湿法刻蚀系统、湿法刻蚀方法
【专利摘要】本发明提供了一种湿法刻蚀系统，包括：晶圆卡槽、药液槽、机械手、控制装置、位置传感器、以及转动装置。其中，当位置传感器检测到晶圆完全浸没于药液中和/或检测晶圆与转动装置相接触时，向控制装置发送信号，控制装置接收到位置传感器发送的信号后，控制转动装置进行转动，转动装置带动晶圆边缘沿顺时针或逆时针旋转；当晶圆边缘沿顺时针或逆时针旋转180度之后，控制装置控制转动装置停止转动；本发明能够使晶圆表面各个位置浸没于药液中的时间保持一致，从而克服了现有的湿法刻蚀方法中，晶圆顶部和底部由于浸没于药液中的时间不一致而导致的刻蚀差异较大的问题，减小了晶圆表面的湿法刻蚀差异，提高了刻蚀质量和器件的质量。
【专利说明】湿法刻蚀系统、湿法刻蚀方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体【技术领域】，特别涉及一种改善晶圆表面湿法刻蚀差异的湿法刻蚀系统，以及利用此湿法刻蚀系统对晶圆表面进行湿法刻蚀的方法。
【背景技术】
[0002]在半导体制造工艺领域，通常，晶圆边缘具有一个小小的尖角即V型槽(notch)，如图1所示，为晶圆示意图，用虚线框圈住的部分表示notch, notch是用来作为晶圆对准标记的，需要说明的是，实际中的notch很小，在图中为了表达清晰将notch的比例放大。在很多湿法刻蚀机台中，晶圆的处理方式采用批次作业方式。装有晶圆的片盒进入刻蚀机台后，晶圆会被传送到一个notch对准装置上。将所有晶圆的notch对准在同一位置后，晶圆卡槽从notch对准装置下方升起，将所有晶圆竖立于晶圆卡槽中，接着，机械手抓取晶圆卡槽，从而实现晶圆的移动。接下来，机械手将整个晶圆卡槽搬运到药液槽上方，使晶圆卡槽与晶圆竖直进入至药液槽底部，使晶圆全部均浸没于药液中。机械手从药液槽中退出。待作业完毕后，机械手进入药液槽中将整个晶圆卡槽取出，传送到后面的去离子水槽中继续作业。晶圆卡槽具有开口顶部和开口底部，用于盛载晶圆。在药液槽中，晶圆卡槽和晶圆均竖立于药液槽底部。
[0003]在此作业流程中，最先进入药液槽的晶圆部分也将是最后从药液槽出来的部分，这里，最先进入药液槽的晶圆部分称为晶圆底部；最后进入药液槽的晶圆部分也将是最先从药液槽出来的部分，这里，最后进入药液槽的晶圆部分称为晶圆顶部。因此，在相同的刻蚀时间内，最先进入药液槽的晶圆部分(晶圆底部)的刻蚀量将大于最后进入药液槽的晶圆部分(晶圆顶部)，于是，在晶圆进行刻蚀的表面产生湿法刻蚀差异。并且，此差异也将随着刻蚀药液的速率的增大和刻蚀时间的延长而增大。
[0004]在一个完整的半导体产品的制备过程中，湿法刻蚀并非只有一步，而是有很多步。多次湿法刻蚀差异的叠加必将导致晶圆顶部与晶圆底部的刻蚀差异成倍的增大。由于晶圆表面形貌对后续的工艺过程、器件的关键参数以及可靠性能够产生重要的影响，因此，需要改进现有湿法刻蚀系统及其工艺，以减小晶圆表面经湿法刻蚀产生的差异。
【发明内容】
[0005]为了克服以上问题，本发明的目的是通过在湿法刻蚀系统的药液槽中设置转动装置，使晶圆边缘能够旋转180度，即是晶圆顶部和底部上下颠倒位置，从而使晶圆表面各个位置浸没于药液中的时间相同，减小晶圆表面的湿法刻蚀差异。
[0006]为了实现上述目的，本发明的技术方案如下:
[0007]本发明提供了一种湿法刻蚀系统，包括:用于承载平行竖立放置的多个晶圆的晶圆卡槽；用于进行湿法刻蚀过程的药液槽；用于将所述晶圆卡槽放置于所述药液槽中或从所述药液槽中取出的机械手；用于控制机械手运输晶圆卡槽的控制装置；所述湿法刻蚀系统还包括:转动装置、位置传感器和控制装置；其中，[0008]转动装置，固定设置于所述药液槽中；
