专利名称：湿法刻蚀清洗设备以及湿法刻蚀清洗方法
技术领域：
本发明涉及半导体器件制造领域，更具体地说，本发明涉及一种湿法刻蚀清洗设备以及湿法刻蚀清洗方法。
背景技术：
湿法刻蚀是半导体器件制造过程中常见的工艺。湿法刻蚀是一种传统的刻蚀方法。在湿法刻蚀过程中，硅片被浸泡在一定的化学试剂或试剂溶液中，由此使没有被抗蚀剂掩蔽的那一部分薄膜表面与试剂发生化学反应而被除去。如图1所示，硅衬底30上的被刻蚀层20上布置了抗蚀剂10，未被抗蚀剂10覆盖的被刻蚀区域A由于化学试剂的作用被去除。
例如，用一种含有氢氟酸的溶液刻蚀二氧化硅薄膜，用磷酸刻蚀铝薄膜等。这种在液态环境中进行刻蚀的方法称为“湿法”刻蚀。湿法刻蚀的优点操作简便；对设备要求低； 易于实现大批量生产；刻蚀的选择性好。
但是，由于化学反应的各向异性较差，现有技术的湿法蚀刻都会有钻蚀 (undercut)问题。具体地说，由于横向钻蚀使所得的刻蚀剖面呈圆弧形，所以湿法刻蚀很难做到精确控制图形。图2示出了湿法刻蚀的钻蚀问题的示意图。如图2所示，硅衬底3上的被刻蚀层2上布置了抗蚀剂1，未被抗蚀剂1覆盖的被刻蚀区域B由于化学试剂的作用被去除。但是，通过比较实际的湿法刻蚀工艺所刻蚀出的结构B与理想的结构A可以看出，实际刻蚀出来的结构由于钻蚀问题的存在而不能形成精确的图形。发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在上述缺陷，提供一种能够改善湿法蚀刻的片间均勻性、片内均勻性以及钻蚀问题中的全部或至少一部分的湿法刻蚀清洗设备以及湿法刻蚀清洗方法。
根据本发明的第一方面，提供了一种湿法刻蚀清洗设备，其包括化学品槽液体分流板，所述化学品槽液体分流板包括第一封闭区R、第二封闭区S以及孔布置区，所述孔布置区上布置有多个孔，其特征在于，在化学品槽液体分流板的孔布置区中，在每两个晶片放置位置之间布置一排孔，每排孔的数量不小于8个。
优选地，相距最远的两个孔之间的距离不小于晶片直径。
优选地，所有孔H具有相同的直径。
优选地，每个孔H的直径不大于3mm。
优选地，所述湿法刻蚀清洗设备在Sliter/min的化学药液流动速率下使用。
根据本发明的第二方面，提供了一种湿法刻蚀清洗方法，其利用化学品槽液体分流板在每两个晶片之间布置一排孔，其中每排孔的数量不小于8个。
优选地，每排孔中，相距最远的两个孔之间的距离不小于晶片直径。
优选地，所有孔H具有相同的直径。
优选地，每个孔H的直径不大于3mm。
优选地，湿法刻蚀清洗方法还包括将化学药液流动速率控制为Sliter/min。
本发明通过优化化学品槽液体分流板的设计来改善被刻蚀层(例如二氧化硅薄膜)的湿法蚀刻过程中的片间均勻性、片内均勻性以及钻蚀问题。
结合附图，并通过参考下面的详细描述，将会更容易地对本发明有更完整的理解并且更容易地理解其伴随的优点和特征，其中
图1示出了湿法刻蚀的示意图。
图2示出了湿法刻蚀的钻蚀问题的示意图。
图3示出了根据本发明实施例的湿法刻蚀清洗设备中的化学品槽液体分流板的结构图。
需要说明的是，附图用于说明本发明，而非限制本发明。注意，表示结构的附图可能并非按比例绘制。并且，附图中，相同或者类似的元件标有相同或者类似的标号。
具体实施方式
为了使本发明的内容更加清楚和易懂，下面结合具体实施例和附图对本发明的内容进行详细描述。
在湿法刻蚀清洗设备中，化学品槽被用于在其中湿法蚀刻晶片或前清洗晶片。其中的化学品槽液体分流板用于改变化学品槽中液体流动的特性。
刻蚀剂(例如氢氟酸)和刻蚀缓冲液对被刻蚀层(例如二氧化硅薄膜)的湿法蚀刻速率的片间均勻性都受到化学品槽液体分流板设计的极大影响。
图3示出了根据本发明实施例的湿法刻蚀清洗设备中的化学品槽液体分流板的结构图。
如图3所述，根据本发明实施例的湿法刻蚀清洗设备中的化学品槽液体分流板包括第一封闭区R、第二封闭区S以及孔布置区。第一封闭区R用于机械维持。第二封闭区 S用于调节。第一封闭区R以及第二封闭区S与现有技术的化学品槽液体分流板相同，因此出于简洁的目的在此不再赘述。
与现有技术的化学品槽液体分流板不同的是，根据本发明的化学品槽液体分流板的孔布置区包括多个孔H，并且孔H的排列方式为每两个晶片放置位置之间布置一排孔， 每排孔的数量不小于8个。这样，在根据本发明实施例的一种湿法刻蚀清洗方法中，可利用该化学品槽液体分流板在每两个晶片之间布置一排孔，其中每排孔的数量不小于8个。
在一个具体示例中，每两个晶片放置位置之间依次布置了 8个孔第一孔、第二孔、第三孔、第四孔、第五孔、第六孔、第七孔、以及第八孔。并且，优选地，每排孔中，相距最远的两个孔之间的距离不大于晶片直径；即，在本具体示例中，第一孔与第八孔之间的距离 D不小于晶片直径。
