CN102420127A - 一种提高刻蚀速率选择比稳定性的管道系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及微电子领域，尤其涉及一种提高刻蚀速率选择比稳定性的管道系统及方法。本发明一种提高刻蚀速率选择比稳定性的管道系统及方法，通过添加辅助槽及与多个工艺槽连接形成循环，从而各工艺槽中刻蚀溶液趋于相同，刻蚀速率也趋于相同，且由于参与循环的刻蚀溶液体积变大，SiO2含量变化也相对减小，因而刻蚀选择比也相对稳定；而取消换酸设置，改为每隔一段时间或是每生产一定量的硅片后，排掉少量的刻蚀溶液，从辅助槽中补充刻蚀溶液，从而解决新刻蚀溶液中SiO2含量相对偏高时，当对氮化硅进行刻蚀，会对氧化膜造成较大的损伤的问题。
Description
技术领域
本发明涉及微电子领域，尤其涉及一种提高刻蚀速率选择比稳定性的管道系统及方法。
背景技术
氮化硅（SiN）是集成电路制造工艺广泛使用的一种材料，常常被用作电离刻蚀的硬掩模，而热刻蚀是去除这一层氮化硅硬掩模的常见方法之一；由于热磷酸对氮化硅刻蚀速率较高，对氧化膜刻蚀速率较低，所以能有效地去除氮化硅，而对氧化膜损伤较小，其中，对选择比的控制是该工艺的关键工艺。
3Si3N4+27H2O+4H3PO4
ßà4(NH4)3PO4+9H2SiO3 （公式1）
H2SiO3 ßàSiO2+H2O （公式2）
公式1、2是150-170摄氏度沸腾磷酸溶液氮化硅和氧化硅刻蚀反应式，刻蚀速率取决于溶液中H2O和SiO2的含量，虽然对H2O含量的控制、自动浓度监测及其补充已普遍应用，但对SiO2含量自动监控和控制较难实施。
随着刻蚀工艺的进行，刻蚀溶液中SiO2/H2SiO3含量不断增加，即H2O和SiO2的含量降低，因而Si3N4和SiO2刻蚀速率同时下降，选择比也有变大的趋势。当处理一定量的硅片后，刻蚀速率会降低至无法满足生产需要的速率，此时需要换新的刻蚀溶液，但由于其中SiO2含量偏低，因而SiO2刻蚀速率会相对Si3N4刻蚀速率偏高，以致无法满足工艺要求。即随着刻蚀工艺的进行，刻蚀溶液中H2O和SiO2含量会偏低，造成刻蚀速率的降低，无法满足工艺要求；而更换新的刻蚀溶液，由于其中SiO2含量相对偏低，造成对氮化硅进行刻蚀时，会对氧化膜造成较大的损伤。虽然目前，采用在生产产品前，先处理一些氮化硅挡片，以使SiO2刻蚀速率降到合适的范围，但其工艺较难控制，且效果不明显。
发明内容
本发明公开了一种提高刻蚀速率选择比稳定性的管道系统，包括数个工艺槽，其中，还包括：
第一辅助槽和第二辅助槽，所述工艺槽与所述第一辅助槽之间通过供应管连接，所述工艺槽与所述第二辅助槽之间通过循环管连接，所述第一辅助槽与所述第二辅助槽通过辅助槽间循环管连接。
上述的提高刻蚀速率选择比稳定性的管道系统，其中，所述工艺槽设置有排液管。
上述的提高刻蚀速率选择比稳定性的管道系统，其中，所述第二辅助槽设置有补水口和补液口。
上述的提高刻蚀速率选择比稳定性的管道系统，其中，所述辅助槽间循环管至少包括第一辅助槽间循环管和第二辅助槽间循环管；所述第一辅助槽中的刻蚀溶液通过所述第一辅助槽间循环管流入所述第二辅助槽中，所述第二辅助槽中的刻蚀溶液通过所述第二辅助槽间循环管流入所述第一辅助槽。
上述的提高刻蚀速率选择比稳定性的管道系统，其中，所述第一辅助槽和所述第二辅助槽的材质为塑料、石英或金属。
上述的提高刻蚀速率选择比稳定性的方法，其中，所述供应管、循环管或辅助槽间循环管上均可根据需求设置过滤器、加热器或水浓度自动测定仪。
上述的提高刻蚀速率选择比稳定性的方法，其中，所述刻蚀溶液为磷酸溶液。
本发明还公开了一种提高刻蚀速率选择比稳定性的方法，其中，包括以下步骤：
数个工艺槽中的刻蚀溶液分别通过循环管流入第二辅助槽中，与补液口中流入的新刻蚀溶液及补水口中流入的水混合，并通过第二辅助槽间循环管流入第一辅助槽中，在通过供应管分别补给到所述工艺槽中；