[0009]位置传感器，用于检测晶圆是否完全浸没于药液中和/或检测晶圆与转动装置是否相接触；
[0010]控制装置，还用于控制所述晶圆与所述转动装置相接触，以及控制所述转动装置进行转动或停止转动；其中，
[0011]当所述位置传感器检测到所述晶圆完全浸没于所述药液中时，向所述控制装置发送信号，所述控制装置接收到所述位置传感器发送的信号后，控制所述转动装置进行转动，所述转动装置带动所述晶圆边缘沿顺时针或逆时针旋转；
[0012]当所述晶圆边缘沿顺时针或逆时针旋转180度之后，所述控制装置控制所述转动
装置停止转动。
[0013]由此，由于在药液槽中设置了转动装置，通过转动装置的转动可以带动晶圆边缘进行顺时针或逆时针旋转；为了保证晶圆表面各个位置浸没于药液中的时间一致，本发明中，通过转动装置带动晶圆边缘旋转180度，即是使晶圆边缘顶部和底部上下颠倒位置，从而使得最先进入药液中的晶圆底部最先出来，最后进入药液中的晶圆顶部最后出来，减小了因浸没时间不同造成的晶圆表面的刻蚀差异，进一步提高了湿法刻蚀质量和整个器件的性能。
[0014]在本发明的一个较佳实施例中，所述转动装置为滚轮，通过摩擦力来带动所述晶圆边缘沿顺时针或逆时针进行180度旋转；
[0015]所述位置传感器检测到所述晶圆边缘与所述滚轮接触时，则向所述控制装置发送信号，所述控制装置控制所述滚轮进行转动，从而带动所述晶圆边缘进行旋转；
[0016]当所述位置传感器检测到所述晶圆边缘与所述滚轮未接触时，则向所述控制装置发送未接触信号，所述控制装置控制所述机械手将所述晶圆与所述滚轮相接触。
[0017]在本发明的一个较佳实施例中，所述转动装置的表面设置有接触部件，所述接触部件用于与所述晶圆边缘相接触，通过所述转动装置的转动带动所述接触部件转动，进而带动所述晶圆边缘进行旋转。
[0018]在本发明的一个较佳实施例中，所述位置传感器还具有角度感应模块，用于检测所述晶圆边缘旋转的角度、并发送停止信号给所述控制装置；所述控制装置接收到所述停止信号后，控制所述转动装置停止转动。
[0019]为了实现上述目的，本发明还提供给了一种采用上述任意一项所述的湿法刻蚀系统进行晶圆湿法刻蚀的方法，其包括:
[0020]所述控制装置控制所述机械手将承载有平行竖立放置的多个晶圆的所述晶圆卡槽放置于所述药液槽中；
[0021]所述位置传感器检测到所述晶圆已经完全浸没于所述药液槽中和/或检测所述晶圆与所述转动装置相接触后，向所述控制装置发送信号；
[0022]所述控制装置接收到所述位置传感器发送的信号后控制所述转动装置进行转动；
[0023]所述转动装置带动所述晶圆边缘进行顺时针或逆时针旋转；
[0024]当所述晶圆边缘旋转180度后，所述控制装置控制所述转动装置停止转动；
[0025]经过预先设定的湿法刻蚀时间后，所述控制装置控制所述机械手将所述晶圆卡槽从所述药液槽中取出。
[0026]由此，采用上述湿法刻蚀方法，通过位置传感器检测晶圆是否完全浸没于药液中，只要晶圆完全浸没于药液中，位置传感器就可以向控制装置发送信号，进而控制装置控制转动装置开始转动，并带动晶圆边缘进行旋转，使晶圆边缘顶部和底部颠倒过来，也即是旋转180度；之后，控制装置控制转动装置停止转动。这样，确保了晶圆表面各个位置在药液中的时间相同，减小了晶圆表面的刻蚀差异。
[0027]在本发明的一个较佳实施例中，当所述位置传感器检测到所述晶圆已经完全浸没于所述药液槽中后，所述位置传感器检测所述晶圆与所述转动装置是否相接触；当所述位置传感器检测到所述晶圆与所述转动装置相接触时，所述位置传感器向所述控制装置发送信号，所述控制装置控制所述转动装置进行转动；当所述位置传感器检测到所述晶圆边缘与所述转动装置未接触时，则向所述控制装置发送未接触信号，所述控制装置控制所述机械手将所述晶圆与所述转动装置相接触之后，再控制所述转动装置进行转动。
