有有效的解决的方法，只能部分或全部更换新鲜的蚀刻液以降低蚀刻液中硅化合物的浓度，之后才能继续处理下一批基板。这样导致蚀刻液使用寿命短、用量大、资源浪费、成本高及生产效率低下，且大量的废液排放造成环境污染等问
题。
14.虽然业界一直致力于去除蚀刻液中的蚀刻产物，即硅化合物，以最大程度地发挥蚀刻液的使用寿命，但是硅化合物在蚀刻液中的存在状态复杂，通过加热蚀刻液和加入液体与其反应的处理方法，效率低下，无法有效去除硅化合物。本发明利用吸附模块进行吸附，效率提升明显。


技术实现要素：

15.鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种湿法蚀刻设备及湿法蚀刻方法，用于解决现有技术中，在进行基板上的硅和/或其无机化合物材料的湿法蚀刻工艺时，通过加水、加热液体等方法难以有效去除蚀刻液中的蚀刻产物，即硅化合物，无法实现蚀刻液的循环利用而只能频繁更换蚀刻液，导致蚀刻液使用寿命短、用量大，造成生产成本增加、生产效率低下以及带来环境污染等问题。
16.为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种湿法蚀刻设备，所述湿法蚀刻设备包括蚀刻腔室及吸附模块，所述吸附模块的一端与所述蚀刻腔室的排液口相连通和/或所述吸附模块设置于所述蚀刻腔室内；所述蚀刻腔室收容待处理的基板和蚀刻液，且所述蚀刻液与所述基板接触以蚀刻所述基板上的材料，并产生蚀刻产物硅化合物，其中，所述基板上的所述材料包括硅、氧化硅和氮化硅中的任一种；所述吸附模块设置有吸附剂所述蚀刻腔室中的蚀刻液进入所述吸附模块，蚀刻产物硅化合物被所述吸附模块中的所述吸附剂所去除。
17.可选地，所述吸附剂包括离子交换树脂、氧化铝、氧化锆、氧化钛、氧化硅及有机硅化合物中的任意一种或多种，或上述吸附剂的任意一种或多种的表面基团改性后的物质，其中，基团改性是指采用包括氟基、磺酸基、羧基、环己基、三甲基氨丙基、苯磺酸丙基、乙二胺-n-丙基及上述吸附剂的表面基团中的一种或多种进行改性。
18.可选地，所述吸附剂包括硅、碳化硅、硅酸聚合物、含羟基基团的聚合物，含羧基基团的聚合物及上述吸附剂的任意一种或多种的氟基改性材料。
19.可选地，所述吸附模块还包括过滤单元，通过所述过滤单元防止所述吸附剂流出所述吸附模块。
20.可选地，所述湿法蚀刻设备还包括对所述硅化合物的浓度进行检测的监测模块。
21.可选地，所述湿法蚀刻设备还包括吸附剂的再生模块。
22.可选地，所述湿法蚀刻设备还包括循环管路、泵、过滤器、加热器、换热器、补液模块及自动控制模块中的一种或多种。
23.本发明还提供一种湿法蚀刻方法，包括以下步骤：
24.步骤s1:将基板上的硅、氧化硅或氮化硅材料中的一种或组合暴露于蚀刻液中进行蚀刻工艺，生成蚀刻产物硅化合物；
25.步骤s2：使用吸附剂吸附硅化合物，将所述吸附剂从所述蚀刻液中分离实现所述蚀刻液循环利用。
26.可选地，所述蚀刻液包括含磷酸溶液、含氢氟酸溶液、含四甲基氢氧化铵溶液、含氢氧化钾溶液及含氢氧化钠溶液中的一种或多种。
27.可选地，所述吸附剂包括离子交换树脂、氧化铝、氧化锆、氧化钛、氧化硅及有机硅
化合物中的任意一种或多种，或上述吸附剂的任意一种或多种的表面基团改性后的物质，其中，基团改性是指采用包括磺酸基、羧基、环己基、三甲基氨丙基、苯磺酸丙基、乙二胺-n-丙基及上述吸附剂的表面基团中的一种或多种进行改性。
28.可选地，所述吸附剂包括硅、碳化硅、硅酸聚合物、含羟基基团的聚合物，含羧基基团的聚合物及上述吸附剂的任意一种或多种的氟表面改性材料。
29.可选地，所述吸附剂与所述蚀刻液分离的方法包括过滤、降温及沉淀中的一种或多种。
30.可选地，包括调节所述硅化合物在所述吸附剂表面的吸附以调节所述蚀刻液中所述硅化合物的浓度，其中，调节方法包括调整所述蚀刻液的温度、调整所述蚀刻液的浓度及调整所述吸附剂的温度中的一种或组合。
