CN107527844B - 湿法刻蚀化学品反应槽 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种湿法刻蚀化学品反应槽，其包括：用于盛放化学品反应液以及用于容纳待刻蚀晶片的第一槽、用于盛放化学品反应液且能够从第一槽顶部向第一槽注入化学品反应液的第二槽，以及用于将化学品反应液从第一槽底部抽至第二槽的抽泵。在该反应槽内，化学品反应液在第一槽内的流向是从上向下。因此，在第一槽内，化学品反应液按照由上到下的流向对待刻蚀晶片进行冲洗，如此，待刻蚀晶片刻蚀过程中产生的副产物很容易随反应液从第一槽底部流出，其不易粘附在待刻蚀晶片表面，因而该湿法刻蚀化学品反应槽能够减少刻蚀副产物给待刻蚀晶片表面带来的接触点线缺陷，有利于提高晶片良率。

Description

湿法刻蚀化学品反应槽

技术领域

本申请涉及半导体刻蚀技术领域，尤其涉及一种湿法刻蚀化学品反应槽。

背景技术

半导体制造技术中经常会用到刻蚀工艺，其中湿法刻蚀工艺主要是采用化学品反应液对刻蚀物进行去除的刻蚀技术，具体为通过化学品反应液与刻蚀物进行化学反应，使刻蚀物部分脱离晶圆表面，这样在晶圆上得到了所需要的表面。

现有的湿法刻蚀化学品反应槽包括外槽和内槽，其中，在湿法刻蚀过程中，将装有待刻蚀晶片的晶片支撑装置(lifter guider)放置于装有化学品反应液的内槽内，进行湿法刻蚀，化学品反应液的循环流向为：从外槽流经抽泵、加热器、过滤器，然后从内槽底部进入内槽，接着反应液从内槽的底部向上冲洗，最后从内槽顶部溢出到外槽。

根据上述现有的化学品反应液的循环流向可知，现有的湿法刻蚀方法中，反应液从内槽底部向上冲洗待刻蚀晶片，这种冲洗待刻蚀晶片的方式存在如下缺陷：刻蚀副产物不容易从内槽内随反应液流走，其比较容易粘附在待刻蚀晶片表面。这些粘附在待刻蚀平面边框的刻蚀副产物很容易给待刻蚀晶片表面带来接触点线性缺陷。图1示出了在现有的湿法刻蚀化学品反应槽进行刻蚀后的晶片示意图。从图1中可以明显看出，刻蚀后的晶片表面存在很多缺陷。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种湿法刻蚀化学品反应槽，以减少湿法刻蚀过程中给待刻蚀晶片表面带来的缺陷。

为了解决上述技术问题，本申请采用了如下技术方案：

一种湿法刻蚀化学品反应槽，包括：

用于盛放化学品反应液以及用于容纳待刻蚀晶片的第一槽、用于盛放化学品反应液且能够从第一槽顶部向第一槽注入化学品反应液的第二槽，以及用于将化学品反应液从第一槽底部抽至第二槽的抽泵。

