供液装置及湿法刻蚀设备的制造方法

文档序号:10300205阅读:606来源:国知局
供液装置及湿法刻蚀设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及半导体制造技术领域,尤其涉及一种供液装置及湿法刻蚀设备。
【背景技术】
[0002]半导体制造工艺是一种平面制造工艺,该工艺结合光刻、刻蚀、沉积、离子注入多种工艺,需要在同一衬底上形成大量各种类型的复杂器件,并将其互相连接以具有完整的电气性能。其中,任一工艺出现偏差,都将会造成电路的性能参数偏离设计值。目前,随着超大规模集成电路的器件特征尺寸不断缩小,集成度不断提高,对各步工艺的控制及其工艺结果的精确度提出了更高的要求。以刻蚀工艺为例,集成电路制造中,常需要利用刻蚀技术形成各种刻蚀图案,如接触孔、通孔图形、沟槽隔离图形或栅极图形,如果因控制不当使上述刻蚀图形的特征尺寸出现偏差,则将直接影响到电路的性能,降低产品的成品率。刻蚀包括干法刻蚀和湿法刻蚀。所述湿法刻蚀(包括湿法清洗)在芯片制造过程中主要有如下作用,其一是清洗晶圆,减少晶圆的污染和缺陷;其二是非选择性刻蚀某些特定的薄膜,典型性的列举,如在浅沟槽隔离工艺中氮化硅牺牲层的刻蚀,以及浅沟槽隔离中台阶高度(stepheight)氧化物膜的调节刻蚀等。
[0003]传统的湿法刻蚀设备为批式半导体衬底湿法刻蚀设备,湿法刻蚀设备包括多个清洗槽,在同一清洗槽中一次处理一批半导体衬底(一批半导体衬底为25片)。批式半导体衬底湿法刻蚀设备通常利用异丙醇(IPA)热雾化的方式对半导体衬底进行干燥,上述干燥方式具有无水痕残留、无静电积累等优点,但是利用批式半导体衬底湿法刻蚀设备具有酸液交叉污染、离子或金属污染等问题。随着集成电路技术节点的不断缩小,利用单片半导体衬底湿法刻蚀设备越来越是湿法刻蚀的趋势。单片半导体衬底湿法刻蚀设备相对于批式半导体衬底湿法刻蚀设备而言,去除颗粒缺陷能力好,并且是单片单腔室进行刻蚀,避免了酸液的相互污染,离子或金属污染更少。
[0004]请参考图1A和IB,现有的单片半导体衬底湿法刻蚀设备,包括:储液槽(tank)100、排液阀(drain valve)101、抽液栗(pump)102、倒吸阀(Suck back valve,SBV)103、倒吸喷嘴(Suck back nozzle) 104以及高液位传感器(full sensor) 105、低液位传感器(emptysensor) 106。储液槽100中储存和供应湿法刻蚀工艺所用的刻蚀液(original dispense),抽液栗102连接储液槽100,提高液压,并将储液槽100中的刻蚀液抽取到供液管道107中,倒吸阀103安装在供液管道107上,倒吸阀103的阀门打开时(请参考图1A),可以将刻蚀液输送至倒吸喷嘴104处,倒吸阀103的阀门关闭时(请参考图1B),阻止刻蚀液输送至倒吸喷嘴104。倒吸喷嘴104设置在被刻蚀晶圆一侧,并上下运动,以将刻蚀液喷雾状地均匀喷洒至被刻蚀晶圆表面。
[0005]但是,实用新型人发现,目前的这种湿法刻蚀设备,存在以下缺陷:
[0006]1、湿法刻蚀(包括湿法清洗)中常常采用各种酸性溶液,在刻蚀或清洗过程中,尤其是温度较高的条件下,酸性溶液挥发产生酸雾,酸雾容易在倒吸喷嘴处周围凝结形成漏液或者结晶(chemical liquid leak issue.),随着倒吸喷嘴的上下运动,这些漏液或者结晶势必会再次掉落在晶圆上,造成晶圆污染,引起废片,降低晶圆良率。
[0007]2、倒吸阀的使用寿命相对整个湿法刻蚀设备来说,非常短,很容易老化,通常仅能使用6个月左右,之后必须更换新的倒吸阀,造成设备成本浪费。
[0008]因此,需要一种供液装置及湿法刻蚀设备,能够避免喷嘴处漏液滴落到晶圆表面而造成污染,同时能够大大降低工艺成本。
【实用新型内容】
[0009]本实用新型的目的在于提供一种供液装置及湿法刻蚀设备,能够避免喷嘴处漏液滴落到晶圆表面而造成污染,同时能够大大降低工艺成本。
