[發(fā)明專利]一種濕法刻蝕裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310326653.4
• 申請日: 2013-07-30
• 公開（公告）號: CN104347394A
• 公開（公告）日: 2015-02-11
• 發(fā)明（設計）人: 馬悅;何川;施廣濤;黃允文;顧巖;陽詩友
• 申請（專利權(quán)）人: 馬悅;何川;施廣濤;黃允文;顧巖;陽詩友
• 主分類號: H01L21/3213
• 分類號: H01L21/3213
• 代理公司: 北京潤澤恒知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11319
• 代理人: 蘇培華

1.一種濕法刻蝕裝置，具有：

半導體加工件襯底，所述半導體加工件襯底具有待刻蝕面；

處理腔，所述處理腔內(nèi)具有襯底承載單元，所述襯底承載單元承載所述半導體加工件襯底；

刻蝕液體；

噴淋單元，所述噴淋單元具有至少一個刻蝕液體出口，所述噴淋單元與所述待刻蝕面相對而置，所述噴淋單元噴淋所述刻蝕液體至所述待刻蝕面；

驅(qū)動裝置，所述驅(qū)動裝置用以實現(xiàn)所述襯底承載單元與所述噴淋單元間的相對運動；

刻蝕液體供應單元，所述刻蝕液體供應單元供應所述刻蝕液體至所述噴淋單元；

刻蝕液體排出單元，所述刻蝕液體排出單元排出離開所述待刻蝕面的刻蝕液體至所述處理腔外；

其特征在于：

所述待刻蝕面為金屬覆膜面；

且所述裝置還具有：

生成電極腔，所述生成電極腔內(nèi)具有生成電極且與所述刻蝕液體供應單元連接；

回收電極腔，所述回收電極腔內(nèi)具有回收電極且與所述刻蝕液體排出單元連接；

所述生成電極與所述回收電極與一外接電源連接；

所述外電源具有電勢控制單元，用以控制所述生成電極與所述回收電極的電勢；

所述刻蝕液體具有至少一種金屬陽離子，所述金屬陽離子與所述金屬覆膜面產(chǎn)生置換反應。

2.權(quán)力要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置還具有電荷計算單元，用以計算所述生成電極及所述回收電極上單位時間內(nèi)通過的電荷。

3.權(quán)力要求1所述的裝置，其特征在于，所述噴淋單元是具有聲波發(fā)射器的噴嘴，所述聲波發(fā)射器頻率在20KHz至10MHz之間。

4.權(quán)力要求1所述的裝置，其特征在于，所述驅(qū)動裝置帶動所述襯底承載單元轉(zhuǎn)動或移動。

5.權(quán)力要求1所述的裝置，其特征在于，所述生成電極腔與所述回收電極腔間還具有一收容容器，用以收容所述刻蝕液體，所述收容容器連有一液體泵。

6.權(quán)力要求1所述的裝置，其特征在于，待刻蝕面上金屬覆膜為銅膜，所述金屬陽離子為三價鐵離子。所述三價鐵離子在所述刻蝕液體內(nèi)濃度小于1摩爾每公斤，所述三價鐵離子與銅膜接觸時產(chǎn)生二價鐵離子與二價銅離子。

7.權(quán)力要求6所述的刻蝕液體，其特征在于，所述刻蝕液體具有酸銅電解液、氯離子、還具有下列有機添加劑中的至少一種：抑制劑、光亮劑、整平劑、表面活性劑。

8.權(quán)利要求6所述的二價銅離子與二價鐵離子，其特征在于，所述二價鐵離子在所述生成腔內(nèi)轉(zhuǎn)化為三價鐵離子，所述二價銅離子在所述回收電極腔內(nèi)轉(zhuǎn)化為銅。

9.一種利用權(quán)利要求1至8中任一項所述的濕法刻蝕裝置對所述半導體加工件襯底進行處理的方法，包括：

步驟1，設置一預期刻蝕厚度；

步驟2，相對放置所述帶有銅膜覆膜的待刻蝕面與所述噴淋單元；

步驟3，所述驅(qū)動裝置驅(qū)動所述襯底承載單元帶動所述半導體加工件襯底轉(zhuǎn)動；

步驟4，含有所述三價鐵離子的所述刻蝕液體通過噴淋頭噴淋至所述待刻蝕面；

步驟5，所述刻蝕液體接觸所述銅膜時生成二價銅離子與二價鐵離子；

步驟6，所述刻蝕液體在離心力作用下離開所述待刻蝕面；

步驟7，從所述處理腔排放出所述刻蝕液體；

步驟8，收集所述刻蝕液體至所述回收電極腔；

步驟9，所述回收電極電勢在-0.447V至0.342V間，所述二價銅離子被還原為銅；

步驟10，從所述回收電極腔將所述刻蝕液體收集至所述收容容器；

步驟11，從所述收容容器將所述刻蝕液體傳傳輸至所述生成電極腔；

步驟12，所述生成電極電勢大于等于0.771V，所述二價鐵離子被氧化為三價鐵離子；

步驟13，通過所述電荷計算單元計算電荷，并將其轉(zhuǎn)換為即時刻蝕厚度；

步驟14，從所述生成電極腔將所述刻蝕液供給制所述噴淋單元并重復步驟3至步驟13，直到所述即時刻蝕厚度達到所述預期刻蝕厚度。

10.權(quán)利要求9所述的方法還包括步驟15，所述步驟15為對所述半導體加工件襯底進行化學機械研磨。