31.可选地，步骤s2中还包括加入吸附加速剂，所述吸附加速剂包括水、氢氟酸、氟化铵及氟化氢铵中的一种或组合。
32.如上所述，本发明提供的湿法蚀刻设备及湿法蚀刻方法，具有以下有益效果：本发明的湿法蚀刻设备及方法在蚀刻液的循环路径上设置可吸附硅化合物的吸附模块，可以有效降低蚀刻液中的蚀刻产物硅化合物的浓度，延长蚀刻液的使用寿命，降低使用成本及减少因蚀刻液的废液排放带来的环境污染，且可降低更换蚀刻液的频率，有助于提高生产效率。本发明提供的湿法蚀刻方法，有助于提高蚀刻效率和降低蚀刻成本。
附图说明
33.图1至3显示为本发明提供的湿法蚀刻设备于不同实施例中的例示性结构示意图。
34.图4显示为本发明提供的单片式蚀刻腔室的结构示意图。
35.图5示意了本发明湿法蚀刻方法的工艺流程图。
36.元件标号说明
37.11
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
循环管路
38.12
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
吸附模块
39.13
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
泵
40.14
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
过滤器
41.15
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
加热器
42.16
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
阀门
43.17
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
补液模块
44.20
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
蚀刻腔室
具体实施方式
45.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。如在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
46.为了方便描述，此处可能使用诸如“之下”、“下方”、“低于”、“下面”、“上方”、“上”等的空间关系词语来描述附图中所示的一个元件或特征与其他元件或特征的关系。将理解到，这些空间关系词语意图包含使用中或操作中的器件的、除了附图中描绘的方向之外的其他方向。此外，当一层被称为在两层“之间”时，它可以是所述两层之间仅有的层，或者也可以存在一个或多个介于其间的层。
47.在本技术的上下文中，所描述的第一特征在第二特征“之上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。
48.需要说明的是,本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。为使图示尽量简洁，各附图中并未对所有的结构全部标示。
49.本发明提供一种湿法蚀刻设备，所述蚀刻设备包括蚀刻腔室及吸附模块，所述吸附模块的一端与所述蚀刻腔室的排液口相连通和/或所述吸附模块设置于所述蚀刻腔室内；所述蚀刻腔室收容待处理的基板和蚀刻液，且所述蚀刻液与所述基板相接触以蚀刻所述基板上的材料，并产生蚀刻产物硅化合物，其中，所述基板上的所述材料包括硅、氧化硅和氮化硅中的任一种或组合；所述吸附模块设置有吸附剂所述蚀刻腔室中的蚀刻液进入所述吸附模块，蚀刻产物硅化合物被所述吸附模块中的所述吸附剂所去除。