所述第一辅助槽的刻蚀溶液同时通过第一辅助槽间循环管流入所述第二辅助槽。
上述的提高刻蚀速率选择比稳定性的方法，其中，所述工艺槽通过排液口定时排放部分刻蚀溶液。
上述的提高刻蚀速率选择比稳定性的方法，其中，所述第一辅助槽和所述第二辅助槽的材质为塑料、石英或金属。
上述的提高刻蚀速率选择比稳定性的方法，其中，所述供应管、循环管或辅助槽间循环管上均可根据需求设置过滤器、加热器或水浓度自动测定仪。
上述的提高刻蚀速率选择比稳定性的方法，其中，所述刻蚀溶液为磷酸溶液。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明提出一种提高刻蚀速率选择比稳定性的管道系统及方法，通过添加辅助槽及与多个工艺槽连接形成循环，从而各工艺槽中刻蚀溶液趋于相同，刻蚀速率也趋于相同，且由于参与循环的刻蚀溶液体积变大，SiO2含量变化也相对减小，因而刻蚀选择比也相对稳定；而取消换酸设置，改为每隔一段时间或是每生产一定量的硅片后，排掉少量的刻蚀溶液，从辅助槽中补充刻蚀溶液，从而解决新酸中SiO2含量相对偏高时，当对氮化硅进行刻蚀，会对氧化膜造成较大的损伤的问题。
附图说明
图1是本发明提高刻蚀速率选择比稳定性的管道系统示意图；
图2是本发明提高刻蚀速率选择比稳定性的方法的管道系统示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明：
如图1所示，本发明提供了一种提高刻蚀速率选择比稳定性的管道系统，将工艺槽1、工艺槽2和工艺槽3通过循环管6与第二辅助槽4连接，通过供给管8与第一辅助槽连接5，第一辅助槽5和第二辅助槽4通过第一辅助槽间循环管9、第二辅助槽间循环管7连接，组成一个循环。第一辅助槽5和第二辅助槽4的材质为塑料、石英或金属。
其中，工艺槽1、工艺槽2和工艺槽3分别设置有排液口11、排液口21、排液口31，第二辅助槽4上设置有补水口41和补液口42。
上述供应管8、循环管6、第一辅助槽间循环管9及第二辅助槽间循环管7上均可根据需求设置过滤器、加热器、水浓度自动测定仪等补充装置；而工艺槽数目理论上可以设置无限多个，在实际应用中一般为2-1000个，本实施例以3个工艺槽进行举例说明。
当进行刻蚀工艺时，将器件及刻蚀溶液放如工艺槽1、2、3中，上述刻蚀溶液为磷酸溶液，温度设为150-170摄氏度，可以在刻蚀工艺前先处理一些器件上的氮化硅挡片，以防止开始时对氧化膜有较大的损伤；同时工艺槽1、2、3中的刻蚀溶液通过循环管6流入第二辅助槽4中，与补水口41流入的水盒补液口42流入的刻蚀溶液进行混合后，通过第二辅助槽间循环管7流入第一辅助槽5以进行进一步的混合，然后部分通过供给管8分别流入工艺槽1、2、3中，形成一个循环；而第一辅助槽5中剩余的刻蚀溶液通过第一辅助循环管9回流如第二辅助槽4中，以进一步的混合，如此往复循环，使得各工艺槽中刻蚀溶液趋于相同，刻蚀速率也趋于相同，且由于参与循环的刻蚀溶液体积变大，SiO2含量变化也相对减小，因而刻蚀选择比也相对稳定。而每隔一段时间或是每生产一定量的硅片后通过排液口11、21、31排放出工艺槽1、2、3中的少量刻蚀溶液，从辅助槽中补充刻蚀溶液，从而解决新酸中SiO2含量相对偏高时，当对氮化硅进行刻蚀时，会对氧化膜造成较大的损伤的问题。
由于各工艺槽间刻蚀溶液在第一、第二辅助槽中混合，然后再注回工艺槽，因而各工艺槽中各项指标趋于一致，刻蚀速率也趋于一致。
假设当前工艺槽中刻蚀溶液中SiO2含量为a，刻蚀溶液总量为v1，则SiO2浓度为a/v1， 处理硅片后SiO2增加至b，则在单工艺槽循环的情况下SiO2 浓度变为b/v1；加入辅助槽的情况下，假设辅助槽中刻蚀溶液体积为v2，则SiO2浓度变化为b/(v1+v2)，显然 b/（v1+v2）< b/v1，从而达到SiO2浓度变化小的效果。