[0010]为解决上述问题,本实用新型提出一种供液装置,包括储液槽、喷嘴、连通所述喷嘴与所述储液槽的供液管道以及设置在所述供液管道上的抽液栗,其中,所述供液装置还包括设置在所述储液槽中的虹吸腔、连通所述虹吸腔与所述喷嘴的虹吸管道、设置在所述虹吸管道上的虹吸控制阀、连通所述虹吸腔与所述抽液栗的细流注入管道以及设置在所述细流注入管道上的辅助阀,所述细流注入管道连接所述虹吸腔的一端设置在所述虹吸控制阀与所述虹吸腔之间的虹吸管道上并与所述虹吸管道连通,所述喷嘴的最低点高于所述虹吸腔的最尚点。
[0011 ]进一步的,所述抽液栗的出口与所述储液槽之间还设置有回流管道。
[0012]进一步的,所述喷嘴的最低点与所述虹吸腔的最高点之间的高度差为I米?5米。
[0013]进一步的,所述喷嘴的最低点与所述虹吸腔的最高点之间的高度差为3米。
[0014]进一步的,所述储液槽中还设置有多个液位传感器。
[0015]进一步的,所述供液装置还包括分别连通所述虹吸腔和所述储液槽的至少一条进液管道、至少一条排液管道以及设置在所述进液管道上的进液阀和设置在所述排液管道上的排液阀。
[0016]本实用新型还提供一种湿法刻蚀设备,包括上述之一的供液装置。
[0017]进一步的,所述的湿法刻蚀设备还包括刻蚀室,所述喷嘴位于所述刻蚀室中,所述刻蚀室中在所述喷嘴下方设置有承载湿法刻蚀物的真空吸盘、连接所述真空吸盘并带动所述真空吸盘旋转的旋转机台、以及连接所述真空吸盘并维持所述真空吸盘的真空度的真空栗O
[0018]进一步的,所述的湿法刻蚀设备还包括设置于所述刻蚀室底部的废液回收槽。
[0019]进一步的,所述的湿法刻蚀设备还包括出口对准所述刻蚀室中的所述真空吸盘的表面的去尚子水管道。
[0020]与现有技术相比,本实用新型提供的供液装置及湿法刻蚀设备,具有以下有益效果:
[0021]1、在储液槽中添加了虹吸腔,使其与高处的喷嘴形成虹吸现象,并通过虹吸管道、细流注入管道以及虹吸控制阀和辅助阀的配合来保证虹吸现象的稳定,从而对喷嘴周围漏液进行负压虹吸,使其不再滴落,避免造成污染,工艺稳定性提高;
[0022]2、利用虹吸管道、细流注入管道以及虹吸控制阀和辅助阀来使喷嘴中的液体回流至虹吸腔,避免现有技术中的倒吸阀的使用,减少了频繁更换倒吸阀的工艺成本,维护方便。
【附图说明】
[0023]图1A和图1B分别是现有的一种湿法刻蚀设备的工作状态和待机状态的结构示意图;
[0024]图2A至2C是本实用新型具体实施例的供液装置的待机状态、工作状态、工作状态转为待机状态的结构示意图;
[0025]图3是本实用新型具体实施例的湿法刻蚀设备的结构示意图。
【具体实施方式】
[0026]为使本实用新型的目的、特征更明显易懂,下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】作进一步的说明,然而,本实用新型可以用不同的形式实现,不应只是局限在所述的实施例。
[0027]请参考图2A至2C,本实用新型提出一种供液装置,包括储液槽1、喷嘴14、连通喷嘴14与储液槽10的供液管道112以及设置在供液管道112上的抽液栗11,所述供液装置还包括设置在储液槽10中的虹吸腔16、连通虹吸腔16与喷嘴14的虹吸管道161、设置在虹吸管道161上的虹吸控制阀13、连通虹吸腔16与抽液栗11的细流注入管道113以及设置在细流注入管道113上的辅助阀12,所述细流注入管道113连接虹吸腔16的一端设置在所述虹吸控制阀13与虹吸腔16之间的虹吸管道161上并与虹吸管道161连通,喷嘴14的最低点高于虹吸腔16的最尚点。
[0028]本实施例中,抽液栗11的出口与储液槽1之间还设置有回流管道111,喷嘴14固定住升降机构15(可以是活塞等机构)上,能够在升降机构15的带动下进行上下运动。
[0029]本实施例中,回流管道111与供液管道112在抽液栗11的出口附近的一个位置连通,形成第一个三通管道,细流注入管道113的一端与供液管道112在抽液栗11的出口附近的另一位置连通,形成第二个三通管道,细流注入管道113的另一端与虹吸管道161在虹吸控制阀13的入口下端(即虹吸控制阀13靠近虹吸腔16的一端)附近的一个位置连通,形成第三个三通管道,供液管道112与虹吸管道161在虹吸控制阀13的出口附近(即虹吸控制阀13靠近喷嘴14的一端)的一个位置连通,形成第四个三通管道。本实施例中,所述喷嘴14的最低点与虹吸腔16的
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