[0028]在本发明的一个较佳实施例中，所述位置传感器还具有角度感应模块，当所述角度感应模块检测到所述晶圆边缘旋转180度之后，发送停止信号给所述控制装置；所述控制装置接收到所述停止信号后，控制所述转动装置停止转动。
[0029]为了实现上述目的，本发明又提供了一种湿法刻蚀方法，包括:
[0030]所述控制装置控制所述机械手将承载有平行竖立放置的多个晶圆的所述晶圆卡槽放置于所述药液槽中；
[0031]经过预先设定的湿法刻蚀时间后，所述位置传感器检测所述晶圆与所述转动装置是否相接触；如果相接触，则向所述控制装置发送信号；如果不接触，则向所述控制装置发送未接触信号，所述控制装置控制所述机械手将所述晶圆与所述转动装置相接触之后，再向所述控制装置发送信号；
[0032]所述控制装置接收到所述位置传感器发送的信号后控制所述转动装置进行转动；
[0033]所述转动装置带动所述晶圆边缘进行顺时针或逆时针旋转；
[0034]当所述晶圆边缘旋转180度后，所述控制装置控制所述转动装置停止转动；
[0035]所述控制装置控制所述机械手将所述晶圆卡槽从所述药液槽中取出。
[0036]在本发明的一个较佳实施例中，所述位置传感器还具有角度感应模块，当所述角度感应模块检测到所述晶圆边缘旋转180度之后，发送停止信号给所述控制装置；所述控制装置接收到所述停止信号后，控制所述转动装置停止转动。
[0037]因此，本发明的湿法刻蚀系统克服了现有的湿法刻蚀工艺中，晶圆的顶部和底部的刻蚀差异较大的问题，减小了晶圆表面的湿法刻蚀差异，提高了刻蚀质量，以及后续工艺过程和器件的质量。
【专利附图】
【附图说明】
[0038]图1为晶圆示意图
[0039]图2为本发明的湿法刻蚀药液槽的方块图
[0040]图3为本发明的一个较佳实施例的转动装置的结构示意图
[0041]图4为本发明的另一个较佳实施例的转动装置的结构示意图[0042]图5为本发明的实施例二的湿法刻蚀方法的流程示意图
[0043]图6为本发明的实施例三的湿法刻蚀方法的流程示意图
【具体实施方式】
[0044]为使本发明的内容更加清楚易懂，以下结合说明书附图，对本发明的内容作进一步说明。当然本发明并不局限于该具体实施例，本领域内的技术人员所熟知的一般替换也涵盖在本发明的保护范围内。
[0045]如前所述，现有的湿法刻蚀药液槽进行湿法刻蚀工艺时，晶圆顶部和底部浸没在药液中的时间相差较大，从而导致多次湿法刻蚀工艺之后，晶圆顶部和底部的湿法刻蚀差异较大，降低了湿法刻蚀的精度和质量；为此，本发明在湿法刻蚀药液槽中设置了转动装置，通过转动装置带动晶圆边缘进行旋转，使最先进入药液中的晶圆部分在刻蚀之后最先出来，从而避免了由于浸没在药液中的时间不同而导致湿法刻蚀差异较大的问题，减小了晶圆表面湿法刻蚀差异，提高了湿法刻蚀精度和质量，以及后续工艺和器件的质量。
[0046]实施例一
[0047]以下结合附图2-4以及具体实施例对本发明的湿法刻蚀药液槽进行详细说明。其中，图2为本发明的湿法刻蚀系统的方块图，图3为本发明的一个较佳实施例的转动装置的结构示意图，图4为本发明的另一个较佳实施例的转动装置的结构示意图。需说明的是，附图均采用非常简化的形式、使用非精准的比例，且仅用以方便、清晰地达到辅助说明本实施例的目的。
[0048]请参阅图2，本发明的湿法刻蚀系统200，包括:用于承载平行竖立放置的多个晶圆的晶圆卡槽；用于进行湿法刻蚀过程的药液槽；用于将所述晶圆卡槽放置于所述药液槽中或从所述药液槽中取出的机械手，用于控制机械手运输晶圆卡槽的控制装置203;本发明的湿法刻蚀系统200还包括:转动装置201和位置传感器202 ；