50.需要说明的是，待蚀刻材料硅、氧化硅及氮化硅，可指一般意义上的硅、氧化硅及氮化硅，亦可指掺杂某些元素的上述材料。
51.需要说明的是，刻蚀产物硅化合物一般为溶解于蚀刻液中的化合物。若为非溶解于蚀刻液中的硅化合物，比如说硅化合物的浓度超过在蚀刻液中的溶解度后形成不溶物，则可通过过滤器去除，而为溶解形态的蚀刻产物可通过吸附模块去除。因此，本发明中的蚀刻产物，溶解或非溶解于蚀刻液中的两种形态，均可通过吸附模块去除。
52.接下来，本说明书中将重点以氮化硅蚀刻设备和方法为例对本发明的湿法蚀刻设备进行说明，但所述湿法蚀刻设备和方法的种类及应用并非局限于此。
53.具体地，如图1所示，本发明提供一种湿法蚀刻设备，所述湿法蚀刻设备包括蚀刻腔室20及吸附模块12，所述吸附模块12的一端与所述蚀刻腔室20的排液口相连通。本实施例中，所述吸附模块12位于所述蚀刻腔室20的外部，在其他示例中，所述吸附模块12也可以位于所述蚀刻腔室20内，或者部分所述吸附模块12位于所述蚀刻腔室20内，部分位于所述蚀刻腔室20外。本实施例中示意了所述蚀刻腔室20用于基板上氮化硅材料的湿法蚀刻，所述吸附模块12，或称除硅模块，其中设置有用于吸附氮化硅蚀刻产物硅化合物的吸附物质，自所述蚀刻腔室20中流出的蚀刻中或蚀刻后的氮化硅蚀刻液流经所述吸附模块12，其中的氮化硅材料的蚀刻产物硅化合物被所述吸附模块12去除。
54.基于所述湿法蚀刻设备为氮化硅湿法蚀刻设备，故而所述蚀刻腔室20用于容纳含磷酸的蚀刻液及待蚀刻含氮化硅的基板，以进行氮化硅材料的蚀刻。所述蚀刻腔室20包括蚀刻液排液口与蚀刻液进液口，所述吸附模块12用于吸附氮化硅蚀刻产物硅氧化合物，即使用吸附剂，包括但不限于固体吸附剂，氮化硅蚀刻后的蚀刻液液流经所述吸附模块12，这里的蚀刻液是指含有磷酸的蚀刻液，其中的氮化硅蚀刻产物硅化合物被所述吸附模块12去
除。在进一步的示例中，所述吸附模块12的另一端与所述蚀刻腔室20的进液口相连通，因而经所述吸附模块12去除了硅化合物的磷酸液被重新输送回所述蚀刻腔室20，可实现在线处理，有助于进一步简化设备结构，提高生产效率和降低生产成本。
55.在进一步的示例中，所述湿法蚀刻设备还可以包括循环管路11、泵13、过滤器14、加热器15、补液模块17及自动控制模块中的若干个，比如可以均设置上述结构，或根据需要设置部分，此处不作过分限制。
56.本实施例中，所述循环管路11的一端与所述蚀刻腔室20的排液口相连通，或者说所述吸附模块12经所述循环管路11与所述蚀刻腔室20的排液口相连通，另一端可与所述蚀刻腔室20的进液口相连通，所述吸附模块12、泵13、过滤器14及加热器15均设置在所述循环管路11上，并与所述循环管路11相连通，所述泵13用于提供动力，以促进所述蚀刻液流动，例如促进所述蚀刻液在整个所述循环管路11中的流动，其中，整个所述循环管路11上可以设置不止一个所述泵13，多个所述泵13可以设置在不同的位置，比如所述泵13可设置在排液口和所述吸附模块12之间，还可以设置位于所述吸附模块12和所述过滤器14之间；所述加热器15设置在所述过滤器14与所述蚀刻腔室20的进液口之间，用于向最终输送至所述蚀刻腔室20中的磷酸蚀刻液加热，通过所述补液模块17如补水模块及所述加热器15将磷酸蚀刻液的含水量和温度调至蚀刻工艺所需的含水量和温度，以使最终进入所述蚀刻腔室20内的磷酸蚀刻液的含水量和温度维持在一定范围，目的是使处理后的蚀刻液可直接用于氮化硅的蚀刻，当然根据需要也可不设置所述补液模块17，而直接向所述蚀刻腔室20内补水，此处不作过分限制。
