一种提高晶圆表面平整度的湿法刻蚀装置的制作方法

本发明涉及湿法刻蚀技术领域，尤其涉及一种提高晶圆表面平整度的湿法刻蚀装置。

背景技术：

当前的湿法刻蚀机台通常为八寸或十二寸，其主流的机台类型可分为两类，一类为整批制程方式(batch run)机台，一类为单片制程方式(single wafer run)机台。整批制程方式(batch run)机台由于有极高的产品吞吐量以及酸碱利用率，适用于绝大部分的湿法刻蚀领域。

但是现有的batch run机台在进行湿法刻蚀时，晶圆在酸碱槽制程过程中普遍存在“先进后出”这一缺点，如图1所示，因为晶圆在酸碱槽中位置不会变化，先进入的一半接触酸碱液的时间长，后进入的一半接触酸碱液的时间短，影响晶圆表面的平整度；在取出时，后进入的一半先取出，先进入的一半后取出，进一步加深了晶圆表面的不平整；并且酸碱液对晶圆表面膜质的刻蚀速率越大，对晶圆表面平整度的影响就越大，这种酸碱湿法刻蚀后的晶圆，表面平整度欠缺，影响后续制程精度以及产品良率。

技术实现要素：

鉴于上述技术问题，本发明旨在提供一种新型的湿法刻蚀装置，来平衡晶圆各部位接触酸碱液的时间，从而提高晶圆表面平整度，进一步提高产品良率。

本发明解决上述技术问题的主要技术方案为：

一种提高晶圆表面平整度的湿法刻蚀装置，其特征在于，包括：

至少一个酸碱槽，用于盛放酸碱液，以对晶圆进行湿法刻蚀；

若干齿轮，设置于所述酸碱槽的底部，所述齿轮的齿口尺寸与所述晶圆的厚度匹配，以用于咬合所述晶圆；

制动装置，与所述齿轮连接，以驱动所述齿轮带动所述晶圆旋转，使所述晶圆在放入和取出所述酸碱槽的过程中各部位接触所述酸碱液的时间一致，以提高表面平整度。

优选的，上述的湿法刻蚀装置中，所述制动装置通过一气管与所述齿轮连接，以驱动所述齿轮转动。

优选的，上述的湿法刻蚀装置中，所述气管穿过所述酸碱槽的底部侧壁与所述齿轮连接，且所述气管与所述酸碱槽的连接处设置有密封圈。

优选的，上述的湿法刻蚀装置中，所述制动装置为气动制动装置或电动制动装置。

优选的，上述的湿法刻蚀装置中，所述气动制动装置包括：

气动控制电机，与所述气管连接，以通过所述气管控制所述齿轮转动；

气动阀，与所述气动控制电机连接，以控制所述气动控制电机的开启或关闭；

进气管以及出气管，与所述气动阀连接。

优选的，上述的湿法刻蚀装置中，所述电动制动装置为一电动马达，与所述气管连接，以通过所述气管驱动所述齿轮带动所述晶圆旋转。

优选的，上述的湿法刻蚀装置中，所述齿轮带动所述晶圆在所述酸碱槽中旋转的角度为：180°+n×*360°；

其中，所述n为自然数。

优选的，上述的湿法刻蚀装置中，所述齿轮的材质为耐酸碱腐蚀材质。

优选的，上述的湿法刻蚀装置中，所述气管的材质为耐酸碱腐蚀材质。

优选的，上述的湿法刻蚀装置中，所述酸碱槽底部还设置有一联动装置，所述若干齿轮设置于所述联动装置上。

上述技术方案具有如下优点或有益效果：本发明提供的一种提高晶圆表面平整度的湿法刻蚀装置，主要应用于batch run机台，通过在酸碱槽底部增加可转动的齿轮，并采用气动阀或电动阀控制齿轮带动晶圆旋转，来平衡晶圆各部位接触酸碱液的时间，从而提高晶圆表面平整度，进一步提高产品良率。

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为现有技术中晶圆处于湿法刻蚀机台的刻蚀制程中的示意图；

图2为本发明的湿法刻蚀装置的结构图；

图3为本发明的湿法刻蚀装置的酸碱槽内部结构图；

图4为晶圆处于本发明的湿法刻蚀装置的刻蚀制程中的示意图。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。当然除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。