[0049]转动装置201，固定设置于药液槽中；这里的药液槽中还可以包括药液进口、药液出口、电极等现有的结构，转动装置201可以通过固定支架、螺栓等机械部件固定于药液槽中，转动装置201可以固定于药液槽的侧壁、底部等任何位置，凡是能使转动装置201转动并能够带动晶圆转动的位置均可以。优选地，转动装置201固定设置于药液槽的底部，这样可以便于机械手将晶圆卡槽从转动装置201上部与其对准，使转动装置201与晶圆边缘的底部相接触。转动装置201可以具有驱动器，驱动器用于驱使转动装置进行转动。
[0050]位置传感器202，用于检测晶圆是否完全浸没于药液中和/或检测晶圆与转动装置是否相接触；只要晶圆完全浸没于药液中，无论处在何种状态，控制传感器都可以向控制装置发送信号，控制转动装置进行转动，进而带动晶圆边缘沿顺时针或逆时针旋转；或者，位置传感器检测到晶圆与转动装置相接触时，也可以向控制装置发送信号，控制转动装置进行转动；还可以在位置传感器检测到晶圆完全浸没于药液中且与转动装置相接触时，向控制装置发送信号；为了使晶圆边缘上下颠倒过来，需要使晶圆边缘旋转180度，也即是以晶圆的圆心为旋转中心，使晶圆旋转180度。位置传感器202的位置设置于药液槽外部，比如药液槽侧壁外部等位置，只要能够检测到晶圆是否完全浸没于水中，本发明对位置传感器的具体位置不作限制。
[0051]控制装置203，还用于控制晶圆与转动装置相接触，以及控制转动装置进行转动或停止转动；控制装置203可以包括多个功能模块，可以分别用于控制机械手抓取和输运晶圆卡槽到某一位置、控制转动装置进行转动或停止转动等。
[0052]控制装置203控制晶圆与转动装置相接触，可以在晶圆进入药液槽的过程中且在湿法刻蚀之前，也可以在湿法刻蚀完成之后；当控制装置203控制晶圆和转动装置相接触时，可以利用机械手来进行操作，比如，控制机械手抓取晶圆卡槽，使晶圆边缘底部与药液槽底部的转动装置顶部相迎合接触；然后，当位置传感器检测到晶圆完全浸没于药液中时，向控制装置发送信号，控制装置接收到位置传感器发送的信号后，控制转动装置进行转动，转动装置带动晶圆边缘沿顺时针或逆时针旋转；当晶圆边缘沿顺时针或逆时针旋转180度之后，控制装置控制转动装置停止转动。
[0053]由此，由于在药液槽中设置了转动装置，通过转动装置的转动可以带动晶圆边缘进行顺时针或逆时针旋转；为了保证晶圆表面各个位置浸没于药液中的时间一致，本发明中，通过转动装置带动晶圆边缘旋转180度，即是使晶圆顶部和底部上下颠倒位置，从而使得最先进入药液中的晶圆底部最先出来，最后进入药液中的晶圆顶部最后出来，减小了因浸没时间不同造成的晶圆表面的刻蚀差异，进一步提高了湿法刻蚀质量和整个器件的性能。需要说明的是，本发明中，最先进入药液槽的晶圆部分称为晶圆底部；最后进入药液槽的晶圆部分称为晶圆顶部。
[0054]在本发明的一个较佳实施例中，请参阅图3，转动装置201可以为滚轮301，通过摩擦力来带动晶圆边缘沿顺时针或逆时针进行180度旋转；当滚轮和晶圆边缘接触后，由于滚轮的转动，会对与之接触的晶圆边缘产生摩擦力，晶圆边缘受到摩擦力，也随之旋转起来。为了在旋转过程中，不损伤晶圆边缘，滚轮301与晶圆W接触的表面应当较为平整，该接触表面可以具有一定的摩擦力，从而在滚轮301进行旋转时，晶圆W在摩擦力的作用下进行旋转。需要说明的是，由于晶圆是成批次的进行刻蚀，所以滚轮301为多个，可以分布呈一列，这里仅列出一个来表示晶圆W和滚轮301的位置关系，这不用于限制本发明的范围。
