濕法刻蝕裝置及其刻蝕方法制造方法及圖紙

一種濕法刻蝕裝置，包括：刻蝕槽；膜厚測試裝置，采用光學測量模式，并可對位于所述刻蝕槽中的待刻蝕晶圓之指定待測位置進行定位，且對所述待刻蝕晶圓之指定待測位置的膜厚在刻蝕過程中進行實時監控；刻蝕控制裝置，具有預定設置的預設膜層厚度，并可將所述膜厚測試裝置對所述待刻蝕晶圓之指定待測位置進行監控的實際膜厚和所述預定設置的預設膜層厚度進行比較。本發明專利技術所述的濕法刻蝕裝置克服了由于刻蝕溶液溶度變化帶來的刻蝕速率變化的影響，以及前工藝帶來的晶圓之間膜厚不一致的影響，使每批次晶圓的刻蝕后膜厚都與設定值一致，從而達到精確控制刻蝕量的目的并且可以改善不同批次的晶圓之間的刻蝕量的不穩定性。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及半導體
，尤其涉及一種。
技術介紹
半導體制造工藝是一種平面制造工藝,該工藝結合光刻、刻蝕、沉積、離子注入多種工藝，需要在同一襯底上形成大量各種類型的復雜器件，并將其互相連接以具有完整的電氣性能。其中，任一工藝出現偏差，都將會造成電路的性能參數偏離設計值。目前，隨著超大規模集成電路的器件特征尺寸不斷縮小，集成度不斷提高，對各步工藝的控制及其工藝結果的精確度提出了更高的要求。以刻蝕工藝為例，集成電路制造中，常需要利用刻蝕技術形成各種刻蝕圖案，如接觸孔、通孔圖形，溝槽隔離圖形或柵極圖形，如果因控制不當使上述刻蝕圖形的特征尺寸出 現偏差，則將直接影響到電路的性能，降低產品的成品率。濕法刻蝕是現代半導體制造中不可或缺的一道工藝。所述濕法刻蝕在芯片制造過程中主要有如下作用，其一是清洗晶圓，減少晶圓的污染和缺陷；其二是非選擇性刻蝕某些特定的薄膜，典型性的列舉，如在淺溝槽隔離工藝中氮化硅犧牲層的刻蝕，以及淺溝槽隔離中臺階高度(step height)氧化物膜的調節刻蝕等。對于薄膜刻蝕而言，隨著半導體器件的縮小，對于刻蝕穩定性和精確度的要求越來越高。例如在所述淺溝槽隔離中臺階高度(step height)氧化物膜的調節刻蝕中,其刻蝕量的多少將直接影響淺溝槽隔離臺階的高度，而臺階的高度最終又會影響器件的性能。因此，精確的控制薄膜的刻蝕量成為半導體器件制造中的一種必然要求。目前薄膜的刻蝕方法通常是把晶圓浸泡在刻蝕溶液中，通過化學反應腐蝕掉晶圓表面的薄膜。刻蝕時間根據需要的刻蝕量除以刻蝕速率預先得出。但是，所述常規刻蝕方法具有幾個缺點第一、刻蝕速率往往是在沒有圖形的晶圓上取得的，其速率往往與具有圖形的晶圓刻蝕速率不完全一致。因此，最終的刻蝕量往往與目標刻蝕量有一定的偏差，影響刻蝕的精度。第二、隨著刻蝕晶圓的增多，刻蝕槽內刻蝕溶液的濃度會發生變化，而濃度的變化又會導致實際刻蝕速率的變化。因此，在刻蝕時間不改變的情況下，不同批次間的晶圓之間會有刻蝕量的變化。第三、不同批次的晶圓與晶圓之間膜厚總會有一定的差異，但是由于刻蝕時間是預先計算好固定不變的，因此濕法刻蝕不能根據膜厚的不同來調整刻蝕量，從而導致刻蝕后晶圓間的膜厚差異難以縮小。為此，尋求一種可精確控制濕法刻蝕工藝的裝置和控制方法成為本領域亟待解決的問題之一。故針對現有技術存在的問題，本案設計人憑借從事此行業多年的經驗，積極研究改良，于是有了本專利技術一種。
技術實現思路
本專利技術是針對現有技術中，傳統的濕法刻蝕裝置容易因刻蝕速率、刻蝕溶液濃度等因素影響，造成刻蝕精度低，且不同批次晶圓刻蝕的不穩定性等缺陷提供一種濕法刻蝕>J-U ρ α裝直。本專利技術的又一目的是針對現有技術之缺陷，提供一種濕法刻蝕裝置的刻蝕方法。為了解決上述問題，本專利技術提供一種濕法刻蝕裝置，所述濕法刻蝕裝置包括刻蝕槽，所述刻蝕槽容置所述刻蝕溶液；膜厚測試裝置，所述膜厚測試裝置采用光學測量模式，并可對位于所述刻蝕槽中的待刻蝕晶圓之指定待測位置進行定位，且對所述待刻蝕晶圓之指定待測位置的膜厚在刻蝕過程中進行實時監控；刻蝕控制裝置，所述刻蝕控制裝置具有預定設置的預設膜層厚度，并可將所述膜厚測試裝置對所述待刻蝕晶圓之指定待測位置進行監控的實際膜厚和所述預定設置的預設膜層厚度進行比較。可選地，所述刻蝕槽一側設置觀察窗。 可選地，所述膜厚測試裝置設置在所述刻蝕槽之觀察窗一側。可選地，所述膜厚測試裝置設置在所述刻蝕槽之刻蝕溶液內。可選地，所述膜厚測試裝置用于對氮化硅、二氧化硅、氮氧化硅的其中之一單層或者其疊加膜層進行厚度測量。