57.所述吸附模块12中设置有用于吸附氮化硅蚀刻产物硅化合物的吸附剂(也可以称之为吸附物质、或称之为除硅物质)，含有氮化硅蚀刻产物硅化合物的蚀刻液流过所述吸附模块12时，硅化合物可吸附于所述吸附剂以降低磷酸蚀刻液中的硅化合物浓度，所述吸附剂可包括固体、液体或凝胶状的吸附剂，其中，所述吸附剂可包括离子交换树脂、氧化铝、氧化锆、氧化钛、氧化硅及有机硅化合物中的任意一种或多种，或上述吸附剂的任意一种或多种的表面基团改性后的物质，其中，基团改性是指采用包括氟基、磺酸基、羧基、环己基、三甲基氨丙基、苯磺酸丙基、乙二胺-n-丙基及上述吸附剂的表面基团中的一种或多种进行改性。
58.作为示例，所述吸附剂可包括硅、碳化硅、硅酸聚合物、含羟基基团的聚合物，含羧基基团的聚合物及上述吸附剂的任意一种或多种材料的氟基改性材料。
59.具体的，所述吸附剂在常温下，比如25℃，可为固体或液体。当所述吸附剂采用固体吸附剂时，固体吸附剂的形态，比如，可为表面改性的、有孔的、为晶态的，或为其他形态。当所述吸附剂采用固体吸附剂时，可包括各种形状，比如片状。当所述吸附剂采用固体吸附剂时，可使用吸附剂材料部分或全部包裹非吸附剂材料构成。作为示例，所述吸附剂可以以如下方式装载于所述吸附模块12中。一，吸附剂放置于所述吸附模块12中，通过在所述吸附模块12中设置不同形状的过滤装置以阻止吸附剂移出所述吸附模块12；二，吸附剂经加工成为不同形状的一体式过滤器结构，该一体式过滤器放置在所述吸附模块12中。
60.作为示例，所述吸附剂可由吸附剂供应模块提供给所述吸附模块，所述吸附剂供应模块与所述吸附模块相连接，在此并未示出。
61.作为示例，所述吸附模块12的工作模式包括连续型与批次型，以分别用于连续和
批次去除蚀刻液中的蚀刻产物硅化合物。具体的，如图1及图2所示，本实施例中示意了一种所述吸附模块12可适用于批次型工作的图示，其中，所述吸附模块12在工作时，通过调节阀门16，如三通阀，可使得管段a段处于关闭状态，当需要对所述吸附模块12进行更换如清洁等操作时，可通过所述阀门16使得管段a段处于打开状态所述管段b段处于关闭状态，以暂停所述吸附模块12的吸附处理过程，且可避免整个蚀刻设备的停滞，待所述吸附模块12可工作时，可再次调节所述阀门16，以使所述管段b段处于开启状态，具体设置可根据需要进行选择。当然所选用的所述吸附模块12也可为连续型工作模式，此时，可参阅图3以去除所述管段a。
62.为避免所述吸附剂从所述吸附模块12中流出，优选所述吸附模块20中还设置过滤单元(未图示)，以通过所述过滤单元过滤所述吸附剂，将所述吸附剂从所述蚀刻液中分离，其中将所述吸附剂从所述蚀刻液中分离的方法可包括过滤、降温、沉淀等方法，且优选所述吸附剂的粒径大于所述过滤单元的过滤精度，以防止所述吸附剂进入循环管路。
63.所述蚀刻腔室20的排液口排出的蚀刻液在所述吸附模块12中进行了硅化合物的去除后，初步处理后的磷酸蚀刻液经所述泵13的助力输送至所述过滤器14中进行进一步的过滤处理，之后经所述补液模块17和加热器15进行补液，如补水，以调整磷酸蚀刻液含水量，并经加热处理达到预设的工艺温度，最后输送回蚀刻腔室。补液模块17也可直接向所述蚀刻腔室20内补充水。因为对硅化合物进行了去除，可以减少蚀刻设备上过滤器的工作量，有助于延长过滤器的使用寿命。
64.在一示例中，所述循环管路11可以直接与所述蚀刻腔室20相连通。
65.作为示例，所述蚀刻腔室20可包括多片式蚀刻腔室或单片式型蚀刻腔室。
66.具体的，如图1～图3中，所述蚀刻腔室20为多片式蚀刻腔室，如槽式，以同时对多个基板进行蚀刻操作，所述蚀刻腔室20和所述吸附模块12之间设置用于收集排放的蚀刻液的外槽，所述蚀刻腔室20也可以同时包括内槽和外槽，内槽例如用于进行氮化硅蚀刻，外槽用于收集循环溢流出的磷酸蚀刻液，使用中的磷酸蚀刻液从内槽中溢流出，被外槽收集后输送至所述循环管路11，经处理后再输送回内槽中。当然根据需要，所述蚀刻腔室20也可采用单片式型蚀刻腔室，如图4所示，以适用于单片处理的需求。
