一種改善晶圓腐蝕均勻性裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種改善晶圓腐蝕均勻性裝置及方法，包括晶圓載具，所述晶圓載具包括旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)及固定機(jī)構(gòu)，所述晶圓載具上端承載晶圓；所述晶圓載具下端設(shè)有至少一個(gè)扇形部件，所述晶圓載具可旋轉(zhuǎn)并帶動(dòng)晶圓或扇形部件，所述扇形部件與晶圓半徑一致且與晶圓位于同心軸上，所述扇形部件表面上設(shè)有可向晶圓背面垂直噴射液體的噴射孔，所述噴射孔按照扇形部件從圓心到圓弧的方向分為不同的扇區(qū)，所述每個(gè)扇區(qū)的噴射孔獨(dú)立連接供噴射液體通過的管道，所述管道上設(shè)有可控制噴射液體通過的時(shí)間或/和流量的閥。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)易，改善了晶圓中間薄、邊緣厚的現(xiàn)象，最終達(dá)到晶圓腐蝕均勻的效果。
【專利說明】一種改善晶圓腐蝕均勻性裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件及加工制造領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種改善晶圓腐蝕均勻性裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，濕法腐蝕和濕法清洗在很早以前就在半導(dǎo)體生產(chǎn)上被廣泛接受，濕法腐蝕工藝由于其低成本、高產(chǎn)出、高可靠性以及其優(yōu)良的選擇比等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛使用。然而，濕法腐蝕工藝在應(yīng)用的過程當(dāng)中也不可避免地出現(xiàn)了許多問題，如晶圓表面的腐蝕均勻性差的問題。晶圓表面腐蝕不均勻會(huì)直接影響后續(xù)工藝的質(zhì)量，從而導(dǎo)致集成電路芯片的性能變差，產(chǎn)品合格率下降。
[0003]現(xiàn)有工藝中，利用噴淋臂結(jié)構(gòu)噴射化學(xué)藥液至旋轉(zhuǎn)的晶圓表面，會(huì)與晶圓表面物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)從而腐蝕掉晶圓表面不需要的氧化膜或者鍍層膜層，晶圓邊緣線性速度遠(yuǎn)大于中心位置線速度，當(dāng)化學(xué)藥液從噴淋臂沿晶圓徑向方向均勻垂直噴射到晶圓表面時(shí)，邊緣液膜厚度明顯小于中心位置，腐蝕速率較慢。在腐蝕過程中總是存在晶圓中間位置腐蝕速度快而邊緣位置腐蝕速度慢的問題，如圖1所示，晶圓表面很容易出現(xiàn)中間薄，邊緣厚的凹陷結(jié)構(gòu)，而腐蝕均勻性差會(huì)嚴(yán)重影響晶圓質(zhì)量。因此，解決晶圓腐蝕均勻性差的問題成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種改善晶圓腐蝕均勻性裝置及方法，從而解決晶圓腐蝕不均勻的問題。
[0005]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題而采用的技術(shù)方案是提供一種改善晶圓腐蝕均勻性裝置，包括晶圓載具、所述晶圓載具上端承載晶圓，所述晶圓載具包括旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)及固定機(jī)構(gòu)；所述晶圓載具下端設(shè)有至少一個(gè)扇形部件，所述晶圓載具可旋轉(zhuǎn)并帶動(dòng)晶圓或扇形部件，所述扇形部件與晶圓半徑一致且與晶圓位于同心軸上，所述扇形部件表面上設(shè)有可向晶圓背面垂直噴射液體的噴射孔，所述噴射孔按照扇形部件從圓心到圓弧的方向分為不同的扇區(qū)，所述每個(gè)扇區(qū)的噴射孔獨(dú)立連接供噴射液體通過的管道，所述管道上設(shè)有可控制噴射液體通過的時(shí)間或/和流量的閥。