优选地，所有孔H具有相同的直径，并且进一步优选地，每个孔H的直径不大于 3mm ο
由此，一方面，本发明能够提高晶圆刻蚀均勻性，具体地说，本发明通过优化化学品槽液体分流板的设计来改善湿法蚀刻(例如对二氧化硅薄膜的湿法刻蚀)的片间均勻性，片内均勻性以及钻蚀问题a.优化分流板上孔洞排列方式使得每片晶片表面化学药液流动速率基本一样，从而得到更均勻的片间化学药液流动速率，b.优化分流板上开的孔洞的尺寸改变化学药液流出时的动量，并且让化学药液流动的主要路径和晶片正面保持合适的距离。
另一方面，本发明能够改善“钻蚀”问题，具体地说，本发明减少钻蚀问题主要依赖于优化分流板上开的孔洞的尺寸改变化学药液流出时的动量和让化学药液流动的主要路径和晶片正面保持合适的距离。化学药液流出时的适当的动量、以及化学药液流动的主要路径和晶片正面保持的合适距离，使得晶片表面化学药液的边界层变宽，化学药液到达晶片表面时间和反应生成物扩散离开晶片表面时间变长，从而抑制刻蚀剂或刻蚀缓冲液(具体地说，例如氢氟酸或氧化层刻蚀缓冲液)对光刻胶下的二氧化硅蚀刻。例如，在一个具体示例中，本发明能够减少氧化层刻蚀缓冲液对光刻胶下的二氧化硅类薄膜(包括热氧化二氧化硅，高温二氧化硅和正硅酸乙酯分解二氧化硅)的钻蚀现象。
更进一步地说，本发明在Sliter/min的化学药液流动速率的情况下取得最好的片内均勻性和片间均勻性，即，优选地湿法刻蚀清洗设备在Sliter/min的化学药液流动速率下使用。晶片在化学品槽中做湿法蚀刻或前清洗时，化学药液在化学品槽中是一直循环流动，化学药液循环流动的速率就是化学药液流动速率(“chemical flow”)。化学药液流动速率会影响晶片表明的颗粒数量和蚀刻速率。虽然特定地指出了本发明在Sliter/min 的化学药液流动速率的情况下取得最好的片内均勻性和片间均勻性；但是，其他化学药液流动速率下片间均勻性同样能改善。
可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下， 都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作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，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
权利要求
1 一种湿法刻蚀清洗设备，其包括化学品槽液体分流板，所述化学品槽液体分流板包括第一封闭区R、第二封闭区S以及孔布置区，所述孔布置区上布置有多个孔，其特征在于， 在化学品槽液体分流板的孔布置区中，在每两个晶片放置位置之间布置一排孔，每排孔的数量不小于8个。
2.根据权利要求1所述的湿法刻蚀清洗设备，其特征在于，每排孔中，相距最远的两个孔之间的距离不小于晶片直径。
3.根据权利要求1或2所述的湿法刻蚀清洗设备，其特征在于，所有孔H具有相同的直径。
4.根据权利要求1或2所述的湿法刻蚀清洗设备，其特征在于，每个孔H的直径不大于3mm ο
5.根据权利要求1或2所述的湿法刻蚀清洗设备，其特征在于，所述湿法刻蚀清洗设备在81iter/min的化学药液流动速率下使用。
6.一种湿法刻蚀清洗方法，其特征在于利用化学品槽液体分流板在每两个晶片之间布置一排孔，其中每排孔的数量不小于8个。
7.根据权利要求6所述的湿法刻蚀清洗方法，其特征在于，每排孔中，相距最远的两个孔之间的距离不小于晶片直径。
8.根据权利要求6或7所述的湿法刻蚀清洗方法，其特征在于，所有孔H具有相同的直径。
9.根据权利要求6或7所述的湿法刻蚀清洗方法，其特征在于，每个孔H的直径不大于3mm ο
10.根据权利要求6或7所述的湿法刻蚀清洗方法，其特征在于还包括将化学药液流动速率控制为81iter/min。
全文摘要
本发明提供了一种湿法刻蚀清洗设备以及湿法刻蚀清洗方法。根据本发明的湿法刻蚀清洗设备包括化学品槽液体分流板，所述化学品槽液体分流板包括第一封闭区R、第二封闭区S以及孔布置区，所述孔布置区上布置有多个孔，其特征在于，在化学品槽液体分流板的孔布置区中，在每两个晶片放置位置之间布置一排孔，每排孔的数量不小于8个。本发明通过优化化学品槽液体分流板的设计来改善被刻蚀层的湿法蚀刻过程中的片间均匀性、片内均匀性以及钻蚀问题。
文档编号H01L21/02GK102496560SQ20111038845
公开日2012年6月13日 申请日期2011年11月29日 优先权日2011年11月29日
发明者张凌越, 张瑞明, 杨勇, 王强, 郭国超 申请人:上海宏力半导体制造有限公司