濕法刻蝕系統、濕法刻蝕方法技術方案

本發明專利技術提供了一種濕法刻蝕系統，包括：晶圓卡槽、藥液槽、機械手、控制裝置、位置傳感器、以及轉動裝置。其中，當位置傳感器檢測到晶圓完全浸沒于藥液中和/或檢測晶圓與轉動裝置相接觸時，向控制裝置發送信號，控制裝置接收到位置傳感器發送的信號后，控制轉動裝置進行轉動，轉動裝置帶動晶圓邊緣沿順時針或逆時針旋轉；當晶圓邊緣沿順時針或逆時針旋轉180度之后，控制裝置控制轉動裝置停止轉動；本發明專利技術能夠使晶圓表面各個位置浸沒于藥液中的時間保持一致，從而克服了現有的濕法刻蝕方法中，晶圓頂部和底部由于浸沒于藥液中的時間不一致而導致的刻蝕差異較大的問題，減小了晶圓表面的濕法刻蝕差異，提高了刻蝕質量和器件的質量。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及半導體
，特別涉及一種改善晶圓表面濕法刻蝕差異的濕法刻蝕系統，以及利用此濕法刻蝕系統對晶圓表面進行濕法刻蝕的方法。
技術介紹
在半導體制造工藝領域，通常，晶圓邊緣具有一個小小的尖角即V型槽(notch)，如圖1所示，為晶圓示意圖，用虛線框圈住的部分表示notch, notch是用來作為晶圓對準標記的，需要說明的是，實際中的notch很小，在圖中為了表達清晰將notch的比例放大。在很多濕法刻蝕機臺中，晶圓的處理方式采用批次作業方式。裝有晶圓的片盒進入刻蝕機臺后，晶圓會被傳送到一個notch對準裝置上。將所有晶圓的notch對準在同一位置后，晶圓卡槽從notch對準裝置下方升起，將所有晶圓豎立于晶圓卡槽中，接著，機械手抓取晶圓卡槽，從而實現晶圓的移動。接下來，機械手將整個晶圓卡槽搬運到藥液槽上方，使晶圓卡槽與晶圓豎直進入至藥液槽底部，使晶圓全部均浸沒于藥液中。機械手從藥液槽中退出。待作業完畢后，機械手進入藥液槽中將整個晶圓卡槽取出，傳送到后面的去離子水槽中繼續作業。晶圓卡槽具有開口頂部和開口底部，用于盛載晶圓。在藥液槽中，晶圓卡槽和晶圓均豎立于藥液槽底部。在此作業流程中，最先進入藥液槽的晶圓部分也將是最后從藥液槽出來的部分，這里，最先進入藥液槽的晶圓部分稱為晶圓底部；最后進入藥液槽的晶圓部分也將是最先從藥液槽出來的部分，這里，最后進入藥液槽的晶圓部分稱為晶圓頂部。因此，在相同的刻蝕時間內，最先進入藥液槽的晶圓部分(晶圓底部)的刻蝕量將大于最后進入藥液槽的晶圓部分(晶圓頂部)，于是，在晶圓進行刻蝕的表面產生濕法刻蝕差異。并且，此差異也將隨著刻蝕藥液的速率的增大和刻蝕時間的延長而增大。在一個完整的半導體產品的制備過程中，濕法刻蝕并非只有一步，而是有很多步。多次濕法刻蝕差異的疊加必將導致晶圓頂部與晶圓底部的刻蝕差異成倍的增大。由于晶圓表面形貌對后續的工藝過程、器件的關鍵參數以及可靠性能夠產生重要的影響，因此，需要改進現有濕法刻蝕系統及其工藝，以減小晶圓表面經濕法刻蝕產生的差異。
技術實現思路
為了克服以上問題，本專利技術的目的是通過在濕法刻蝕系統的藥液槽中設置轉動裝置，使晶圓邊緣能夠旋轉180度，即是晶圓頂部和底部上下顛倒位置，從而使晶圓表面各個位置浸沒于藥液中的時間相同，減小晶圓表面的濕法刻蝕差異。為了實現上述目的，本專利技術的技術方案如下:本專利技術提供了一種濕法刻蝕系統，包括:用于承載平行豎立放置的多個晶圓的晶圓卡槽；用于進行濕法刻蝕過程的藥液槽；用于將所述晶圓卡槽放置于所述藥液槽中或從所述藥液槽中取出的機械手；用于控制機械手運輸晶圓卡槽的控制裝置；所述濕法刻蝕系統還包括:轉動裝置、位置傳感器和控制裝置；其中，轉動裝置，固定設置于所述藥液槽中；位置傳感器，用于檢測晶圓是否完全浸沒于藥液中和/或檢測晶圓與轉動裝置是否相接觸；控制裝置，還用于控制所述晶圓與所述轉動裝置相接觸，以及控制所述轉動裝置進行轉動或停止轉動；其中，當所述位置傳感器檢測到所述晶圓完全浸沒于所述藥液中時，向所述控制裝置發送信號，所述控制裝置接收到所述位置傳感器發送的信號后，控制所述轉動裝置進行轉動，所述轉動裝置帶動所述晶圓邊緣沿順時針或逆時針旋轉；當所述晶圓邊緣沿順時針或逆時針旋轉180度之后，所述控制裝置控制所述轉動裝置停止轉動。