每隔一段时间或是每生产一定量的硅片后，通过排液口排掉少量的刻蚀溶液时，假设整个系统中SiO2含量为c，刻蚀溶液体积为v3，每隔一段时间或是每生产一定量的硅片后排掉刻蚀溶液v4，同时在辅助槽加入新的刻蚀溶液v5，而此段时间增加的SiO2含量为d。则这样一个过程后，
SiO2浓度x为（c+d）*（v3-v4）/v3/（v3-v4+v5），初始浓度y为c/v3，显然通过调节v4，v5可以使x与y相同，使得刻蚀溶液中SiO2浓度维持不变，从而达到提高氮化硅和氧化硅刻蚀速率选择比的稳定性效果；因为不再进行换酸操作，因而也消除了换酸后SiO2浓度的突变，解决了新酸SiO2刻蚀速率偏高的问题。
如图2所示，本发明还提供了一种提高刻蚀速率选择比稳定性的方法，包括如下步骤：
将工艺槽21中的刻蚀溶液通过循环管26流入第二辅助槽24中，上述刻蚀溶液为磷酸溶液，与补液口242中流入的新刻蚀溶液及补水口241中流入的水混合后，并通过第二辅助槽间循环管27流入第一辅助槽25中，以进行进一步的混合后，部分刻蚀溶液再通过供应管28补给到各个工艺槽21中；同时，第一辅助槽25中剩余的刻蚀溶液通过第一辅助槽间循环管29回流至第二辅助槽24中，以加深刻蚀溶液的混合程度。
每隔一段时间或是每生产一定量的硅片后，通过排液口211排掉少量的刻蚀溶液，以使得刻蚀溶液中SiO2浓度维持不变，从而达到提高氮化硅和氧化硅刻蚀速率选择比的稳定性效果。
其中，第一辅助槽25和第二辅助槽24的材质为塑料、石英或金属；供应管28、循环管26、第一辅助槽间循环管29及第二辅助槽间循环管27上均可根据需求设置过滤器、加热器、水浓度自动测定仪等补充装置；而工艺槽21的数目理论上可以设置无限多个，在实际应用中一般为2-1000个。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明通过添加辅助槽及与多个工艺槽连接形成循环，从而各工艺槽中刻蚀溶液趋于相同，刻蚀速率也趋于相同，且由于参与循环的刻蚀溶液体积变大，SiO2含量变化也相对减小，因而刻蚀选择比也相对稳定；而每隔一段时间或是每生产一定量的硅片后，通过排液口排掉少量的刻蚀溶液，以从辅助槽中补充新的刻蚀溶液，从而解决新刻蚀溶液中SiO2含量相对偏高时，当对氮化硅进行刻蚀，会对氧化膜造成较大的损伤的问题。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。
Claims (12)
1.一种提高刻蚀速率选择比稳定性的管道系统，包括数个工艺槽，其特征在于，还包括：
第一辅助槽和第二辅助槽，所述工艺槽与所述第一辅助槽之间通过供应管连接，所述工艺槽与所述第二辅助槽之间通过循环管连接，所述第一辅助槽与所述第二辅助槽通过辅助槽间循环管连接。
2.根据权利要求1所述的提高刻蚀速率选择比稳定性的管道系统，其特征在于，所述工艺槽设置有排液管。
3.根据权利要求1所述的提高刻蚀速率选择比稳定性的管道系统，其特征在于，所述第二辅助槽设置有补水口和补液口。
4.根据权利要求1所述的提高刻蚀速率选择比稳定性的管道系统，其特征在于，所述辅助槽间循环管至少包括第一辅助槽间循环管和第二辅助槽间循环管；所述第一辅助槽中的溶液通过所述第一辅助槽间循环管流入所述第二辅助槽中，所述第二辅助槽中的溶液通过所述第二辅助槽间循环管流入所述第一辅助槽。
5.根据权利要求1所述的提高刻蚀速率选择比稳定性的管道系统，其特征在于，所述第一辅助槽和所述第二辅助槽的材质为塑料、石英或金属。
6.根据权利要求1所述的提高刻蚀速率选择比稳定性的方法，其特征在于，所述供应管、循环管或辅助槽间循环管上均可根据需求设置过滤器、加热器或水浓度自动测定仪。
7.根据权利要求1所述的提高刻蚀速率选择比稳定性的方法，其特征在于，所述刻蚀溶液为磷酸溶液。