可选地，所述第二槽套在所述第一槽外围。

可选地，所述湿法刻蚀化学品反应槽还包括：

设置于所述第一槽内的用于监测第一槽内化学品反应液的液位传感器。

可选地，所述液位传感器设置在靠近第一槽槽壁的位置。

可选地，所述第二槽的侧壁高于所述第一槽的侧壁。

可选地，在所述第一槽的侧壁靠上位置设置有用于使化学品反应液从第二槽流向第一槽的连通通道。

可选地，所述湿法刻蚀化学品反应槽还包括：用于过滤化学品反应液的过滤器，所述过滤器设置在所述抽泵与所述第二槽之间的连接管道上。

可选地，所述湿法刻蚀化学品反应槽还包括：用于加热化学品反应液的加热器，所述加热器设置在所述抽泵与所述第二槽之间的连接管道上。

相较于现有技术，本申请具有以下有益效果：

通过以上技术方案可知，当利用本申请实施例提供的湿法刻蚀化学品反应槽对待刻蚀晶片进行刻蚀时，将待刻蚀晶片放置在第一槽内，由第一槽内的化学品反应液对待刻蚀晶片进行湿法刻蚀。在该湿法刻蚀过程中，第二槽内的化学品反应液从第一槽顶部注入到第一槽内，然后第一槽内的化学品反应液经抽泵从第一槽底部流入第二槽，然后第二槽内的化学品反应液再从第一槽顶部注入到第二槽内，如此，化学品反应液在反应槽内的循环流向为：第一槽顶部——>第一槽底部——>抽泵——>第二槽——>第一槽顶部。如此，化学品反应液在第一槽内的流向是从上向下。因此，在第一槽内，化学品反应液按照由上到下的流向对待刻蚀晶片进行冲洗，如此，待刻蚀晶片刻蚀过程中产生的副产物很容易随反应液从第一槽底部流出，其不易粘附在待刻蚀晶片表面，因而该湿法刻蚀化学品反应槽能够减少刻蚀副产物给待刻蚀晶片表面带来的接触点线缺陷，有利于提高晶片良率。

附图说明

为了清楚地理解本申请的具体实施方式，下面将描述本申请具体实施方式时用到的附图做一简要说明。显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了在现有的湿法刻蚀化学品反应槽进行刻蚀后的晶片示意图；

图2是本申请实施例提供的一种湿法刻蚀化学品反应槽结构示意图；

图3是本申请实施例提供的另一种湿法刻蚀化学品反应槽结构示意图；

图4示出了在图3所示的湿法刻蚀化学品反应槽进行刻蚀后的晶片示意图。

附图标记：

30：待刻蚀晶片，21：第一槽，22：第二槽，23：抽泵，31：晶片支撑装置，24：连接管道，25：液位传感器，26：加热器，27：过滤器。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是本申请还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似推广，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，本申请结合示意图进行详细描述，在详述本申请实施例时，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，其在此不应限制本申请保护的范围。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。

图2是本申请实施例提供的一种湿法刻蚀化学品反应槽结构示意图。如图2所示，该湿法刻蚀化学品反应槽包括：

用于盛放化学品反应液以及用于容纳待刻蚀晶片30的第一槽21、用于盛放化学品反应液且能够从第一槽21顶部向第一槽21注入化学品反应液的第二槽22，以及用于将化学品反应液从第一槽21底部抽至第二槽22的抽泵23。在湿法刻蚀过程中，将待刻蚀晶片30放置在晶片支撑装置31上，然后两者一同浸没在第一槽21内的化学品反应液内。

可选地，第二槽22可以套在第一槽21的外围。如此形成第一槽21为内槽，第二槽22为外槽的反应槽结构。

可选地，为了使得第二槽22内的化学品反应液能够溢出到第一槽21内，第二槽22的侧壁高于第一槽21的侧壁，如此，当第二槽22内的化学品反应液的液位高于第一槽21的侧壁时，化学品反应液即可从第一槽的顶部注入到第一槽21内。

可选地，为了能够使得第二槽22内的化学品反应液能够注入到第一槽21内，在第一槽21的侧壁靠上位置上可以设置有用于使化学品反应液从第二槽22流向第一槽21的连通通道(图2中未示出)。

第一槽21的底部连接一连接管道24，该连接管道24将第一槽21、抽泵23以及第二槽22连接在一起，使得化学品反应液能够在抽泵23的作用下，由第一槽21的底部经由连接管道24流至第二槽22内，然后第二槽22内的化学品反应液从第一槽21的顶部注入到第一槽内。如此，就能够使化学品反应液在第一槽21和第二槽22内实现循环流动，且循环流动方向(图2中箭头表示化学品反应液的循环流动方向)为：第一槽21顶部——>第一槽21底部——>抽泵23——>第二槽22——>第一槽21顶部。如此，化学品反应液在第一槽21内的流向是从上向下。因此，在第一槽21内，化学品反应液按照由上到下的流向对待刻蚀晶片进行冲洗，如此，待刻蚀晶片刻蚀过程中产生的副产物很容易随反应液从第一槽21底部流出，其不易粘附在待刻蚀晶片表面，因而该湿法刻蚀化学品反应槽能够减少刻蚀副产物给待刻蚀晶片表面带来的接触点线缺陷，有利于提高晶片良率。