[0055]这样，由于滚轮需要与晶圆相接触才能作用于晶圆并带动其转动，所以，位置传感器检测晶圆边缘与滚轮是否接触十分重要，如果其不接触，将不会带动晶圆的旋转；当位置传感器检测到晶圆边缘与滚轮未接触时，则向控制装置发送未接触信号，控制装置可以控制机械手将晶圆与滚轮相接触；当位置传感器检测到晶圆边缘与滚轮接触时，则向控制装置发送信号，控制装置控制所述滚轮进行转动，从而带动晶圆边缘进行旋转。
[0056]在本发明的另一个较佳实施例中，转动装置201还具有接触部件:接触部件设置于转动装置201表面，通过转动装置201的转动而带动接触部件进行转动。接触部件与晶圆边缘相接触，通过与晶圆边缘的相互作用力来带动晶圆转动；
[0057]例如，请参阅图4，转动装置为滚轮401，接触部件可以为传动带402，晶圆W置于传动带402上；当滚轮401转动时，传动带402随之转动，由于传动带402与晶圆W的下边缘接触，在摩擦力作用下，晶圆W随之进行旋转。需要说明的是，由于晶圆是成批次的进行刻蚀，所以滚轮401和传动带402为多个，可以分布呈一列，这里仅列出一个来表示晶圆W和滚轮401、传动带402的位置关系，这不用于限制本发明的范围。
[0058]在本发明的一个较佳实施例中，位置传感器还具有角度感应模块，用于检测晶圆边缘旋转的角度、并发送停止信号给控制装置；控制装置接收到停止信号后，控制转动装置停止转动。当角度感应模块感应到晶圆边缘沿顺时针或逆时针旋转180度之后，则发送停止信号给控制装置，控制装置则控制转动装置停止转动；当然，在本发明中，可以根据晶圆旋转和转动装置的转动速率比等，预先设定旋转时间等参数值，使控制装置在预先设定的参数值完成时控制转动装置停止转动，进而使晶圆停止旋转。比如，转动装置为滚轮时，根据晶圆的周长和滚轮边缘的线速度来计算晶圆边缘旋转180度的时间。
[0059]实施例二
[0060]以下结合附图5和具体实施例，对本发明的湿法刻蚀方法进行详细说明。其中，图5为本发明的实施例二的湿法刻蚀方法的流程示意图。
[0061]请参阅图5，本发明的湿法刻蚀方法，采用上述的湿法刻蚀系统进行操作，具体包括以下步骤:
[0062]步骤SOl:控制装置控制机械手将承载有平行竖立放置的多个晶圆的晶圆卡槽放置于药液槽中；
[0063]具体的，在本发明的一个较佳实施例中，转动装置固定设置于药液槽底部，首先，可以采用现有的方法，利用V型槽对准装置将所有的晶圆对准在同一位置；然后，晶圆卡槽从晶圆下方对准晶圆并经晶圆卡住在晶圆卡槽中；接着，控制装置控制机械手抓取晶圆卡槽，并将其输送到药液槽中。
[0064]步骤S02:位置传感器检测到晶圆已经完全浸没于药液槽中和/或检测晶圆与转动装置相接触后，向控制装置发送信号；
[0065]步骤S03:控制装置接收到位置传感器发送的信号后控制转动装置进行转动；
[0066]具体的，在本发明的一个较佳实施例中，机械手将晶圆卡槽放置于药液槽底部的转动装置上。需要说明的是，在本发明中，所有的晶圆都是竖立放置于晶圆卡槽中，且在药液槽中也是竖立放置的。
[0067]当机械手输送晶圆卡槽进入药液槽的过程中，位置传感器实时检测晶圆的位置，当检测到晶圆已经完全浸没于药液槽中时，可以向控制装置发送信号；或者，当位置传感器检测到晶圆已经完全浸没于药液槽中，并且检测到晶圆与转动装置相接触后，向控制装置发送信号；或者，当位置传感器检测到晶圆与转动装置相接触后，向控制装置发送信号，例如，转动装置位于药液槽底部，只要晶圆接触到转动装置，就说明晶圆已经完全浸没于药液槽中，这时就可以旋转晶圆了。
[0068]在本发明的一个较佳实施例中，当位置传感器检测到晶圆已经完全浸没于药液槽中后，位置传感器检测晶圆与转动装置是否相接触；当位置传感器检测到晶圆与转动装置相接触时，位置传感器向控制装置发送信号，控制装置控制转动装置进行转动；当位置传感器检测到晶圆边缘与转动装置未接触时，则向控制装置发送未接触信号，控制装置控制机械手将晶圆与转动装置相接触之后，再控制转动装置进行转动。这里，控制装置控制机械手将晶圆与转动装置相接触的过程，还可以包括位置传感器检测是否接触、控制机械手进行接触的若干个重复过程，直至最后检测到晶圆与转动装置相接触为止。