67.本实施例中，所述蚀刻腔室20为循环溢流槽，外槽位于内槽的外侧，所述内槽中溢流出的蚀刻氮化硅后的磷酸蚀刻液排放至所述外槽中，之后输送至所述循环管路11上，处理后的蚀刻液进入内槽蚀刻氮化硅基板。当然，在其他示例中，也可以将外槽设置于内槽的底部，或者所述内槽和外槽也可以放置于完全不同的地方，对此不做严格限制。
68.作为示例，所述吸附模块12可以为单个或多个，当为多个时，多个所述吸附模块12可以全部串联或全部并联，所述吸附模块12还可以部分串联，部分并联，对此不做严格限制。所述湿法蚀刻设备还可以设置所述吸附剂再生模块(未示出)，所述再生模块与所述吸附模块12相连接，比如再生模块包括冲洗管路，当需要对所述吸附模块12进行清洗时，关闭所述吸附模块12两端的控制阀，启动冲洗管路对所述吸附模块12进行清洗，清洗后的废液直接排放。再生模块既可以在需要时进行清洗，也可以在需要时通过引入特殊液体对所述吸附模块12进行活化与再生。
69.在一示例中，如图1所示，所述湿法蚀刻设备还包括用以调节磷酸蚀刻液温度的温度调节模块(未图示)，通过温度调节，可调整所述吸附模块12的吸附效果。所述温度调节模
块可与所述吸附模块12相连接，和/或设置于外槽与所述吸附模块12之间的循环管路11上(即温度调节模块可以为单个或两个以上)。所述温度调节模块可以为换热器，所述换热器可设置于所述蚀刻腔室20的排液口和所述吸附模块12之间的所述循环管路11上，以对所述循环管路11中的磷酸蚀刻液进行控温。当然，在其他示例中，所述温度调节模块也可以直接作用于所述吸附模块12，比如利用控温模块中的加热单元或冷却单元以对所述吸附模块12中的吸附剂进行控温。
70.为精确控制处理后的磷酸蚀刻液的组分配比，提高处理效果，作为示例，所述湿法蚀刻设备还包括监测模块，设置于所述循环管路11或所述吸附模块12上，以对所述循环管路11中的磷酸蚀刻液进行取样分析。所述监测模块可以包括但不限于电感耦合等离子体发射光谱仪及红外光谱，用于检测磷酸蚀刻液中硅化合物的浓度。所述监测模块可以为单个或多个，比如至少为两个，一个设置于所述吸附模块12与外槽之间的所述循环管路11上，一个设置在所述吸附模块12和所述过滤器14之间的所述循环管路11上，以对所述吸附模块12吸附前后的蚀刻液，例如磷酸蚀刻液进行分析。当然，在其他示例中，也可以单独设置取样管路，所述取样管路的两端与所述循环管路11相连接，且所述取样管路的管径远小于所述循环管路11的管径(比如为所述循环管路11管径的四分之一以下)，所述监测模块设置于所述取样管路上，且所述监测模块的前后两端也可以设置取样用的阀门。设置取样管路的好处在于，一是避免因取样影响所述循环管路11中的液体流动，二是小流量的取样管路更便于取样分析。抽取的蚀刻液样品，经过分析模块中的样品处理单元，比如与一定的超纯水混合进行定量稀释，进入分析仪器检测。
71.作为示例，所述湿法蚀刻设备还可以包括流量控制模块(未图示)，可以设置于所述吸附模块12和外槽之间的所述循环管路11上，以实时监测所述循环管路11中的液体流量。所述流量控制模块可以为多个，另外的所述流量控制模块还可以设置在所述加热器15和内槽之间的所述循环管路11上。所述循环管路11还可以包括温度检测模块(未图示)，所述温度检测模块可以设置于所述吸附模块12与外槽(即蚀刻腔室排液口)之间的所述循环管路11上，以实时检测磷酸蚀刻液的温度；或者所述温度检测模块和流量控制模块可以集成为同一个模块而设置于外槽和所述吸附模块12之间的所述循环管路11上。
72.所述过滤器14可为高效过滤器，其数量可以为单个或多个。当所述过滤器14为多个时，多个所述过滤器14可以为串联，或者为并联，或者部分并联，部分串联。优选将多个所述过滤器14并联设置为至少两条管路，以在其中一个流路上的所述过滤器14出现故障时，可及时启用另外一条流路，提高湿法蚀刻设备的稳定性。