8.一种提高刻蚀速率选择比稳定性的方法，其特征在于，包括以下步骤：
数个工艺槽中的刻蚀溶液分别通过循环管流入第二辅助槽中，与补液口中流入的新刻蚀溶液及补水口中流入的水混合，并通过第二辅助槽间循环管流入第一辅助槽中，在通过供应管分别补给到所述工艺槽中；
所述第一辅助槽的溶液同时通过第一辅助槽间循环管流入所述第二辅助槽；上述步骤循环往复，直至制备工艺完成；
其中，所述刻蚀溶液为磷酸溶液。
9.根据权利要求8所述的提高刻蚀速率选择比稳定性的方法，其特征在于，所述工艺槽通过排液口定时排放部分刻蚀溶液。
10.根据权利要求8所述的提高刻蚀速率选择比稳定性的方法，其特征在于，所述第一辅助槽和所述第二辅助槽的材质为塑料、石英或金属。
11.根据权利要求8所述的提高刻蚀速率选择比稳定性的方法，其特征在于，所述供应管、循环管或辅助槽间循环管上均可根据需求设置过滤器、加热器或水浓度自动测定仪。
12.根据权利要求8所述的提高刻蚀速率选择比稳定性的方法，其特征在于，所述刻蚀溶液为磷酸溶液。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109037119A (zh) * | 2018-09-13 | 2018-12-18 | 友达光电（昆山）有限公司 | 一种蚀刻装置 |
| CN114195245A (zh) * | 2020-09-02 | 2022-03-18 | 中国科学院微电子研究所 | 腐蚀液回收再利用装置及方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11251282A (ja) * | 1998-03-05 | 1999-09-17 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 基板処理装置 |
| CN1713359A (zh) * | 2004-06-22 | 2005-12-28 | 茂德科技股份有限公司 | 蚀刻系统及其蚀刻液处理方法 |
| JP2007258405A (ja) * | 2006-03-23 | 2007-10-04 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 基板処理方法および基板処理装置 |
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11251282A (ja) * | 1998-03-05 | 1999-09-17 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 基板処理装置 |
| CN1713359A (zh) * | 2004-06-22 | 2005-12-28 | 茂德科技股份有限公司 | 蚀刻系统及其蚀刻液处理方法 |
| JP2007258405A (ja) * | 2006-03-23 | 2007-10-04 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 基板処理方法および基板処理装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109037119A (zh) * | 2018-09-13 | 2018-12-18 | 友达光电（昆山）有限公司 | 一种蚀刻装置 |
| CN114195245A (zh) * | 2020-09-02 | 2022-03-18 | 中国科学院微电子研究所 | 腐蚀液回收再利用装置及方法 |
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