一種晶圓邊緣的刻蝕裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種晶圓邊緣的刻蝕裝置，包括反應(yīng)腔室，所述反應(yīng)腔室內(nèi)包括：旋轉(zhuǎn)卡盤，用于承載并帶動晶圓旋轉(zhuǎn)；邊緣處理單元，用于刻蝕所述晶圓的邊緣，包括位于晶圓上方的噴氣裝置以及刻蝕裝置；控制單元，用于控制所述邊緣處理單元對所述晶圓進(jìn)行刻蝕；排風(fēng)單元，設(shè)置在所述反應(yīng)腔室的側(cè)壁上，用于將腐蝕性氣體或揮發(fā)性的反應(yīng)副產(chǎn)物抽離所述反應(yīng)腔室。本發(fā)明在對晶圓進(jìn)行刻蝕時，通過刻蝕液噴管選擇性地向晶圓的邊緣區(qū)域噴射刻蝕溶液，從而去除晶圓邊緣區(qū)域的薄膜，最終降低了晶圓處理的成本。本發(fā)明通過去除晶圓邊緣的薄膜，防止其掉落到晶圓上的器件區(qū)，從而減少集成電路的產(chǎn)品缺陷，提升產(chǎn)品良率。
【專利說明】—種晶圓邊緣的刻蝕裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于半導(dǎo)體【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說，涉及一種晶圓邊緣的刻蝕裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]半導(dǎo)體集成電路制造技術(shù)發(fā)展到65nm技術(shù)代時，浸沒式光刻成為關(guān)鍵技術(shù)，國際半導(dǎo)體技術(shù)藍(lán)圖(Internat1nal Technology Roadmap for Semiconductors,簡稱 ITRS)預(yù)測浸沒式光刻將延伸到22nm節(jié)點。在浸沒式光刻中，浸沒環(huán)境引起的缺陷例如污染問題成為亟待解決的問題之一。利用傳統(tǒng)的清洗設(shè)備可以較為便利的清洗晶圓正面和背面的污染，但是，晶圓邊緣尤其是倒角區(qū)的污染常常被忽略或者去除難度較大。
[0003]在集成電路制造的各種成膜工藝中比如光刻的涂膠工藝中，晶圓的邊緣狀況不佳，或有特殊要求，通常也需要去除邊緣的膜層。然而，不同成膜工藝通常使用不同的邊緣膜層去除設(shè)備。例如，當(dāng)成膜工藝為濕法工藝如涂膠工藝、銅電鍍工藝等，去除邊緣膜層的設(shè)備通常都集成在成膜設(shè)備本身當(dāng)中；再例如，當(dāng)成膜工藝為干法成膜工藝包括高溫下的氣相反應(yīng)工藝(Chemical Vapor Deposit1n, CVD)、物理氣相沉積(Physical VaporDeposit1n, PVD)，則又要使用獨立于成膜設(shè)備的去除邊緣膜層設(shè)備。
[0004]另外，晶圓邊緣缺陷還包括晶圓表面的薄膜(特別是一些黏附性較差的薄膜)在晶圓邊緣積累(一般需要經(jīng)過多次薄膜沉積)到一定程度之后，在內(nèi)部應(yīng)力或者外力的作用下發(fā)生剝落現(xiàn)象，如邊緣剝落物掉到晶圓上的器件區(qū)，就成為影響產(chǎn)品良率的缺陷，嚴(yán)重的缺陷甚至?xí)?dǎo)致產(chǎn)品報廢?，F(xiàn)有的晶圓邊緣缺陷控制方法是通過干法刻蝕晶圓的邊緣，從而把可能剝落的邊緣薄膜去除，但是由于干法刻蝕比較昂貴，雖然濕法刻蝕比較經(jīng)濟(jì)，但是濕法刻蝕對晶圓刻蝕的區(qū)域性和方向性的控制較差。因此，現(xiàn)有技術(shù)中缺少濕法刻蝕去除硅片邊緣污染的設(shè)備，使得針對晶圓邊緣的處理成本較高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種濕法刻蝕晶圓邊緣的刻蝕裝置，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中傳統(tǒng)工藝對晶圓邊緣污染的問題，降低晶圓邊緣處理的成本。