[0069]步骤S04:转动装置带动晶圆边缘进行顺时针或逆时针旋转；
[0070]具体的，在本发明的一个较佳实施例中，转动装置为滚轮，滚轮与晶圆边缘直接接触，滚轮转动过程中，在与之接触的晶圆边缘上产生摩擦力，晶圆边缘在摩擦力的作用下进行旋转；旋转状态为晶圆边缘以晶圆圆心为旋转中心进行旋转。
[0071]步骤S05:当晶圆边缘旋转180度后，控制装置控制转动装置停止转动；[0072]具体的，为了使晶圆顶部和底部颠倒过来,减小晶圆顶部和底部浸没于药液中的时间差异，实现晶圆表面各处浸没于药液中的时间一致，需要使晶圆边缘旋转180度；这样，在湿法刻蚀完成后，使最先进入药液的晶圆部分也最先出来，最后进入药液的晶圆部分也最后出来，使晶圆表面的湿法刻蚀时间差异减小，从而减小晶圆表面湿法刻蚀差异，提高湿法刻蚀工艺质量。
[0073]在本发明的一个较佳实施例中，位置传感器还具有角度感应模块，当角度感应模块检测到晶圆边缘旋转180度之后，发送停止信号给控制装置；控制装置接收到停止信号后，控制转动装置停止转动。
[0074]当然，在本发明中，可以根据晶圆旋转和转动装置的转动速率比等，预先设定旋转时间等参数值，使控制装置在预先设定的参数值完成时控制转动装置停止转动，进而使晶圆停止旋转。比如，转动装置为滚轮时，根据晶圆的周长和滚轮边缘的线速度来计算晶圆边缘旋转180度的时间。
[0075]步骤S06:经过预先设定的湿法刻蚀时间后，控制装置控制机械手将晶圆卡槽从药液槽中取出。
[0076]具体的，由于本领域的普通技术人员可以知晓现有的湿法刻蚀工艺过程，本发明对此不再赘述。
[0077]实施例三
[0078]以下结合附图6和具体实施例，对本发明的湿法刻蚀方法作进一步详细说明。其中，图6为本发明的实施例三的湿法刻蚀方法的流程示意。本实施例中，转动装置包括:传动部件和驱动部件。本实施例三与实施例二的不同之处在于:实施例二的晶圆旋转过程是在进入药液槽后立即进行旋转；本实施例三的晶圆旋转过程是在进行湿法刻蚀过程之后、晶圆离开药液槽之前进行旋转。
[0079]具体的，请参阅图6，本实施例中的湿法刻蚀方法，包括以下步骤:
[0080]步骤AOl:控制装置控制机械手将承载有平行竖立放置的多个晶圆的晶圆卡槽放置于药液槽中；
[0081]具体的，在本发明的一个较佳实施例中，转动装置固定设置于药液槽底部，首先，可以采用现有的方法，利用V型槽对准装置将所有的晶圆对准在同一位置；然后，晶圆卡槽从晶圆下方对准晶圆并经晶圆卡住在晶圆卡槽中；接着，控制装置控制机械手抓取晶圆卡槽，并将其输送到药液槽中。
[0082]步骤A02:经过预先设定的湿法刻蚀时间后，位置传感器检测晶圆与转动装置是否相接触；如果相接触，则向控制装置发送信号；如果不接触，则向控制装置发送未接触信号，控制装置控制机械手将晶圆与转动装置相接触之后，再向所述控制装置发送信号；
[0083]具体的，在本发明的一个较佳实施中，由于在湿法刻蚀过程中无需使晶圆与转动装置相接触，因此，在达到湿法刻蚀时间后，旋转晶圆之前，需要检测晶圆与转动装置是否相接触；只有当晶圆与转动装置相接触之后，晶圆才能旋转。控制装置控制机械手将晶圆与转动装置相接触的过程，包括位置传感器检测是否接触、控制机械手进行接触的若干个重复过程，直至最后检测到晶圆与转动装置相接触为止。
[0084]步骤A03:控制装置接收到位置传感器发送的信号后控制转动装置进行转动；