[0006]優(yōu)選的，所述每個(gè)扇區(qū)的噴射孔連接兩路管道，兩路管道上分別設(shè)有可控制噴射液體通過的閥。
[0007]優(yōu)選的，所述晶圓安裝在旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上，所述扇形部件安裝在固定機(jī)構(gòu)上。
[0008]優(yōu)選的，所述扇形部件安裝在旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上，所述晶圓安裝在固定機(jī)構(gòu)上。
[0009]優(yōu)選的，所述噴射孔在扇形部件表面均勻分布。
[0010]優(yōu)選的，所述扇形部件水平軸中心的反方向設(shè)有條狀體，所述條狀體與扇形部件的圓心處連接，所述條狀體上設(shè)有若干用于干燥氣體通過的干燥孔。
[0011]優(yōu)選的，所述條狀體的長度與晶圓半徑一致。[0012]本發(fā)明還提供一種改善晶圓腐蝕均勻性的方法，包括以下步驟:
[0013]步驟一 S1:提供待均勻的半導(dǎo)體晶圓；
[0014]步驟二 S2:預(yù)設(shè)噴射液體通過每個(gè)扇區(qū)管道的時(shí)間，對(duì)晶圓背面噴射液體的時(shí)間按照扇形部件從圓心到圓弧的方向逐漸變長；或/和預(yù)設(shè)噴射液體通過每個(gè)扇區(qū)管道的流量，對(duì)晶圓背面噴射液體的流量按照扇形部件從圓心到圓弧的方向逐漸變大；
[0015]步驟三S3:打開如權(quán)利要求1?7任一所述的改善晶圓腐蝕均勻性裝置中每個(gè)扇區(qū)管道上的閥；
[0016]步驟四S4:根據(jù)預(yù)設(shè)的時(shí)間或/和流量，對(duì)晶圓背面進(jìn)行液體噴射，所述噴射孔噴射液體的溫度按照扇形部件從圓心到圓弧的方向逐漸增高。
[0017]步驟五S5:關(guān)閉管道上的閥，完成晶圓表面腐蝕均勻。
[0018]優(yōu)選的，所述步驟二 S2中每個(gè)扇區(qū)包括兩路管道，第一管道上的閥用于控制熱噴射液，第二管道上的閥用于控制冷噴射液；其中所述熱噴射液通過的流量恒定，所述冷噴射液通過的流量按照扇形部件從圓心到圓弧的方向逐漸變小。
[0019]優(yōu)選的，所述步驟四S4中，還包括供干燥氣體通過的干燥孔對(duì)晶圓背面進(jìn)行氣體干燥。
[0020]本發(fā)明提供的一種改善晶圓腐蝕均勻性裝置及方法，通過閥控制噴射液體通過的時(shí)間或/和流量，從而改善晶圓中間薄、邊緣厚的現(xiàn)象，進(jìn)一步的，通過閥控制第一管道通過的冷噴射液的流量，與第二管道通過的熱噴射液混合，從而使得每個(gè)扇區(qū)噴射孔噴射液體的溫度不同，使得噴射液的溫度按照扇形部件從圓心到圓弧的方向逐漸增高，最終達(dá)到晶圓腐蝕均勻的效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0022]圖1為現(xiàn)有晶圓的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2為本發(fā)明第一實(shí)施例改善晶圓腐蝕均勻性裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖3為本發(fā)明第三實(shí)施例改善晶圓腐蝕均勻性裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖4為本發(fā)明第一實(shí)施例改善晶圓腐蝕均勻性裝置的原理圖；
[0026]圖5為本發(fā)明第二實(shí)施例改善晶圓腐蝕均勻性裝置的原理圖。
[0027]圖中標(biāo)號(hào)說明如下:
[0028]1、晶圓，2、扇形部件，3、噴射孔，4、管道，41、第一管道，42、第二管道，5、閥，6、條狀體，7、干燥孔。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面結(jié)合圖1至圖5對(duì)本發(fā)明中的一種改善晶圓腐蝕均勻性裝置及方法作進(jìn)一步的說明:
[0030]如圖1所示，現(xiàn)有的晶圓I表面很容易出現(xiàn)中間薄，邊緣厚的凹陷結(jié)構(gòu)，而腐蝕均勻性差會(huì)嚴(yán)重影響晶圓質(zhì)量。
[0031]實(shí)施例一:
[0032]請(qǐng)參考圖2及圖4，本發(fā)明提供的一種改善晶圓腐蝕均勻性裝置，包括晶圓載具(圖中未標(biāo)出)、所述晶圓載具上端承載晶圓1，所述晶圓載具包括旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)及固定機(jī)構(gòu)；所述晶圓載具下端設(shè)有至少一個(gè)扇形部件2，所述晶圓載具可旋轉(zhuǎn)并帶動(dòng)晶圓I或扇形部件2，所述扇形部件2與晶圓I半徑一致且與晶圓I位于同心軸上，所述扇形部件2表面上設(shè)有可向晶圓I背面垂直噴射液體的噴射孔3，所述噴射孔3按照扇形部件2從圓心到圓弧的方向分為不同的扇區(qū)，所述每個(gè)扇區(qū)的噴射孔3獨(dú)立連接供噴射液體通過的管道4，所述管道4上設(shè)有可控制噴射液體通過的時(shí)間或/和流量的閥5。
[0033]所述閥5控制對(duì)晶圓I背面噴射液體的時(shí)間按照扇形部件2從圓心到圓弧的方向逐漸變長；或/和對(duì)晶圓I背面噴射液體的流量按照扇形部件2從圓心到圓弧的方向逐漸變大。
[0034]其中，所述噴射孔3的分布密度在扇形部件2上均勻分布。所述噴射液體優(yōu)選為UPW(即超純水)，通過閥5控制噴射液體通過的時(shí)間長短或/流量，從而改善晶圓I中間薄、邊緣厚的現(xiàn)象，當(dāng)所需處理區(qū)域晶圓I厚度較厚時(shí)，打開控制閥5的時(shí)間較長或/和流量較大；當(dāng)所需處理區(qū)域晶圓I厚度較薄時(shí)，打開控制閥5的時(shí)間較短或/和流量較小，通過控制不同區(qū)域管路上閥5的開關(guān)時(shí)間，來解決晶圓腐蝕均勻性差的問題。
[0035]進(jìn)一步的，所述噴射孔3的大小可按照扇形部件2從圓心到圓弧的方向逐漸變大，通過對(duì)孔徑大小的改變，控制噴射液體流量的大小，從而改變晶圓腐蝕均勻性差的問題。
[0036]實(shí)施例二:
[0037]請(qǐng)參考圖2及圖5，在實(shí)施例一的基礎(chǔ)上，所述各區(qū)域的噴射孔3連接兩路管道4，兩路管道4上分別設(shè)有可控制噴射液通過的閥5，所述噴射液優(yōu)選為超純水(即UPW)，第一管道41上的閥5控制熱超純水(即Hot UPff)通過的流量，第二管道42上的閥5控制冷超純水(即Cold UPff)通過的流量。
[0038]本實(shí)施例中，所述熱噴射液通過的流量恒定，所述冷噴射液通過的流量按照扇形部件2從圓心到圓弧的方向逐漸變小。通過控制每個(gè)扇區(qū)管道4通過的冷噴射液的流量，使冷噴射液與熱噴射液混合，使每個(gè)扇區(qū)的噴射孔3噴射不同溫度的噴射液，使所述噴射孔3噴射的噴射液的溫度按照扇形部件2從圓心到圓弧的方向逐漸增高，從而改善晶圓I中間薄、邊緣厚的現(xiàn)象。
[0039]進(jìn)一步的，所述第一管道41通過的熱噴射液的溫度是恒熱溫的，同時(shí)所述第二管道42通過的冷噴射液的溫度可按照扇形部件2從圓心到圓弧的方向逐漸增高。
[0040]實(shí)施例三:
[0041]請(qǐng)參考圖3，在實(shí)施例一或?qū)嵤├幕A(chǔ)上，所述扇形部件2水平軸中心的反方向設(shè)有條狀體6，所述條狀體6與扇形部件2的圓心處連接，所述條狀體6上設(shè)有若干用于干燥氣體通過的干燥孔7。優(yōu)選的，所述條狀體6的長度與晶圓I半徑一致，所述干燥孔7內(nèi)通過的氣體為氮?dú)狻?br> [0042]為了進(jìn)一步提高本發(fā)明，所述晶圓I安裝在旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上時(shí)，所述扇形部件2安裝在固定機(jī)構(gòu)上；所述晶圓I與扇形部件2做相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，即所述晶圓I做水平旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，所述扇形部件2固定不動(dòng)，所述扇形部件2上的噴射孔3向晶圓I背面垂直噴射液體。[0043]或所述扇形部件2安裝在旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上，所述晶圓I安裝在固定機(jī)構(gòu)上；所述晶圓I固定不動(dòng)，所述扇形部件2做水平旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，所述扇形部件2上的噴射孔3向晶圓I背面垂直噴射液體。
[0044]本發(fā)明還提供一種改善晶圓腐蝕均勻性的方法，包括以下步驟:
[0045]步驟一 S1:提供待均勻的半導(dǎo)體晶圓；
[0046]步驟二 S2:預(yù)設(shè)噴射液體通過每個(gè)扇區(qū)管道的時(shí)間，對(duì)晶圓背面噴射液體的時(shí)間按照扇形部件從圓心到圓弧的方向逐漸變長；或/和預(yù)設(shè)噴射液體通過每個(gè)扇區(qū)管道的流量，對(duì)晶圓背面噴射液體的流量按照扇形部件從圓心到圓弧的方向逐漸變大；
[0047]步驟三S3:打開如權(quán)利要求1?7任一所述的改善晶圓腐蝕均勻性裝置中每個(gè)扇區(qū)管道上的閥；
[0048]步驟四S4:根據(jù)預(yù)設(shè)的時(shí)間或/和流量，對(duì)晶圓背面進(jìn)行液體噴射，所述噴射孔噴射液體的溫度按照扇形部件從圓心到圓弧的方向逐漸增高。
[0049]步驟五S5:關(guān)閉管道上的閥，完成晶圓表面腐蝕均勻。
[0050]優(yōu)選的，所述步驟二 S2中每個(gè)扇區(qū)包括兩路管道，第一管道上的閥用于控制熱噴射液，第二管道上的閥用于控制冷噴射液；其中所述熱噴射液通過的流量恒定，所述冷噴射液通過的流量按照扇形部件從圓心到圓弧的方向逐漸變小。進(jìn)一步的，所述步驟四S4中每個(gè)區(qū)域通過的熱噴射液的溫度是恒熱溫的，所述每個(gè)區(qū)域通過的冷噴射液的溫度按照扇形部件從圓心到圓弧的方向逐漸增高。
[0051]優(yōu)選的，所述步驟四S4中，還包括通過設(shè)有干燥孔的條狀體對(duì)晶圓背面進(jìn)行氣體干燥，所述氣體干燥優(yōu)選為氮?dú)飧稍铩?br> [0052]本發(fā)明提供的一種改善晶圓腐蝕均勻性裝置及方法，通過閥控制噴射液體通過的時(shí)間長短，從而改善晶圓中間薄、邊緣厚的現(xiàn)象，進(jìn)一步的，通過閥控制第一管道通過的冷噴射液的流量，與第二管道通過的熱噴射液混合，從而使得每個(gè)扇區(qū)噴射孔噴射液體的溫度不同，使得噴射液的溫度按照扇形部件從圓心到圓弧的方向逐漸增高，最終達(dá)到晶圓腐蝕均勻的效果。
[0053]以上所述的僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述實(shí)施例并非用以限制本發(fā)明的專利保護(hù)范圍，因此凡是運(yùn)用本發(fā)明的說明書及附圖內(nèi)容所作的等同結(jié)構(gòu)變化，同理均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種改善晶圓腐蝕均勻性裝置，包括晶圓載具，所述晶圓載具包括旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)及固定機(jī)構(gòu)，所述晶圓載具上端承載晶圓，其特征在于，所述晶圓載具下端設(shè)有至少一個(gè)扇形部件，所述晶圓載具可旋轉(zhuǎn)并帶動(dòng)晶圓或扇