[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種晶圓邊緣的刻蝕裝置，包括反應(yīng)腔室，所述反應(yīng)腔室內(nèi)包括:
[0007]旋轉(zhuǎn)卡盤，用于承載并帶動晶圓旋轉(zhuǎn)；
[0008]邊緣處理單元，用于刻蝕所述晶圓的邊緣，包括位于晶圓上方的噴氣裝置以及刻蝕裝置；其中，所述噴氣裝置包括依次連接的惰性氣體源、管道以及環(huán)形噴氣保護(hù)罩，所述噴氣保護(hù)罩用于向晶圓非邊緣區(qū)域噴射惰性氣體；所述刻蝕裝置包括依次連接的刻蝕液體源、管道以及刻蝕液噴管，所述刻蝕液噴管設(shè)置在所述噴氣保護(hù)罩的外側(cè)壁上，且與所述晶圓邊緣的位置相應(yīng)，所述刻蝕液噴管向晶圓邊緣區(qū)域噴射刻蝕液；
[0009]控制單元，用于控制所述邊緣處理單元對所述晶圓進(jìn)行刻蝕；
[0010]排風(fēng)單元，設(shè)置在所述反應(yīng)腔室的側(cè)壁上，用于將腐蝕性氣體或揮發(fā)性的反應(yīng)副產(chǎn)物抽離所述反應(yīng)腔室。
[0011]優(yōu)選的，所述刻蝕液噴管上設(shè)有一轉(zhuǎn)動軸，所述刻蝕液噴管噴射刻蝕液的角度可調(diào)，以界定所述晶圓的邊緣區(qū)域。
[0012]優(yōu)選的，所述刻蝕液噴管上設(shè)有流量控制閥，用于控制刻蝕液的流量。
[0013]優(yōu)選的，所述噴氣保護(hù)罩的軸中心處設(shè)有與惰性氣體源相通的進(jìn)氣管，所述噴氣保護(hù)罩的下方設(shè)有氣體緩沖板。
[0014]優(yōu)選的，所述氣體緩沖板上設(shè)有若干孔，且所述孔在氣體緩沖板上均勻分布。
[0015]優(yōu)選的，在所述噴氣保護(hù)罩的邊緣且緊靠所述刻蝕液噴管處設(shè)有噴氣管，所述噴氣管噴射惰性氣體的角度可調(diào)，以界定所述晶圓的邊緣區(qū)域。
[0016]優(yōu)選的，所述排風(fēng)單元包括依次連接的管道和真空泵，所述管道與所述反應(yīng)腔室的側(cè)壁相通。
[0017]優(yōu)選的，所述反應(yīng)腔室內(nèi)還設(shè)有排液單元，用于盛放晶圓刻蝕后的溶液，設(shè)置在所述晶圓邊緣的下方。
[0018]優(yōu)選的，所述反應(yīng)腔室的底部設(shè)有排液口，所述排液口與所述排液單元連接。
[0019]優(yōu)選的，所述刻蝕液為:氫氟酸溶液；或者硫酸、雙氧水的混合溶液；或者氟化氫與氟化銨的混合溶液。
[0020]與現(xiàn)有的方案相比，本發(fā)明在對晶圓進(jìn)行刻蝕時，通過刻蝕液噴管選擇性地向晶圓的邊緣區(qū)域噴射刻蝕溶液，從而去除晶圓邊緣區(qū)域的薄膜，最終降低了晶圓處理的成本。本發(fā)明通過去除晶圓邊緣的薄膜，防止其掉落到晶圓上的器件區(qū)，從而減少集成電路的產(chǎn)品缺陷，提升廣品良率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0022]圖1為本發(fā)明優(yōu)選實施例中一種晶圓邊緣的刻蝕裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023][附圖編號說明]:
[0024]10、反應(yīng)腔室，20、旋轉(zhuǎn)卡盤，30、晶圓；
[0025]40、噴氣裝置，41、惰性氣體源；42、管道；43、環(huán)形噴氣保護(hù)罩；44、氣體緩沖板；45、進(jìn)氣管；
[0026]50、刻蝕裝置，51、刻蝕液體源，52、管道；53、刻蝕液噴管；
[0027]60、排風(fēng)單元；61、管道；62、真空泵；
[0028]70、噴氣管；80、排液單元；90、排液口。

【具體實施方式】
[0029]下面結(jié)合圖1對本發(fā)明中的一種晶圓邊緣的刻蝕裝置作進(jìn)一步的說明。
