CN102446789A - 一种蚀刻槽循环管路装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种蚀刻槽循环管路装置。本发明所提出的蚀刻槽循环管路装置包括蚀刻槽内槽，蚀刻槽外槽，泵，加热器和过滤器，蚀刻槽外槽底部管路与泵相连接后，依次通过加热器，并联两只以上过滤器，再连接蚀刻槽内槽，形成循环管路。本发明提出的蚀刻槽循环管路装置，通过对酸槽循环管路的改造，增加过滤器，使整个管路可以承受更大的压力，整体酸液的流速会增加到原来的2～3倍，并且酸槽内部酸液的流速会相对更均匀，有效增加酸液的流速，减少残留物缺陷的产生，非常适于实用。

Description

一种蚀刻槽循环管路装置

技术领域

本发明涉及一种半导体制造工艺中湿法蚀刻装置，特别涉及半导体制造工艺中湿法蚀刻所使用的蚀刻槽循环管路。

背景技术

人类研究半导体器件已经超过125年。根据摩尔定律，一块芯片上的晶体管数量大约每隔一年翻一番（后来在1975年被修正为每18个月翻一番）。从以前的微米时代，到现在的纳米时代，半导体集成电路的最小线宽以每年13%的速度缩小。特别是最近几年，半导体技术更是发生了翻天覆地的变化。而其中，半导体的隔离技术也经历了巨大发展。

半导体的两个基本隔离技术是：通过硅的局部氧化（LOCOS，Local Oxidation of Silicon）隔离实现的局部场隔离和浅槽隔离（STI, Shallow Trench Isolation）。以前当半导体制造技术在0.25微米以上线宽的时候，用的隔离工艺是LOCOS工艺，这一工艺于20世纪70年代早期研发成功，直到上世纪90年代末还在使用。而当半导体制造技术在0.25微米以下线宽，特别是进入纳米时代之后，由于LOCOS存在着严重的鸟嘴等一系列难以克服的技术难题，STI技术就完全代替了LOCOS技术。从此STI技术也就是浅槽隔离技术登上了历史的舞台，为半导体的发展发挥出了巨大的贡献。

半导体进入纳米时代之后，浅槽隔离中的热氧化物的厚度也会随着线宽的减小而越来越薄,在90纳米的工艺中热氧化物的厚度仅仅只有100埃。因此随之而来的问题是，由于在形成热氧化层的时候，由于硅和氧的不完全反映，在硅和二氧化硅的界面会生成SiO（一氧化硅）的气态不稳定物质，由于氧化层的厚度太薄，这种不稳定的物质会在高温的情况下，从氧化层中爆出，导致在浅槽隔离中形成热氧化层的缺陷。通过缺陷检测机器检测这种缺陷，发现每片晶片上都出现了10到50颗不等的STI拐角处有类似爆炸开的缺陷，我们称这种浅槽隔离中的氧化层缺陷为STI  AA damage（有源区域损伤）缺陷。这种氧化层缺陷严重地破坏了器件的隔离槽，通过检测产品的良率，发现产品因此而蒙受2.0%到10.0%的良率损失。

随着半导体技术的发展，关键尺寸越来越小，STI(浅沟槽隔离)薄膜淀积制程难度增加，为了使薄膜能更好的淀积进入沟道里，一般会蚀刻有源区域顶部氮化硅和二氧化硅层的侧壁，扩大沟道顶部的尺寸，这种蚀刻用氢氟酸和乙二醇的混合溶液作为蚀刻液，在制程过程中，由于蚀刻液的循环管路中只有一个过滤器，蚀刻液的流速只能限制在一定的程度，这样，造成晶片局部，特别是图形密集的区域，反应副产物不能及时转移出去，会慢慢沉积到沟道中，形成残留物缺陷，这种残留物不易被后续的制程去除，最终导致良率的损失。

本发明提出的蚀刻槽循环管路是在氢氟酸和乙二醇酸槽的循环管路中增加过滤器， 变成多个过滤器，增加酸液的流速，加快副产物的转移，减少残留物缺陷的形成。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种蚀刻槽循环管路，把晶片在浸泡式湿法清洗机台中进行浅沟槽隔离（STI）形成之前的有源区（AA）顶部氮化硅和二氧化硅层的侧壁蚀刻制程， 蚀刻步骤在氢氟酸和乙二醇的的酸槽中进行，通过对酸槽循环管路的改造，有效增加酸液的流速，减少残留物缺陷的产生。非常适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

本发明提出的一种蚀刻槽循环管路装置，其包括蚀刻槽内槽，蚀刻槽外槽，泵，加热器和过滤器，蚀刻槽外槽底部管路与泵相连接后，依次连接加热器和过滤器，再连接蚀刻槽内槽，形成循环管路，其特征在于，所述过滤器数量为2只以上，通过并联的方式连接。酸液的循环是外槽的酸液通过泵的压力进入循环管路，经过加热器，分成三支管路，分别经过过滤器，再通过内槽底部的管路出口进入内槽，内槽的酸液通过溢流的方式流到外槽。由于过滤器增加到三个，管路可以承受更大的压力，酸液的流速会增加到原来的2～3倍。