73.作为示例，所述湿法蚀刻设备还包括自动控制模块，如控制器，以实现对所述湿法蚀刻设备的自动化控制。所述控制器可与前述的诸如监测模块、加热器等带检测功能的模块电连接，以根据相应的检测结果控制各模块的作业。
74.在另一示例中，如图2所示，所述湿法蚀刻设备为氧化硅蚀刻设备，所述蚀刻腔室20用于容纳氧化硅蚀刻液及待蚀刻的含氧化硅的基板以进行氧化硅蚀刻，所述氧化硅蚀刻设备还包括循环管路11、泵13、过滤器14和监测模块中的一个或多个，优选均包括前述各结构，所述循环管路11一端与所述蚀刻腔室20的排液口相连通，另一端与所述蚀刻腔室20的进液口相连通，所述吸附模块12、泵13、过滤器14和监测模块与所述循环管路相连通。更具体地，在所述蚀刻腔室20的排液口和进液口之间的循环管路上，朝远离排液口的方向依次
设置有所述泵13、吸附模块12和过滤器14，而监测模块为两个，一个设置于所述泵13和吸附模块12之间的所述循环管路11上，一个设置于所述吸附模块12和过滤器14之间的所述循环管路11上，因而可以检测自所述蚀刻腔室20中排放的氧化硅蚀刻后的蚀刻液在流经所述吸附模块12前后的硅化合物的浓度。各模块的功能作用参考前述介绍，出于简洁的目的不赘述。所述氧化硅蚀刻设备同样可以设置自动控制模块如控制器，控制器与前述的监测模块等带有检测功能的模块相连接，以根据各模块的检测结果控制其他模块的作业，提高设备的自动化水平。
75.在另一示例中，如图3所示，所述湿法蚀刻设备为硅蚀刻设备，所述蚀刻腔室20用于容纳硅蚀刻液及待蚀刻的硅基板以进行氧化硅蚀刻，所述硅蚀刻设备还包括循环管路11、泵13、过滤器14、加热模块15和监测模块中的一个或多个，优选均包括前述各结构，所述循环管路一端与所述蚀刻腔室20的排液口相连通，另一端与所述蚀刻腔室20的进液口相连通，所述吸附模块12、泵13、过滤器14、加热器模块15和监测模块与所述循环管路相连通。更具体地，在所述蚀刻腔室20的排液口和进液口之间的循环管路上，朝远离排液口的方向依次设置有所述泵13、吸附模块12、过滤器14和加热器模块15，而监测模块为两个，一个设置于所述泵13和除硅模块12之间的循环管路上，一个设置于所述除硅模块12和过滤器14之间的循环管路上，因而可以检测自所述蚀刻腔室中排放的硅蚀刻后的蚀刻液在流经所述吸附模块12前后的硅化合物的浓度。各模块的功能作用参考前述介绍，出于简洁的目的不赘述。所述硅蚀刻设备同样可以设置控制器，控制器与前述的监测模块等带有检测功能的模块相连接，以根据各模块的检测结果控制其他模块的作业，提高设备的自动化水平。
76.如图1～图3，所述湿法蚀刻设备可以为多片式处理设备，比如槽式，即同时可以对数十片基板进行蚀刻处理，这种蚀刻设备具有蚀刻效率高等优点，传统的多片式湿法蚀刻设备需频繁更换新的蚀刻液，但本发明提供的湿法蚀刻设备因对蚀刻液实现了高效快速的处理，可以有效降低蚀刻液的用量。当然，所述湿法蚀刻设备也可以为单片式处理设备，如图4所示，此种情况下，蚀刻腔室内通常还设置有用于放置基板的载台，处理后的蚀刻液经喷嘴喷洒到所述蚀刻腔室内。本发明的湿法蚀刻设备同时适用于这两种蚀刻方式，都能有效去除蚀刻液中的蚀刻产物硅化合物，有助于提高蚀刻效率和良率，且通过蚀刻液的循环再生利用，有助于降低蚀刻成本、提高设备产出率。
77.本发明还提供一种湿法蚀刻方法，所述湿法蚀刻方法可依上述任一方案中所述的湿法蚀刻设备进行，但并非局限于此，对所述湿法蚀刻设备的介绍还请参考前述内容，出于简洁的目的不赘述。
78.所述湿法蚀刻方法可包括步骤：
79.步骤s1：将基板上的硅、氧化硅或氮化硅材料中的一种或组合暴露于蚀刻液中进行蚀刻工艺，生成蚀刻产物硅化合物；
80.步骤s2：使用吸附剂吸附硅化合物，将所述吸附剂从所述蚀刻液中分离实现所述蚀刻液循环利用。
