CN109273382A - 湿法刻蚀装置 - Google Patents

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Abstract

本发明技术方案公开了一种湿法刻蚀装置，包括：刻蚀腔室；旋转平台，位于所述刻蚀腔室内，用于承载晶圆；试剂收集平台，位于所述刻蚀腔室的内侧壁，且凸出设置；试剂挡块，设置于所述试剂收集平台上，且位于所述旋转平台外围，用于阻挡试剂流出。保证在较短的时间内更均匀刻蚀或清洗晶圆，提高刻蚀或清洗效率。

Description

湿法刻蚀装置
技术领域
本发明涉及半导体器件的制造领域，尤其涉及湿法刻蚀装置。
背景技术
湿法工艺早期主要采用槽式设备批量作业，生产效率高，也可以满足工艺要求。然而随着半导体工艺不断的发展，晶圆尺寸逐渐的不断增大，芯片的最小线宽也由微米级逐渐向纳米级过渡。由于其工艺能力和均匀性已无法满足更为严格的工艺要求，槽式湿法设备在高端半导体产品制造中渐渐退出历史舞台。单片晶圆湿法刻蚀设备，由于其工艺效果以及均匀性高的特点，逐渐成为了半导体制造中的主流湿法设备。
现有单片晶圆湿法刻蚀装置在工作过程中，晶圆被吸在旋转平台上，旋转平台带着晶圆降到刻蚀腔室内，试剂从刻蚀腔室上方喷洒，同时旋转平台带动晶圆旋转，保证试剂覆盖整个晶圆表面的同时也可以通过离心力将试剂甩到刻蚀腔室外围试剂回收管路。在这个过程中，试剂在晶圆表面上停留的时间有限，且目前工艺的关键尺寸不断减小，使用这种刻蚀或清洗方式时如果刻蚀或清洗时间不够长，那可能会造成刻蚀或清洗不均匀的情况发生；虽然可以增长刻蚀或清洗时间避免这种情况，但是机台的产能会降低。
发明内容
本发明技术方案要解决的技术问题是提供一种湿法刻蚀装置，用较短时间更均匀刻蚀或清洗晶圆。
本发明技术方案提供一种湿法刻蚀装置，包括：刻蚀腔室；旋转平台，位于所述刻蚀腔室内，用于承载晶圆；试剂收集平台，位于所述刻蚀腔室的内侧壁，且凸出设置；试剂挡块，设置于所述试剂收集平台上，且位于所述旋转平台外围，用于阻挡试剂流出。
可选的，所述试剂挡块为可充气式装置或可伸缩式装置。
可选的，当所述试剂挡块为可充气式装置时，还包括充气泵及充气管道，所述充气泵通过所述充气管道与所述试剂挡块连接。
可选的，所述充气管道贯通于所述刻蚀腔室侧壁。
可选的，当所述试剂挡块为可伸缩式装置时，还包括伸缩控制模块，所述伸缩控制模块用于控制所述试剂挡块的伸缩。
可选的，所述试剂挡块呈环形设置于所述旋转平台外围。
可选的，所述试剂挡块与所述试剂收集平台多点位固定连接。
可选的，所述试剂收集平台至少具有一个，环型设置于所述刻蚀腔室内侧壁上。
可选的，所述试剂挡块的数量与所述试剂收集平台的数量匹配。
可选的，所述试剂收集平台与所述刻蚀腔室一体成型
可选的，所述试剂收集平台与所述刻蚀腔室通过焊接或铆接方式连接。
可选的，还包括：旋转轴，所述旋转轴与所述旋转平台连接，带动所述旋转平台转动。
与现有技术相比，本发明技术方案具有以下有益效果：
在所述旋转平台外围的所述试剂收集平台上增加试剂挡板，在刻蚀或清洗过程中试剂挡板闭合，阻断试剂收集平台与外围的试剂回收管路之间的通道，使刻蚀或清洗过程中晶圆能处于完全浸泡的状态，能在较短的时间内更均匀刻蚀或清洗晶圆，提高刻蚀或清洗效率；当刻蚀或清洗完毕后试剂挡板打开，试剂恢复流入刻蚀腔室外围回收管路中被回收，在提高机台产能及刻蚀或清洗能力的同时，可有效的防止试剂的交叉污染。
附图说明
图1为一种湿法刻蚀装置的结构示意图；
图2为本发明实施例中湿法刻蚀装置的结构示意图；
图3为本发明实施例中湿法刻蚀装置中试剂挡板的放大示意图。
具体实施方式
近年来，晶圆在进行工艺处理中会有很多个湿法刻蚀的步骤。随着晶圆尺寸的不断增大，为保证湿法刻蚀效果，通常一次只刻蚀一片晶圆，即采用单片晶圆湿法刻蚀方式。
具体地，可以参考图1所示的单片晶圆湿法刻蚀装置的结构示意图。
参照图1，单片晶圆湿法刻蚀装置包括：刻蚀腔室1，旋转平台2、旋转轴3、试剂喷嘴4和试剂收集平台11、12、13。所述旋转平台2位于所述刻蚀腔室1内；所述旋转平台1用于承载晶圆；所述旋转轴3与旋转平台2连接，带动所述旋转平台2转动；所述试剂喷嘴4，工作时伸向刻蚀腔室1内，且位于晶圆上方，向晶圆喷淋试剂；试剂收集平台11、12、13，位于所述刻蚀腔室1的内侧壁上，用于将刻蚀过程中收集的试剂输出至外管道中。目前采用单片晶圆湿法刻蚀装置进行刻蚀的过程中，所述旋转轴3带动所述旋转平台2旋转，从而使晶圆旋转，试剂喷嘴4在晶圆上方中心，将试剂喷淋到晶圆表面；由于离心力的作用，试剂由晶圆中心向周围扩散，从而达到试剂与晶圆全部上表面接触进行反应；刻蚀或清洗过程中，试剂由于离心力的作用沿试剂收集平台11、12、13方向向外管道甩出。