可選地，所述膜厚測試裝置以大于IHz的固定頻率的脈沖信號量測所述待刻蝕晶圓之指待測位置的膜厚。可選地，所述濕法刻蝕裝置用于單枚刻蝕機臺或者批刻蝕機臺。為實現本專利技術之又一目的，本專利技術提供一種濕法刻蝕裝置的刻蝕方法，所述刻蝕方法包括執行步驟SI :所述膜厚測試裝置對所述待刻蝕晶圓之指定待測位置進行定位；執行步驟S2 :所述濕法刻蝕裝置對所述待刻蝕晶圓之指定待測位置進行刻蝕，在刻蝕過程中，所述膜厚測試裝置對所述待刻蝕晶圓之指定待測位置的膜層厚度進行實時監控；執行步驟S3 :所述刻蝕控制裝置將所述膜厚測試裝置對所述待刻蝕晶圓之指定待測位置進行監控的實際膜厚和所述預定設置的預設膜層厚度進行比較，當所述待刻蝕晶圓之指定待測位置的實際膜厚和所述預定設置的預設膜層厚度相等時，則所述刻蝕控制裝置將控制所述濕法刻蝕裝置停止刻蝕。可選地，所述膜厚測試裝置對所述待刻蝕晶圓的指定測量位置進行定位是在所述待刻蝕晶圓刻蝕之前進行定位，并在定位完成之后和刻蝕完成之前，所述膜厚測量裝置與所述待刻蝕晶圓保持同步運動，所述膜厚測試裝置與所述待刻蝕晶圓具有恒定的相對位置，以確保所述膜厚測試裝置對所述待刻蝕晶圓的指定待測試位置之膜厚進行實時監控。可選地，所述膜厚測試裝置對所述待刻蝕晶圓的指定待測試位置之膜厚進行實時監控，是通過所述膜厚測試裝置以固定頻率的脈沖信號量測所述待刻蝕晶圓之指待測位置的膜厚。可選地，所述固定脈沖頻率大于1Hz。綜上所述，本專利技術所述的濕法刻蝕裝置，通過膜厚測試裝置對所述待刻蝕晶圓的指定待測位置之膜厚進行定位和實施監控，并通過刻蝕控制裝置自動的終止刻蝕，克服了由于刻蝕溶液溶度變化帶來的刻蝕速率變化的影響以及前道工藝帶來的晶圓間膜厚不一致的影響，使每批次晶圓的刻蝕后膜厚都與設定值一致，從而達到精確控制刻蝕量的目的并且可以改善不同批次的晶圓之間的刻蝕量的不穩定性。附圖說明圖I所示為本專利技術第一濕法刻蝕裝置的結構示意圖；圖2所示為本專利技術第一濕法刻蝕裝置的控制方法之流程圖；圖3所示為本專利技術第二濕法刻蝕裝置的結構示意圖。具體實施方式 為詳細說明本專利技術創造的
技術實現思路
、構造特征、所達成目的及功效，下面將結合實施例并配合附圖予以詳細說明。第一實施方式請參閱圖1，圖I所示為本專利技術第一濕法刻蝕裝置的結構示意圖。所述第一濕法刻蝕裝置I包括容置所述刻蝕溶液11的第一刻蝕槽12，所述第一刻蝕槽12 —側設置透明的觀察窗121 ;膜厚測試裝置13，所述膜厚測試裝置13采用光學測量模式，設置在所述第一刻蝕槽12之觀察窗121 —側,并可通過所述觀察窗121對位于所述第一刻蝕槽12中的待刻蝕晶圓10之指定待測位置進行定位，且對所述待刻蝕晶圓10之指定待測位置的膜厚在刻蝕過程中進行實時監控；刻蝕控制裝置14，所述刻蝕控制裝置14具有預定設置的預設膜層厚度，并可將所述膜厚測試裝置13對所述待刻蝕晶圓10之指定待測位置進行監控的實際膜厚和所述預定設置的預設膜層厚度進行比較，當所述待刻蝕晶圓10之指定待測位置的實際膜厚和所述預定設置的預設膜層厚度相等時，則所述刻蝕控制裝置14將控制所述第一濕法刻蝕裝置I停止刻蝕。其中，所述膜厚測試裝置13可對包括但不限于氮化硅、二氧化硅、氮氧化硅的其中之一單層或者其疊加膜層進行厚度測量。在本專利技術中，具體地，所述膜厚測試裝置13對所述待刻蝕晶圓10的指定測量位置進行定位是在所述待刻蝕晶圓10刻蝕之前進行定位，并在定位完成之后和刻蝕完成之前，所述膜厚測量裝置13與所述待刻蝕晶圓10保持同步運動，所述膜厚測試裝置13與所述待刻蝕晶圓10具有恒定的相對位置，以確保所述膜厚測試裝置13對所述待刻蝕晶圓10的指定待測本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種濕法刻蝕裝置，其特征在于，所述濕法刻蝕裝置包括：刻蝕槽，所述刻蝕槽容置所述刻蝕溶液；膜厚測試裝置，所述膜厚測試裝置采用光學測量模式，并可對位于所述刻蝕槽中的待刻蝕晶圓之指定待測位置進行定位，且對所述待刻蝕晶圓之指定待測位置的膜厚在刻蝕過程中進行實時監控；刻蝕控制裝置，所述刻蝕控制裝置具有預定設置的預設膜層厚度，并可將所述膜厚測試裝置對所述待刻蝕晶圓之指定待測位置進行監控的實際膜厚和所述預定設置的預設膜層厚度進行比較。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：鄧鐳，
申請(專利權)人：上海華力微電子有限公司，
類型：發明
國別省市：