[0085]步骤A04:转动装置带动晶圆边缘进行顺时针或逆时针旋转；[0086]具体的，在本发明的一个较佳实施例中，转动装置为滚轮，滚轮与晶圆边缘直接接触，滚轮转动过程中，在与之接触的晶圆边缘上产生摩擦力，晶圆边缘在摩擦力的作用下进行旋转；旋转状态为晶圆边缘以晶圆圆心为旋转中心进行旋转。
[0087]在本发明的另一个较佳实施例中，转动装置的表面还具有接触部件，接触部件用于与晶圆边缘相接触，通过转动装置的转动带动接触部件进行转动，在接触部件转动过程中，在与之接触的晶圆边缘上产生摩擦力，晶圆边缘在摩擦力的作用下进行旋转；旋转状态为晶圆边缘以晶圆圆心为旋转中心进行旋转。
[0088]步骤A05:当晶圆边缘旋转180度后，控制装置控制转动装置停止转动；
[0089]具体的，为了使晶圆顶部和底部颠倒过来,减小晶圆顶部和底部浸没于药液中的时间差异，实现晶圆表面各处浸没于药液中的时间一致，需要使晶圆边缘旋转180度；这样，在湿法刻蚀完成后，使最先进入药液的晶圆部分也最先出来，最后进入药液的晶圆部分也最后出来，使晶圆表面的湿法刻蚀时间差异减小，从而减小晶圆表面湿法刻蚀差异，提高湿法刻蚀工艺质量。
[0090]在本发明的一个较佳实施例中，位置传感器还具有角度感应模块，当角度感应模块检测到晶圆边缘旋转180度之后，发送停止信号给控制装置；控制装置接收到停止信号后，控制转动装置停止转动。
[0091]当然，在本发明中，可以根据晶圆旋转和转动装置的转动速率比等，预先设定旋转时间等参数值，使控制装置在预先设定的参数值完成时控制转动装置停止转动，进而使晶圆停止旋转。比如，转动装置为滚轮时，根据晶圆的周长和滚轮边缘的线速度来计算晶圆边缘旋转180度的时间。
[0092]步骤A06:控制装置控制机械手将晶圆卡槽从药液槽中取出。
[0093]综上所述，本发明的湿法刻蚀系统，通过在药液槽中设置转动装置，利用转动装置的转动带动晶圆边缘进行180度旋转，使晶圆顶部和底部颠倒过来，确保了晶圆表面各个位置浸没于药液中的时间一致，从而克服了现有的湿法刻蚀工艺中，晶圆的顶部和底部由于浸没于药液中的时间差异较大而导致刻蚀差异较大的问题，提高了刻蚀质量，以及后续工艺过程和器件的质量。
[0094]虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然所述实施例仅为了便于说明而举例而已，并非用以限定本发明，本领域的技术人员在不脱离本发明精神和范围的前提下可作若干的更动与润饰，本发明所主张的保护范围应以权利要求书所述为准。
【权利要求】
1.一种湿法刻蚀系统，包括:用于承载平行竖立放置的多个晶圆的晶圆卡槽；用于进行湿法刻蚀过程的药液槽；用于将所述晶圆卡槽放置于所述药液槽中或从所述药液槽中取出的机械手，用于控制机械手运输晶圆卡槽的控制装置，其特征在于，所述湿法刻蚀系统还包括: 转动装置，固定设置于所述药液槽中； 位置传感器，用于检测所述晶圆是否完全浸没于所述药液中和/或检测所述晶圆与所述转动装置是否相接触； 控制装置，还用于控制所述晶圆与所述转动装置相接触，以及控制所述转动装置进行转动或停止转动；其中， 当所述位置传感器检测到所述晶圆完全浸没于所述药液中和/或检测所述晶圆与所述转动装置相接触时，向所述控制装置发送信号，所述控制装置接收到所述位置传感器发送的信号后，控制所述转动装置进行转动，所述转动装置带动所述晶圆边缘沿顺时针或逆时针旋转； 当所述晶圆边缘沿顺时针或逆时针旋转180度之后，所述控制装置控制所述转动装置停止转动。
2.根据权利要求1所述的湿法刻蚀系统，其特征在于，所述转动装置为滚轮，通过摩擦力来带动所述晶圆边缘沿顺时针或逆时针进行180度旋转； 所述位置传感器检测到所述晶圆边缘与所述滚轮接触时，则向所述控制装置发送信号，所述控制装置控制所述滚轮进行转动，从而带动所述晶圆边缘进行旋转； 当所述位置传感器检测到所述晶圆边缘与所述滚轮未接触时，则向所述控制装置发送未接触信号，所述控制装置控制所述机械手将所述晶圆与所述滚轮相接触。