本发明的发明人经过研究发现，在湿法刻蚀或清洗过程中，刻蚀或清洗试剂在晶圆表面上停留的时间有限，且目前工艺的关键尺寸不断减小，使用这种刻蚀或清洗方式时如果刻蚀或清洗时间不够长，那可能会造成刻蚀或清洗不均匀的情况发生；而如果通过增加刻蚀或清洗时间避免刻蚀或清洗不均匀的话，则会造成机台的产能降低。
为解决上述技术问题，发明人经过研究在刻蚀腔室内侧壁上增加试剂挡板，在刻蚀或清洗过程中使试剂挡板闭合，阻断试剂收集平台与外围的试剂回收管路之间的通道，使刻蚀或清洗过程中晶圆能处于完全浸泡的状态，能在较短的时间内更均匀刻蚀或清洗晶圆，提高刻蚀或清洗效率。
下面结合实施例和附图对本发明技术方案进行详细说明。
图2为本发明实施例中湿法刻蚀装置的结构示意图。如图2所示，湿法刻蚀装置，包括：刻蚀腔室100；旋转平台200，位于所述刻蚀腔室100内，用于承载待刻蚀的晶圆；旋转轴300，与所述旋转平台200连接，在工作状态时带动所述旋转平台200的转动，以使位于所述旋转平台200上的晶圆旋转；试剂收集平台101、102、103，位于所述刻蚀腔室100的内侧壁，且往所述刻蚀腔室100内凸出设置；试剂挡块500，设置于所述试剂收集平台101、102、103外侧缘，用于阻挡试剂流出至所述刻蚀腔室100的外围的试剂回收管路中；试剂喷嘴400，工作时伸向刻蚀腔室100内，且位于晶圆上方，向晶圆喷淋试剂。
本实施例中，所述旋转平台200与所述旋转轴300固定连接，可通过焊接、铆接等方式连接。
本实施例中，所述晶圆中心与所述旋转平台200中心重合。
本实施例中，所述刻蚀腔室100套设于所述旋转平台200的外侧。
本实施例中，所述试剂收集平台101、102、103可按实施例设置3个，且间隔垂直设置于所述刻蚀腔室100的内侧壁；也可以设置1个，2个，4个等，可根据实际工艺进行设置。
本实施例中，所述试剂收集平台101、102、103可以与所述刻蚀腔室100一体成型；也可以通过焊接或铆接方式连接。所述试剂收集平台101、102、103位于所述旋转平台200外围。
本实施例中，如图3所示，所述试剂挡块500位于所述旋转平台200外围。
本实施例中，所述试剂挡块500为可充气式装置或可伸缩式装置。当所述试剂挡块500为可充气式装置时，还包括充气泵(未示出)、充气阀门(未示出)及充气管道501，所述充气泵通过所述充气管道501与所述试剂挡块500连接，且所述充气管道501贯通于所述刻蚀腔室100侧壁。所述试剂挡块500呈环形围绕设置于各所述试剂挡块500上，所述充气管道501对应各所述试剂挡块500，数量与所述试剂收集平台101、102、103数量一致。
在刻蚀或清洗时，打开充气阀门，通过充气泵将气体通过所述充气管道501对所述试剂挡板500进行充气，使所述试剂挡板500打开，然后关闭充气阀门，阻断所述试剂收集平台101、102、103与外围的试剂回收管路之间的通道，同时使所述试剂挡板500与所述旋转平台200之间的间隙减小，保证试剂停留在晶圆表面，使刻蚀或清洗过程中晶圆能处于完全浸泡的状态，能在较短的时间内更均匀刻蚀或清洗晶圆，提高刻蚀或清洗效率。当刻蚀或清洗工艺完毕后，打开充气阀门，使所述试剂挡板中的气体通过所述充气管道501流出，刻蚀或清洗试剂恢复流入刻蚀腔室外围试剂回收管路中被回收，在提高机台产能及刻蚀或清洗能力的同时，可有效的防止试剂的交叉污染。
而当所述试剂挡块500为可伸缩式装置时，比如推拉伸缩结构，还包括伸缩控制模块，所述伸缩控制模块用于控制所述试剂挡块500的伸缩。在刻蚀或清洗时，通过伸缩控制模块，将所述试剂挡板500展开，围于所述刻蚀腔室100内侧，阻断所述试剂收集平台101、102、103与外围的试剂回收管路之间的通道，使刻蚀或清洗过程中晶圆能处于完全浸泡的状态，能在较短的时间内更均匀刻蚀或清洗晶圆，提高刻蚀或清洗效率。当刻蚀或清洗工艺完毕后，通过伸缩控制模块，将所述试剂挡板500收拢，试剂恢复流入刻蚀腔室外围试剂回收管路中被回收，在提高机台产能及刻蚀或清洗能力的同时，可有效的防止试剂的交叉污染。
本实施例中，所述试剂挡块500与所述试剂收集平台101、102、103通多点位固定连接。
上述装置的工作原理如下：在刻蚀过程中，将所述试剂挡板500打开，所述旋转轴300带动所述旋转平台200旋转，从而使晶圆旋转，试剂喷嘴400在晶圆上方中心，将试剂喷淋到晶圆表面；由于离心力的作用，试剂由晶圆中心向周围扩散，从而达到试剂与晶圆全部上表面接触进行反应；由于所述刻蚀挡板500的阻挡，刻蚀或清洗试剂因离心力的作用也只是甩至试剂收集平台101、102、103上，再回至所述刻蚀腔室100内的晶圆表面上，使晶圆能处于完全浸泡的状态。当刻蚀或清洗完成后，所述试剂挡板500闭合，刻蚀或清洗试剂恢复流入所述刻蚀腔室100外围试剂回收管路中被回收。
发明虽然已以较佳实施方式公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施方式所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (12)