本发明的提高晶圆表面平整度的湿法刻蚀装置，主要应用于整批制程方式(batch run)机台，包括至少一个酸碱槽，用于盛放对晶圆进行湿法刻蚀所需的酸碱液；每个酸碱槽的底部设置有若干可转动齿轮，且齿轮的齿口尺寸与晶圆的厚度匹配，以用于咬合晶圆；制动装置，与齿轮连接，当晶圆进入酸碱槽中卡接于齿轮的齿口上后，制动装置驱动齿轮带动晶圆旋转，使晶圆在放入和取出酸碱槽的过程中各部位接触酸碱液的时间一致，从而提高表面平整度。

下面结合具体的实施例以及附图详细阐述本发明的可提高晶圆表面平整度的湿法刻蚀装置。

如图2所示，本发明的湿法刻蚀装置的酸碱槽1(本发明的湿法刻蚀装置可包括一个或多个酸碱槽，图中为展示方便仅示出一个)底部，设置有齿轮2(齿轮2可为一个或多个)，齿轮2通过气管3(气管3也可设置为一个马达，用于驱动齿轮旋转)与驱动它转动的制动装置连接(图2中的制动装置为气动制动装置4)连接。因气管3是穿过酸碱槽1的底部侧壁与齿轮2连接，因此为保证连接的密封性，在气管3与酸碱槽1的连接处(虚线框30所示处)设置有密封圈或者其他可以密封连接的部件。具体的，气动制动装置4包括气动控制电机40，与气管3连接，以通过气管3控制齿轮2的转动；气动阀41，与气动控制电机40连接，以控制气动控制电机40的开启或关闭；进气管42以及出气管43，均连接至气动阀41。

作为一个优选的实施例，由于齿轮2以及控制齿轮2的气管3浸泡在酸碱槽1中盛放的酸碱液中，因此该齿轮2以及气管3的材质优选采用耐酸碱腐蚀的材质。

作为另一个优选的实施例，制动装置也可为电动制动装置，也即图2中的虚线框气动制动装置4部分可替换为一电动马达，与气管3连接，以通过气管3驱动齿轮2带动晶圆进行旋转。

齿轮2在酸碱槽1中的具体结构如图3所示，齿轮2可通过联动装置20设置于酸碱槽1的底部；齿轮的齿口用于咬合晶圆10，其中齿轮2旋转导致晶圆10旋转是根据齿轮2和晶圆10边缘的摩擦调试的，具体调试可根据晶10大小、齿轮2的齿口大小以及酸碱液的循环流量等参数进行调试。制动装置可以根据具体的制程参数，控制齿轮2的转速以及旋转圈数。优选的，为保证晶圆表面各个部分接触酸碱液的时间一致，齿轮2带动晶圆10在酸碱槽中旋转的角度为：180°+n×*360°；其中n为自然数；也即晶圆10可以在酸碱液中旋转180°加若干个整圈。

当晶圆处于实际的湿法制程过程中时，如图4所示，以晶圆上的标记角为最低点为例通过输送管(图中未示出)将晶圆10送入酸碱槽1中，因送入过程需要一定的时间，因此此时晶圆10的下部标记角部分接触酸碱液的时间最长；当晶圆10完全浸没于酸碱液中后，制动装置控制齿轮转动，以带动晶圆10进行旋转，晶圆10旋转的角度优选为180°，或者180°加上若干圈。当完成湿法刻蚀制程将晶圆10取出时，因晶圆10旋转了180°，此时标记角处于晶圆10的最高点，也即最先取出，而放入时最后放入的部分此时最后取出，因放入速度与取出速度一致，则旋转后的晶圆10上的各个部位接触到酸碱液的时间可保持一致，从而保证了晶圆10的表面平整度，确保后续制程的精度，进而进一步提高了产品良率。

综上所述，本发明提供的一种提高晶圆表面平整度的湿法刻蚀装置，通过在酸碱槽底部增加可转动的齿轮，并采用气动阀或电动阀控制齿轮带动晶圆旋转，来平衡放入和取出过程中晶圆各部位接触酸碱液的时间，从而提高晶圆表面平整度，进一步提高产品良率。

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。