此外，在利用本申请实施例提供的湿法刻蚀化学品反应槽对待刻蚀晶片进行刻蚀时，因化学品反应液在湿法刻蚀槽即第一槽的流向是自上而下，晶片在反应液的流动下不容易发生晃动，相较于现有技术中自下而上的流动方向，减少了晶片接触到晶片支撑装置的可能，如此，晶片边缘的薄膜不会容易破碎，因而，该湿法刻蚀化学品反应槽有利于减少给待刻蚀晶片表面带来的接触点线缺陷，有利于提高晶片良率。该湿法刻蚀化学品反应槽能够适用于对65nm以下节点的器件的湿法刻蚀处理。

另外，在湿法刻蚀过程中，第一槽21内的化学品反应液的液位对刻蚀质量有重要影响，为了能够将待刻蚀晶片的各个区域均能够接触到化学品反应液，待刻蚀晶片要浸没在第一槽21内的化学品反应液内。作为一示例，第一槽21内的化学品反应液的液位要高于放置在第一槽21内的待刻蚀晶片的最高位置，作为一可选实施例，在刻蚀过程中，液位比放置在第一槽21内的待刻蚀晶片的最高位置高至少3cm。

为了能够监测第一槽21内的化学品反应液的液位，本申请实施例提供的湿法刻蚀化学品反应槽还可以包括：设置于在第一槽21内的用于监测第一槽内化学品反应液的液位传感器25。作为一可选实施例，液位传感器25可以设置在靠近第一槽槽壁的位置处。

需要说明，在本申请实施例中，第一槽21内的化学品反应液有四个关键液位，为了方便描述。该四个关键液位按由低到高的顺序依次分别为：第一液位、第二液位、第三液位和第四液位。当液位低于第一液位时，表示第一槽21内几乎没有化学品反应液，此时，需要由第二槽22从第一槽21的顶部注入化学品反应液。当液位达到第二液位时，表示能够启动抽泵23，使化学品反应液在第一槽21和第二槽22内实现循环流动。当液位达到第三液位时，表示能够对化学品反应液进行加热，从而使得第一槽21内的化学品反应液的温度达到预设温度。当液位达到第四液位时，表示整个反应槽内的化学品反应液能够进行正常的循环流动。

因对待刻蚀晶片进行湿法刻蚀时，通常对化学品反应液的温度也有一定要求，因此，为了能够较好地控制化学品反应液的温度，作为本申请的一可选实施例，上述所述的湿法刻蚀化学品反应槽除了包括上述所述的各个部件外，如图3所示，还可以包括：设置在抽泵23与所述第二槽22之间的连接管道24上的、用于加热化学品反应液的加热器26。

另外，在对待刻蚀晶片进行湿法刻蚀过程中，会产生一些刻蚀副产物颗粒，如果不将这些刻蚀副产物颗粒从化学品反应液内去除，其会随着化学品反应液的循环流动也在反应槽内进行循环流动。如此，当化学品反应液从第一槽21的顶部流向底部，对待刻蚀晶片进行冲洗时，其中的颗粒物可能会粘附在待刻蚀晶片表面上，对待刻蚀晶片表面带来缺陷。基于此，作为本申请的一可选实施例，如图3所示，上述所述的湿法刻蚀化学品反应槽还可以包括：设置在所述抽泵23与所述第二槽22之间的连接管道24上的、用于过滤化学品反应液的过滤器27。

在图3所示的湿法刻蚀化学品反应槽内，化学品反应液在整个反应槽的循环流动方向(图3中箭头表示化学品反应液的循环流动方向)为：第一槽21顶部——>第一槽21底部——>抽泵23——>加热器26——>过滤器27——>第二槽22——>第一槽21顶部。