[0030]請參閱圖1，圖1為本發(fā)明優(yōu)選實施例中一種晶圓邊緣的刻蝕裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，一種晶圓邊緣的刻蝕裝置，包括反應(yīng)腔室10，所述反應(yīng)腔室10內(nèi)包括:旋轉(zhuǎn)卡盤20，用于承載并帶動晶圓30旋轉(zhuǎn)；邊緣處理單元，用于刻蝕所述晶圓30的邊緣，包括位于晶圓30上方的噴氣裝置40以及刻蝕裝置50 ;控制單元(圖中未示出)，用于控制所述邊緣處理單元對所述晶圓30進(jìn)行刻蝕；排風(fēng)單元60，與所述反應(yīng)腔室10連通，用于將腐蝕性氣體或揮發(fā)性的反應(yīng)副產(chǎn)物抽離所述反應(yīng)腔室10。
[0031]具體的，噴氣裝置40包括依次連接的惰性氣體源41、管道42以及環(huán)形噴氣保護(hù)罩43，噴氣保護(hù)罩43用于向晶圓30非邊緣區(qū)域噴射惰性氣體；噴氣保護(hù)罩43的軸中心處設(shè)有與惰性氣體源相通的進(jìn)氣管45，噴氣保護(hù)罩43的下方設(shè)有氣體緩沖板44，氣體緩沖板44上設(shè)有若干孔，較佳的，孔在氣體緩沖板44上均勻分布，其作用是使噴射的氣體在晶圓30表面的壓力一致。噴氣保護(hù)罩43為一環(huán)形體，其直徑略小于晶圓30的直徑，設(shè)置與晶圓30的正上方，惰性氣體源41將惰性氣體通過管道42輸送至噴氣保護(hù)罩43內(nèi)的噴氣腔中，再通過氣體緩沖板44噴射至晶圓30的非邊緣區(qū)域，本發(fā)明通過噴氣裝置40界定晶圓30的非邊緣區(qū)域。其中,惰性氣體包括但不限于氮氣。
[0032]具體的，刻蝕裝置50包括依次連接的刻蝕液體源51、管道52以及刻蝕液噴管53，刻蝕液噴管53設(shè)置在所述噴氣保護(hù)罩43的外側(cè)壁上，且與所述晶圓30邊緣的位置相應(yīng)，刻蝕液噴管53向晶圓30邊緣區(qū)域噴射刻蝕液；較佳的，刻蝕液噴管53上設(shè)有一轉(zhuǎn)動軸，所述刻蝕液噴管53噴射刻蝕液的角度可調(diào)，以界定所述晶圓30的邊緣區(qū)域；所述刻蝕液噴管53上也可設(shè)有流量控制閥，用于控制刻蝕液的流量。其中，刻蝕液包括但不限于:氫氟酸溶液；或者硫酸、雙氧水的混合溶液；或者氟化氫與氟化銨的混合溶液；
[0033]本實施例中，在噴氣保護(hù)罩43的邊緣且緊靠刻蝕液噴管53處可設(shè)有噴氣管70，噴氣管70噴射惰性氣體的角度及流量可調(diào)，以界定所述晶圓30的邊緣區(qū)域。通過設(shè)置可調(diào)噴射角度或/和可調(diào)流量的噴氣管70，也可界定晶圓30的邊緣區(qū)域，尤其是在刻蝕液噴管53固定的狀態(tài)下，對需要刻蝕的晶圓30邊緣區(qū)域做微調(diào)整。
[0034]此外，排風(fēng)單元60包括依次連接的管道61和真空泵62，所述管道61與所述反應(yīng)腔室10的側(cè)壁相通，排風(fēng)單元60用于將腐蝕性氣體或揮發(fā)性的反應(yīng)副產(chǎn)物抽離所述反應(yīng)腔室10。
[0035]具體的,本實施例中，所述反應(yīng)腔室10內(nèi)還設(shè)有排液單元80,排液單元80是在晶圓30邊緣的下方設(shè)置用于盛放晶圓刻蝕后溶液的容器；同時，反應(yīng)腔室10的底部可設(shè)有排液口 90，較佳的，排液口 90與所述排液單元60連接。
[0036]本實施例中晶圓邊緣刻蝕裝置的使用方法是:將晶圓30置于旋轉(zhuǎn)卡盤20上，使晶圓30在旋轉(zhuǎn)卡盤20上保持一定的速度旋轉(zhuǎn)，刻蝕液選擇稀釋氫氟酸，惰性氣體選擇氮氣。為了防止刻蝕液濺到晶圓30非邊緣區(qū)域，噴氣保護(hù)罩43先噴射氮氣至晶圓30非邊緣區(qū)域，待氣流穩(wěn)定之后才打開刻蝕液噴管53噴射氫氟酸，通過晶圓的自旋轉(zhuǎn)運動，刻蝕液均勻噴射到晶圓30的邊緣，由此去除晶圓30邊緣的薄膜。去除晶圓30邊緣的薄膜過程中，可通過調(diào)節(jié)刻蝕液噴管53噴射刻蝕液的角度以及刻蝕液流量的大小，界定晶圓30的邊緣區(qū)域；也可通過調(diào)整噴氣管70噴射角度或氣體流量的大小，界定晶圓30的邊緣區(qū)域。