1.一种湿法刻蚀装置，其特征在于，包括：
刻蚀腔室；
旋转平台，位于所述刻蚀腔室内，用于承载晶圆；
试剂收集平台，位于所述刻蚀腔室的内侧壁，且凸出设置；
试剂挡块，设置于所述试剂收集平台上，且位于所述旋转平台外围，用于阻挡试剂流出。
2.如权利要求1所述湿法刻蚀装置，其特征在于，所述试剂挡块为可充气式装置或可伸缩式装置。
3.如权利要求2所述湿法刻蚀装置，其特征在于，当所述试剂挡块为可充气式装置时，还包括充气泵及充气管道，所述充气泵通过所述充气管道与所述试剂挡块连接。
4.如权利要求3所述湿法刻蚀装置，其特征在于，所述充气管道贯通于所述刻蚀腔室侧壁。
5.如权利要求2所述湿法刻蚀装置，其特征在于，当所述试剂挡块为可伸缩式装置时，还包括伸缩控制模块，所述伸缩控制模块用于控制所述试剂挡块的伸缩。
6.如权利要求1所述湿法刻蚀装置，其特征在于，所述试剂挡块呈环形设置于所述旋转平台外围。
7.如权利要求6所述湿法刻蚀装置，其特征在于，所述试剂挡块与所述试剂收集平台多点位固定连接。
8.如权利要求1所述湿法刻蚀装置，其特征在于，所述试剂收集平台至少具有一个，环型设置于所述刻蚀腔室内侧壁上。
9.如权利要求8所述湿法刻蚀装置，其特征在于，所述试剂挡块的数量与所述试剂收集平台的数量匹配。
10.如权利要求7所述湿法刻蚀装置，其特征在于，所述试剂收集平台与所述刻蚀腔室一体成型。
11.如权利要求7所述湿法刻蚀装置，其特征在于，所述试剂收集平台与所述刻蚀腔室通过焊接或铆接方式连接。
12.如权利要求1所述湿法刻蚀装置，其特征在于，还包括：旋转轴，所述旋转轴与所述旋转平台连接，带动所述旋转平台转动。
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