形部件，所述扇形部件與晶圓半徑一致且與晶圓位于同心軸上，所述扇形部件表面上設(shè)有可向晶圓背面垂直噴射液體的噴射孔，所述噴射孔按照扇形部件從圓心到圓弧的方向分為不同的扇區(qū)，所述每個(gè)扇區(qū)的噴射孔獨(dú)立連接供噴射液體通過的管道，所述管道上設(shè)有可控制噴射液體通過的時(shí)間或/和流量的閥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善晶圓腐蝕均勻性裝置，其特征在于，所述每個(gè)扇區(qū)的噴射孔連接兩路管道，兩路管道上分別設(shè)有可控制噴射液體通過的閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善晶圓腐蝕均勻性裝置，其特征在于，所述晶圓安裝在旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上，所述扇形部件安裝在固定機(jī)構(gòu)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善晶圓腐蝕均勻性裝置，其特征在于，所述扇形部件安裝在旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上，所述晶圓安裝在固定機(jī)構(gòu)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善晶圓腐蝕均勻性裝置，其特征在于，所述噴射孔在扇形部件表面均勻分布。
6.根據(jù)權(quán)利要求1?5任一所述的改善晶圓腐蝕均勻性裝置，其特征在于，所述扇形部件水平軸中心的反方向設(shè)有條狀體，所述條狀體與扇形部件的圓心處連接，所述條狀體上設(shè)有若干用于干燥氣體通過的干燥孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的改善晶圓腐蝕均勻性裝置，其特征在于，所述條狀體的長度與晶圓半徑一致。
8.一種改善晶圓腐蝕均勻性的方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟一 S1:提供待均勻的半導(dǎo)體晶圓； 步驟二 S2:預(yù)設(shè)噴射液體通過每個(gè)扇區(qū)管道的時(shí)間，對(duì)晶圓背面噴射液體的時(shí)間按照扇形部件從圓心到圓弧的方向逐漸變長；或/和預(yù)設(shè)噴射液體通過每個(gè)扇區(qū)管道的流量，對(duì)晶圓背面噴射液體的流量按照扇形部件從圓心到圓弧的方向逐漸變大； 步驟三S3:打開如權(quán)利要求1?7任一所述的改善晶圓腐蝕均勻性裝置中每個(gè)扇區(qū)管道上的閥； 步驟四S4:根據(jù)預(yù)設(shè)的時(shí)間或/和流量，對(duì)晶圓背面進(jìn)行液體噴射，所述噴射孔噴射液體的溫度按照扇形部件從圓心到圓弧的方向逐漸增高。 步驟五S5:關(guān)閉管道上的閥，完成晶圓表面腐蝕均勻。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的改善晶圓腐蝕均勻性的方法，其特征在于，所述步驟二S2中每個(gè)扇區(qū)包括兩路管道，第一管道上的閥用于控制熱噴射液，第二管道上的閥用于控制冷噴射液；其中所述熱噴射液通過的流量恒定，所述冷噴射液通過的流量按照扇形部件從圓心到圓弧的方向逐漸變小。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的改善晶圓腐蝕均勻性的方法，其特征在于，所述步驟四S4中，還包括供干燥氣體通過的干燥孔對(duì)晶圓背面進(jìn)行氣體干燥。
【文檔編號(hào)】H01L21/67GK103700610SQ201310753151
【公開日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
【發(fā)明者】馮曉敏, 史彥慧, 吳儀 申請(qǐng)人:北京七星華創(chuàng)電子股份有限公司