[0037]綜上所述，本發(fā)明在對晶圓進(jìn)行刻蝕時，通過刻蝕液噴管53選擇性地向晶圓30的邊緣區(qū)域噴射刻蝕溶液，從而去除晶圓邊緣區(qū)域的薄膜，最終降低了晶圓處理的成本。本發(fā)明通過去除晶圓邊緣的薄膜，防止其掉落到晶圓上的器件區(qū)，從而減少集成電路的產(chǎn)品缺陷，提升產(chǎn)品良率。
[0038]以上所述的僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，所述實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】
1.一種晶圓邊緣的刻蝕裝置，包括反應(yīng)腔室，其特征在于，所述反應(yīng)腔室內(nèi)包括: 旋轉(zhuǎn)卡盤，用于承載并帶動晶圓旋轉(zhuǎn)； 邊緣處理單元，用于刻蝕所述晶圓的邊緣，包括位于晶圓上方的噴氣裝置以及刻蝕裝置；其中，所述噴氣裝置包括依次連接的惰性氣體源、管道以及環(huán)形噴氣保護(hù)罩，所述噴氣保護(hù)罩用于向晶圓非邊緣區(qū)域噴射惰性氣體；所述刻蝕裝置包括依次連接的刻蝕液體源、管道以及刻蝕液噴管，所述刻蝕液噴管設(shè)置在所述噴氣保護(hù)罩的外側(cè)壁上，且與所述晶圓邊緣的位置相應(yīng)，所述刻蝕液噴管向晶圓邊緣區(qū)域噴射刻蝕液； 控制單元，用于控制所述邊緣處理單元對所述晶圓進(jìn)行刻蝕； 排風(fēng)單元，設(shè)置在所述反應(yīng)腔室的側(cè)壁上，用于將腐蝕性氣體或揮發(fā)性的反應(yīng)副產(chǎn)物抽離所述反應(yīng)腔室。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述刻蝕液噴管上設(shè)有一轉(zhuǎn)動軸，所述刻蝕液噴管噴射刻蝕液的角度可調(diào)，以界定所述晶圓的邊緣區(qū)域。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述刻蝕液噴管上設(shè)有流量控制閥，用于控制刻蝕液的流量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述噴氣保護(hù)罩的軸中心處設(shè)有與惰性氣體源相通的進(jìn)氣管，所述噴氣保護(hù)罩的下方設(shè)有氣體緩沖板。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述氣體緩沖板上設(shè)有若干孔，且所述孔在氣體緩沖板上均勻分布。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，在所述噴氣保護(hù)罩的邊緣且緊靠所述刻蝕液噴管處設(shè)有噴氣管，所述噴氣管噴射惰性氣體的角度可調(diào)，以界定所述晶圓的邊緣區(qū)域。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述排風(fēng)單元包括依次連接的管道和真空泵，所述管道與所述反應(yīng)腔室的側(cè)壁相通。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述反應(yīng)腔室內(nèi)還設(shè)有排液單元，用于盛放晶圓刻蝕后的溶液，設(shè)置在所述晶圓邊緣的下方。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述反應(yīng)腔室的底部設(shè)有排液口，所述排液口與所述排液單元連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述刻蝕液為:氫氟酸溶液；或者硫酸、雙氧水的混合溶液；或者氟化氫與氟化銨的混合溶液。
【文檔編號】H01L21/67GK104183524SQ201410428559
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年8月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月27日
【發(fā)明者】雷通, 陳錕, 桑寧波 申請人:上海華力微電子有限公司