本发明提出的一种蚀刻槽循环管路装置，通过对酸槽循环管路的改造，增加过滤器，并且从不同的管路出口出来，这样，整个管路可以承受更大的压力，整体酸液的流速会增加到原来的2～3倍，并且酸槽内部酸液的流速会相对更均匀，有效增加酸液的流速，减少残留物缺陷的产生。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

参考所附附图，以更加充分的描述本发明的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本发明范围的限制。

图1绘示传统的蚀刻槽循环管路的结构示意图。

图2绘示本发明提供的蚀刻槽循环管路装置的结构示意图。

图3绘示本发明提供的另一例蚀刻槽循环管路装置的结构示意图。

标号说明：1. 蚀刻槽内槽，2. 蚀刻槽外槽，3. 泵，4. 加热器，5. 过滤器，6.管路出口

具体实施方式   

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种蚀刻槽循环管路装置，详细说明如下。

本发明的不同实施例将详述如下，以实施本发明的不同的技术特征，可理解的是，以下所述的特定实施例的单元和配置用以简化本发明，其仅为范例而不限制本发明的范围。

图1所示为传统的蚀刻槽循环管路装置的结构示意图。蚀刻槽循环管路包括装有氢氟酸和乙二醇的蚀刻槽，泵，加热器和过滤器。其中蚀刻槽分为内槽（1）和外槽（2），蚀刻槽外槽（2）底部管路与泵（3）相连接后，依次连接加热器（4）和过滤器（5），再连接蚀刻槽内槽（1），形成循环管路。蚀刻槽内槽（1）的酸液通过溢流的方式流到外槽（2）后通过泵（3）的压力进入循环管路，依次经过加热器（4），过滤器（5）后通过内槽底部的管路出口进入内槽（1）。

图2所示为本发明涉及的一种蚀刻槽循环管路装置，其包括蚀刻槽内槽（1），蚀刻槽外槽（2），泵（3），加热器（4）和过滤器（5），蚀刻槽外槽（2）底部管路与泵（3）相连接后，依次连接加热器（4）和过滤器（5），再连接蚀刻槽内槽（1），形成循环管路，其特征在于，所述三只过滤器（5）以并联方式连接，三只过滤器（5）再合并成一支管路与所述蚀刻槽内槽（1）底部连接。酸液的循环是外槽的酸液通过泵的压力进入循环管路，经过加热器，分成三支管路，分别经过过滤器，然后合并成一支管路，通过内槽底部的管路出口进入内槽，内槽的酸液通过溢流的方式流到外槽。由于过滤器增加到三个，管路可以承受更大的压力，酸液的流速会增加到原来的2～3倍。

图3所示为本发明涉及的另一种蚀刻槽循环管路装置，其包括蚀刻槽内槽（1），蚀刻槽外槽（2），泵（3），加热器（4）和过滤器（5），蚀刻槽外槽（2）底部管路与泵（3）相连接后，依次连接加热器（4）和过滤器（5），再连接蚀刻槽内槽（1），形成循环管路，其特征在于，所述三只过滤器（5）以并联方式连接，三只过滤器（5）分别与蚀刻槽内槽（1）的底部、中部和上部连接。酸液的循环是外槽的酸液通过泵的压力进入循环管路，经过加热器，分成三支管路，经过过滤器，管路不合并，分别与蚀刻槽内槽（1）的底部、中部和上部连接，通过内槽（1）的不同管路出口进入内槽（1），内槽（1）的酸液通过溢流的方式流到外槽（2）。由于过滤器增加到三个，并且从不同的管路出口出来，这样，整个管路可以承受更大的压力，酸液的流速会增加到原来的2～3倍，并且酸槽内部酸液的流速会相对更均匀。

通过说明和附图，给出了具体实施方式的特定结构的典型实施例。尽管上述发明提出了现有的较佳实施例，然而，这些内容并不作为局限。对于本领域的技术人员而言，阅读上述说明后，各种变化和修正无疑将显而易见。因此，所附的权利要求书应看作是涵盖本发明的真实意图和范围的全部变化和修正。在权利要求书范围内任何和所有等价的范围与内容，都应认为仍属本发明的意图和范围内。

Claims (3)

1.一种蚀刻槽循环管路装置，其包括蚀刻槽内槽，蚀刻槽外槽，泵，加热器和过滤器，蚀刻槽外槽底部管路与泵相连接后，依次连接加热器和过滤器，再连接蚀刻槽内槽，形成循环管路，其特征在于，所述过滤器数量为2只以上，以并联方式连接。

2.如权利要求1所述的一种蚀刻槽循环管路装置，其特征在于，所述2只以上过滤器并联，再合并成一支管路与所述蚀刻槽内槽底部连接。

3.如权利要求1所述的一种蚀刻槽循环管路装置，其特征在于，所述2只以上过滤器并联，不同过滤器分别与蚀刻槽内槽的底部、中部和上部管路连接。

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