由此，由于在藥液槽中設置了轉動裝置，通過轉動裝置的轉動可以帶動晶圓邊緣進行順時針或逆時針旋轉；為了保證晶圓表面各個位置浸沒于藥液中的時間一致，本專利技術中，通過轉動裝置帶動晶圓邊緣旋轉180度，即是使晶圓邊緣頂部和底部上下顛倒位置，從而使得最先進入藥液中的晶圓底部最先出來，最后進入藥液中的晶圓頂部最后出來，減小了因浸沒時間不同造成的晶圓表面的刻蝕差異，進一步提高了濕法刻蝕質量和整個器件的性能。在本專利技術的一個較佳實施例中，所述轉動裝置為滾輪，通過摩擦力來帶動所述晶圓邊緣沿順時針或逆時針進行180度旋轉；所述位置傳感器檢測到所述晶圓邊緣與所述滾輪接觸時，則向所述控制裝置發送信號，所述控制裝置控制所述滾輪進行轉動，從而帶動所述晶圓邊緣進行旋轉；當所述位置傳感器檢測到所述晶圓邊緣與所述滾輪未接觸時，則向所述控制裝置發送未接觸信號，所述控制裝置控制所述機械手將所述晶圓與所述滾輪相接觸。在本專利技術的一個較佳實施例中，所述轉動裝置的表面設置有接觸部件，所述接觸部件用于與所述晶圓邊緣相接觸，通過所述轉動裝置的轉動帶動所述接觸部件轉動，進而帶動所述晶圓邊緣進行旋轉。在本專利技術的一個較佳實施例中，所述位置傳感器還具有角度感應模塊，用于檢測所述晶圓邊緣旋轉的角度、并發送停止信號給所述控制裝置；所述控制裝置接收到所述停止信號后，控制所述轉動裝置停止轉動。為了實現上述目的，本專利技術還提供給了一種采用上述任意一項所述的濕法刻蝕系統進行晶圓濕法刻蝕的方法，其包括:所述控制裝置控制所述機械手將承載有平行豎立放置的多個晶圓的所述晶圓卡槽放置于所述藥液槽中；所述位置傳感器檢測到所述晶圓已經完全浸沒于所述藥液槽中和/或檢測所述晶圓與所述轉動裝置相接觸后，向所述控制裝置發送信號；所述控制裝置接收到所述位置傳感器發送的信號后控制所述轉動裝置進行轉動；所述轉動裝置帶動所述晶圓邊緣進行順時針或逆時針旋轉；當所述晶圓邊緣旋轉180度后，所述控制裝置控制所述轉動裝置停止轉動；經過預先設定的濕法刻蝕時間后，所述控制裝置控制所述機械手將所述晶圓卡槽從所述藥液槽中取出。由此，采用上述濕法刻蝕方法，通過位置傳感器檢測晶圓是否完全浸沒于藥液中，只要晶圓完全浸沒于藥液中，位置傳感器就可以向控制裝置發送信號，進而控制裝置控制轉動裝置開始轉動，并帶動晶圓邊緣進行旋轉，使晶圓邊緣頂部和底部顛倒過來，也即是旋轉180度；之后，控制裝置控制轉動裝置停止轉動。這樣，確保了晶圓表面各個位置在藥液中的時間相同，減小了晶圓表面的刻蝕差異。在本專利技術的一個較佳實施例中，當所述位置傳感器檢測到所述晶圓已經完全浸沒于所述藥液槽中后，所述位置傳感器檢測所述晶圓與所述轉動裝置是否相接觸；當所述位置傳感器檢測到所述晶圓與所述轉動裝置相接觸時，所述位置傳感器向所述控制裝置發送信號，所述控制裝置控制所述轉動裝置進行轉動；當所述位置傳感器檢測到所述晶圓邊緣與所述轉動裝置未接觸時，則向所述控制裝置發送未接觸信號，所述控制裝置控制所述機械手將所述晶圓與所述轉動裝置相接觸之后，再控制所述轉動裝置進行轉動。在本專利技術的一個較佳實施例中，所述位置傳感器還具有角度感應模塊，當所述角度感應模塊檢測到所述晶圓邊緣旋轉180度之后，發送停止信號給所述控制裝置；所述控制裝置接收到所述停止信號后，控制所述轉動裝置停止轉動。