根据上述化学品反应液在整个反应槽的循环流动方向可知，化学品反应液在第一槽21内是自上而下流动的，在第一槽21内，化学品反应液按照由上到下的流向对待刻蚀晶片进行冲洗，如此，待刻蚀晶片刻蚀过程中产生的副产物很容易随反应液从第一槽21底部流出，其不易粘附在待刻蚀晶片表面，因而该湿法刻蚀化学品反应槽能够减少刻蚀副产物给待刻蚀晶片表面带来的接触点线缺陷，有利于提高晶片良率。图4示出了在图3所示的湿法刻蚀化学品反应槽进行刻蚀后的晶片示意图。对比图1和图4，可以很明显地看出，本申请实施例提供的湿法刻蚀化学品反应槽减少了晶片缺陷，有利于提高晶片良率。

除此之外，图3所示的湿法刻蚀化学品反应槽还可以对化学品反应液进行加热和过滤，从而能够提高刻蚀效率、减少晶片缺陷，提高晶片良率。

需要说明，当需要对上述任一实施例所述的湿法刻蚀化学品反应槽进行更换化学品反应液时，将新鲜的化学品反应液注入到第一槽21内，当液位达到第二液位时，启动抽泵23，当液位达到第三液位时，启动加热器26，当液位达到第四液位时，停止向第一槽21内注入新鲜化学品反应液。

另外，在湿法刻蚀过程中，不同的待刻蚀晶片可能需要不同浓度的化学品反应液。若湿法刻蚀化学品反应槽内的现有的化学品反应液的浓度没有达到预期浓度，此时，可以将用于提高浓度的化学品反应液注入到第二槽22内，通过化学品反应液的循环流动实现反应槽内的化学品反应液浓度的整体提高。

以上所述仅是本申请的优选实施方式，虽然本申请已以较佳实施例披露如上，然而并非用以限定本申请。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本申请技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本申请技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本申请技术方案的内容，依据本申请的技术实质对以上实施例所做的任何的简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本申请技术方案保护的范围内。

Claims (6)

1.一种湿法刻蚀化学品反应槽，其特征在于，包括：

用于盛放化学品反应液以及用于容纳待刻蚀晶片的第一槽、用于盛放化学品反应液且能够从第一槽顶部向第一槽注入化学品反应液的第二槽、用于将化学品反应液从第一槽底部抽至第二槽的抽泵，以及设置于所述第一槽内的用于监测第一槽内化学品反应液的液位传感器，以及用于加热化学品反应液的加热器，所述加热器设置在所述抽泵与所述第二槽之间的连接管道；

其中，所述第一槽内的化学品反应液包括四个液位，所述四个液位由低到高为：第一液位、第二液位、第三液位和第四液位；

在所述第一槽内的化学反应液的液位低于第一液位时，向所述第一槽内注入化学品反应液，在所述第一槽内的化学反应液的液位达到第二液位时，启动所述抽泵；在所述第一槽内的化学反应液的液位达到第三液位时，启动所述加热器，在所述第一槽内的化学反应液的液位达到第四液位时，停止向所述第一槽内注入化学品反应液。

2.根据权利要求1所述的湿法刻蚀化学品反应槽，其特征在于，所述第二槽套在所述第一槽外围。

3.根据权利要求1所述的湿法刻蚀化学品反应槽，其特征在于，所述液位传感器设置在靠近第一槽槽壁的位置。

4.根据权利要求1-3任一项所述的湿法刻蚀化学品反应槽，其特征在于，所述第二槽的侧壁高于所述第一槽的侧壁。

5.根据权利要求1-3任一项所述的湿法刻蚀化学品反应槽，其特征在于，在所述第一槽的侧壁靠上位置设置有用于使化学品反应液从第二槽流向第一槽的连通通道。

6.根据权利要求1-3任一项所述的湿法刻蚀化学品反应槽，其特征在于，所述湿法刻蚀化学品反应槽还包括：用于过滤化学品反应液的过滤器，所述过滤器设置在所述抽泵与所述第二槽之间的连接管道上。

Images