3.根据权利要求1所述的湿法刻蚀系统，其特征在于，所述转动装置的表面设置有接触部件，所述接触部件用于与所述晶圆边缘相接触，通过所述转动装置的转动带动所述接触部件转动，进而带动所述晶圆边缘进行旋转。
4.根据权利要求1或2所述的湿法刻蚀系统，其特征在于，所述位置传感器还具有角度感应模块，用于检测所述晶圆边缘旋转的角度、并发送停止信号给所述控制装置；所述控制装置接收到所述停止信号后，控制所述转动装置停止转动。
5.一种采用权利要求1-4任意一项所述的湿法刻蚀系统进行晶圆湿法刻蚀的方法，其特征在于，包括: 所述控制装置控制所述机械手将承载有平行竖立放置的多个晶圆的所述晶圆卡槽放置于所述药液槽中； 所述位置传感器检测到所述晶圆已经完全浸没于所述药液槽中和/或检测所述晶圆与所述转动装置相接触后，向所述控制装置发送信号； 所述控制装置接收到所述位置传感器发送的信号后控制所述转动装置进行转动； 所述转动装置带动所述晶圆边缘进行顺时针或逆时针旋转； 当所述晶圆边缘旋转180度后，所述控制装置控制所述转动装置停止转动； 经过预先设定的湿法刻蚀时间后，所述控制装置控制所述机械手将所述晶圆卡槽从所述药液槽中取出。
6.根据权利要求5所述的湿法刻蚀方法，其特征在于，当所述位置传感器检测到所述晶圆已经完全浸没于所述药液槽中后，所述位置传感器检测所述晶圆与所述转动装置是否相接触；当所述位置传感器检测到所述晶圆与所述转动装置相接触时，所述位置传感器向所述控制装置发送信号，所述控制装置控制所述转动装置进行转动；当所述位置传感器检测到所述晶圆边缘与所述转动装置未接触时，则向所述控制装置发送未接触信号，所述控制装置控制所述机械手将所述晶圆与所述转动装置相接触之后，再控制所述转动装置进行转动。
7.根据权利要求5或6所述的湿法刻蚀方法，其特征在于，所述位置传感器还具有角度感应模块，当所述角度感应模块检测到所述晶圆边缘旋转180度之后，发送停止信号给所述控制装置；所述控制装置接收到所述停止信号后，控制所述转动装置停止转动。
8.一种采用权利要求1-4任意一项所述的湿法刻蚀系统进行湿法刻蚀的方法，其特征在于，所述湿法刻蚀方法包括: 所述控制装置控制所述机械手将承载有平行竖立放置的多个晶圆的所述晶圆卡槽放置于所述药液槽中； 经过预先设定的湿法刻蚀时间后，所述位置传感器检测所述晶圆与所述转动装置是否相接触；如果相接触，则向所述控制装置发送信号；如果不接触，则向所述控制装置发送未接触信号，所述控制装置控制所述机械手将所述晶圆与所述转动装置相接触之后，再向所述控制装置发送信 号； 所述控制装置接收到所述位置传感器发送的信号后控制所述转动装置进行转动； 所述转动装置带动所述晶圆边缘进行顺时针或逆时针旋转； 当所述晶圆边缘旋转180度后，所述控制装置控制所述转动装置停止转动； 所述控制装置控制所述机械手将所述晶圆卡槽从所述药液槽中取出。
9.根据权利要求8所述的湿法刻蚀方法，其特征在于，所述位置传感器还具有角度感应模块，当所述角度感应模块检测到所述晶圆边缘旋转180度之后，发送停止信号给所述控制装置；所述控制装置接收到所述停止信号后，控制所述转动装置停止转动。
【文档编号】H01L21/677GK103985660SQ201410238536
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年5月30日 优先权日:2014年5月30日
【发明者】姚嫦娲 申请人:上海集成电路研发中心有限公司