為了實現上述目的，本專利技術又提供了一種濕法刻蝕方法，包括:所述控制裝置控制所述機械手將承載有平行豎立放置的多個晶圓的所述晶圓卡槽放置于所述藥液槽中；經過預先設定的濕法刻蝕時間后，所述位置傳感器檢測所述晶圓與所述轉動裝置是否相接觸；如果相接觸，則向所述控制裝置發送信號；如果不接觸，則向所述控制裝置發送未接觸信號，所述控制裝置控制所述機械手將所述晶圓與所述轉動裝置相接觸之后，再向所述控制裝置發送信號；所述控制裝置接收到所述位置傳感器發送的信號后控制所述轉動裝置進行轉動；所述轉動裝置帶動所述晶圓邊緣進本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種濕法刻蝕系統，包括：用于承載平行豎立放置的多個晶圓的晶圓卡槽；用于進行濕法刻蝕過程的藥液槽；用于將所述晶圓卡槽放置于所述藥液槽中或從所述藥液槽中取出的機械手，用于控制機械手運輸晶圓卡槽的控制裝置，其特征在于，所述濕法刻蝕系統還包括：轉動裝置，固定設置于所述藥液槽中；位置傳感器，用于檢測所述晶圓是否完全浸沒于所述藥液中和/或檢測所述晶圓與所述轉動裝置是否相接觸；控制裝置，還用于控制所述晶圓與所述轉動裝置相接觸，以及控制所述轉動裝置進行轉動或停止轉動；其中，當所述位置傳感器檢測到所述晶圓完全浸沒于所述藥液中和/或檢測所述晶圓與所述轉動裝置相接觸時，向所述控制裝置發送信號，所述控制裝置接收到所述位置傳感器發送的信號后，控制所述轉動裝置進行轉動，所述轉動裝置帶動所述晶圓邊緣沿順時針或逆時針旋轉；當所述晶圓邊緣沿順時針或逆時針旋轉180度之后，所述控制裝置控制所述轉動裝置停止轉動。

【技術特征摘要】
1.一種濕法刻蝕系統，包括:用于承載平行豎立放置的多個晶圓的晶圓卡槽；用于進行濕法刻蝕過程的藥液槽；用于將所述晶圓卡槽放置于所述藥液槽中或從所述藥液槽中取出的機械手，用于控制機械手運輸晶圓卡槽的控制裝置，其特征在于，所述濕法刻蝕系統還包括: 轉動裝置，固定設置于所述藥液槽中； 位置傳感器，用于檢測所述晶圓是否完全浸沒于所述藥液中和/或檢測所述晶圓與所述轉動裝置是否相接觸； 控制裝置，還用于控制所述晶圓與所述轉動裝置相接觸，以及控制所述轉動裝置進行轉動或停止轉動；其中， 當所述位置傳感器檢測到所述晶圓完全浸沒于所述藥液中和/或檢測所述晶圓與所述轉動裝置相接觸時，向所述控制裝置發送信號，所述控制裝置接收到所述位置傳感器發送的信號后，控制所述轉動裝置進行轉動，所述轉動裝置帶動所述晶圓邊緣沿順時針或逆時針旋轉； 當所述晶圓邊緣沿順時針或逆時針旋轉180度之后，所述控制裝置控制所述轉動裝置停止轉動。2.根據權利要求1所述的濕法刻蝕系統，其特征在于，所述轉動裝置為滾輪，通過摩擦力來帶動所述晶圓邊緣沿順時針或逆時針進行180度旋轉； 所述位置傳感器檢測到所述晶圓邊緣與所述滾輪接觸時，則向所述控制裝置發送信號，所述控制裝置控制所述滾輪進行轉動，從而帶動所述晶圓邊緣進行旋轉； 當所述位置傳感器檢測到所述晶圓邊緣與所述滾輪未接觸時，則向所述控制裝置發送未接觸信號，所述控制裝置控制所述機械手將所述晶圓與所述滾輪相接觸。3.根據權利要求1所述的濕法刻蝕系統，其特征在于，所述轉動裝置的表面設置有接觸部件，所述接觸部件用于與所述晶圓邊緣相接觸，通過所述轉動裝置的轉動帶動所述接觸部件轉動，進而帶動所述晶圓邊緣進行旋轉。4.根據權利要求1或2所述的濕法刻蝕系統，其特征在于，所述位置傳感器還具有角度感應模塊，用于檢測所述晶圓邊緣旋轉的角度、并發送停止信號給所述控制裝置；所述控制裝置接收到所述停止信號后，控制所述轉動裝置停止轉動。5.一種采用權利要求1-4任意一項所述的濕法刻蝕系統進行晶圓濕法刻蝕的方法，其特征在于，包括: 所述控制裝置控制所述機械手將承載有平行豎立放置的多個晶圓的所述晶圓卡槽放置于所述藥液槽中； 所述位置傳感器檢測到所述晶圓已經完全浸沒于所述藥液槽中和/或檢測所述晶圓與所述轉動裝置相接觸后，向所述控制裝置發送信號；...

【專利技術屬性】
技術研發人員：姚嫦媧，
申請(專利權)人：上海集成電路研發中心有限公司，
類型：發明
國別省市：上海;31