81.具体的，所述湿法蚀刻方法的流程可参阅图5，其中，所述湿法蚀刻方法可以为硅湿法蚀刻方法、氮化硅湿法蚀刻方法和氧化硅湿法蚀刻方法中的任意一种或组合。
82.需要特别说明的是，蚀刻液中的硅化合物被吸附剂吸附后，一般需要将吸附剂与蚀刻液分离，若不分离，吸附剂会与处理中的基板接触，影响基板表面的品质，比如固体吸
附剂。在特殊情况下，可无需分离吸附剂及蚀刻液，比如吸附剂为液体吸附剂，并且与蚀刻液构成均相体系时，可无需分离。
83.当进行所述湿法蚀刻时，所述蚀刻液可包括含磷酸溶液、含氢氟酸溶液、含四甲基氢氧化铵溶液、含氢氧化钾溶液及含氢氧化钠溶液中的一种或多种。所述吸附剂可包括离子交换树脂、氧化铝、氧化锆、氧化钛、氧化硅及有机硅化合物中的任意一种或多种，或上述吸附剂的任意一种或多种的表面基团改性后的物质，其中，基团改性是指采用包括磺酸基、羧基、环己基、三甲基氨丙基、苯磺酸丙基、乙二胺-n-丙基及上述吸附剂的表面基团中的一种或多种进行改性。如所述吸附剂可包括硅、碳化硅、硅酸聚合物、含羟基基团的聚合物，含羧基基团的聚合物及上述吸附剂的任意一种或多种的氟基改性材料。所述吸附剂与所述蚀刻液分离的方法可包括过滤、降温及沉淀中的一种或多种。
84.不同的待蚀刻材料在不同的蚀刻液中产生的蚀刻产物硅化合物有区别。比如，氮化硅材料在磷酸溶液中蚀刻产生的产物为硅氧化合物，氧化硅材料在氢氟酸溶液中蚀刻产生的产物为氟硅氧化合物，硅材料在酸性蚀刻液，比如氢氟酸与硝酸的混合溶液中产生的为氟硅酸化合物，而硅材料在碱性蚀刻液中，比如氢氧化钠溶液，产生的蚀刻产物为硅氧化合物。针对不同的蚀刻产物硅化合物，利用吸附剂的表面的不同基团，比如羟基、羧基、氟基、环己基等，与蚀刻液中的蚀刻产物硅化合物基团形成氢键、范德华力或化学键作用力，将硅化合物从蚀刻液中吸附出来而存留于吸附剂物质的表面，以去除蚀刻液中的蚀刻产物硅化合物。例如，氮化硅在磷酸溶液中产生的硅氧化合物及硅在碱性蚀刻液中产生的硅氧化合物，上述硅氧化合物的基团与吸附剂表面的基团，比如硅羟基和羧基，形成硅氧硅或碳氧硅键，从而吸附于吸附剂表面。
85.其中，通过调节所述硅化合物在所述吸附剂表面的吸附以调节所述蚀刻液中所述硅化合物的浓度，调节方法可包括调整所述蚀刻液的温度、调整所述蚀刻液的浓度及调整所述吸附剂的温度中的一种或组合。
86.进一步的，在使用吸附剂吸附硅化合物时，还可提供吸附加速剂，如水、氢氟酸、氟化铵及氟化氢铵中的一种或组合，加快硅化合物吸附于吸附剂表面的速度，以加速去除所述硅化合物，提高效率。
87.所述湿法蚀刻方法由于采用前述的湿法蚀刻设备进行，在蚀刻腔室中完成含硅薄膜，比如完成氮化硅薄膜的蚀刻后，使用后的蚀刻液，或氮化硅材料蚀刻进行中的蚀刻液，例如含磷酸的蚀刻液流经吸附模块，其中含有的氮化硅湿法蚀刻产物硅化合物被吸附模块去除。在设置有补水模块与加热器模块的情况下，还可以经浓度和温度调节以实现磷酸蚀刻液的处理并可直接用于氮化硅薄膜的蚀刻，不仅可以提高蚀刻效率，还可以有效降低磷酸蚀刻液的使用量，减少蚀刻液更换频率，可以有效降低蚀刻成本。
88.综上所述，本发明提供一种湿法蚀刻设备及湿法蚀刻方法。本发明提供一种湿法蚀刻设备，所述湿法蚀刻设备包括蚀刻腔室及吸附模块，本发明的湿法蚀刻设备，在蚀刻液的回收路径上设置可吸收硅化合物的吸附模块，可以有效延长蚀刻液的使用寿命，降低使用成本及减少因蚀刻液的废液排放带来的环境污染，且可降低更换蚀刻液的频率，有助于提高生产效率。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
89.上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因
此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。