[發明專利]用于改善濕法刻蝕表面均勻性的裝置、清洗設備及方法

在審

• 申請號: 202211580723.4
• 申請日: 2022-12-09
• 公開（公告）號: CN115732373A
• 公開（公告）日: 2023-03-03
• 發明（設計）人: 吳丹晨
• 申請（專利權）人: 上海集成電路研發中心有限公司;上海集成電路裝備材料產業創新中心有限公司
• 主分類號: H01L21/67
• 分類號: H01L21/67
• 代理公司: 上海恒銳佳知識產權代理事務所(普通合伙) 31286
• 代理人: 張磊

本發明公開了一種用于改善濕法刻蝕表面均勻性的裝置、清洗設備及方法，裝置包括：多個噴嘴模塊，分別設有一至多個第一噴嘴，各第一噴嘴沿處理對象的徑向依次排列，且與處理對象的圓周上下對應；與噴嘴模塊一一對應連接的多個循環管路模塊，每個循環管路模塊用于向對應噴嘴模塊的第一噴嘴提供具有對應流量和溫度的化學液；控制模塊，用于控制各循環管路模塊向對應的噴嘴模塊的第一噴嘴提供具有對應流量和溫度的化學液，以調節使由各第一噴嘴噴出的化學液在旋轉中的處理對象表面的不同區域上產生趨于一致的刻蝕速率，從而改善晶圓表面的均勻性。

技術領域

本發明涉及半導體集成電路工藝技術領域，尤其涉及一種用于改善濕法刻蝕表面均勻性的裝置、清洗設備及方法。

背景技術

現有的濕法單片清洗中，針對每種化學液或氣體，通常都采用僅配置一個噴嘴的方式。并且，針對每種化學液，清洗設備中通常也都采用僅配置一套循環系統的方式。

一般情況下，化學液經過循環系統中的循環管路加熱控溫循環后，在工藝環節的某個步驟，通過反應腔室內對應的噴嘴，以一定的流量和壓力噴到高速旋轉的晶圓表面，與晶圓表面的物質發生化學反應。反應后的液體可以通過腔室的回收管路再次進入存儲容器，或者是直接排掉。化學反應后，一般還會再通過其他噴嘴，將一定流量和壓力的水和氮氣噴到處理晶圓表面進行清洗和干燥，如此完成一個簡單的化學刻蝕或者清洗的過程。

濕法刻蝕或清洗使用的化學液體，都存在對晶圓膜層的一定腐蝕現象。由于現有的濕法單片清洗設備中，用于每種化學液的噴嘴都只設有一個，這樣的物理構造就造成對晶圓不同區域的刻蝕速率不同的問題。表現出來的現象就是，晶圓中心的刻蝕速率較高，邊緣的刻蝕速率較低，其結果就是晶圓表面的均勻性不佳。

目前，對于晶圓表面各區域的表面均勻性和粗糙度的要求更加苛刻。雖然可通過擺臂對噴嘴進行一定程度的擺動方式，來改善最終刻蝕后的表面均勻性和粗糙度，但這種改善是極其有限的。因此，現有的噴嘴和循環系統的配置方式，已不能很好滿足先進工藝帶來的更高要求。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術存在的上述缺陷，提供一種用于改善濕法刻蝕表面均勻性的裝置、清洗設備及方法。

為實現上述目的，本發明的技術方案如下：

本發明提供一種用于改善濕法刻蝕表面均勻性的裝置，包括：

噴嘴模組，設于處理對象上方，所述噴嘴模組包括多個噴嘴模塊，每個所述噴嘴模塊分別設有一至多個第一噴嘴，所述噴嘴模組上的各所述第一噴嘴沿所述處理對象的徑向依次排列，且排列長度和位置與所述處理對象的圓周上下對應；

循環管路模組，包括與所述噴嘴模塊一一對應連接的多個循環管路模塊，各所述循環管路模塊用于向各所述第一噴嘴提供相同的化學液，每個所述循環管路模塊用于向對應的所述噴嘴模塊的所述第一噴嘴提供具有對應流量和溫度的所述化學液；

控制模塊，用于通過對在各所述循環管路模塊中循環的所述化學液進行獨立的流量和溫度控制，以控制向對應的所述噴嘴模塊的所述第一噴嘴提供具有對應流量和溫度的所述化學液，從而調節使由各所述第一噴嘴噴出的所述化學液在旋轉中的所述處理對象表面的不同區域上產生趨于一致的刻蝕速率。

進一步地，各所述噴嘴模塊中包括一個中心噴嘴模塊，和位于所述中心噴嘴模塊兩側的至少各一個側部噴嘴模塊；其中，所述中心噴嘴模塊設有一個與所述處理對象的軸心對準的中心第一噴嘴或設有對稱位于所述處理對象軸心兩側的兩個中心第一噴嘴，所述中心噴嘴模塊兩側對應的兩個所述側部噴嘴模塊在所述中心噴嘴模塊的兩側對稱分布，所述控制模塊控制使與對稱分布的兩個所述側部噴嘴模塊分別連接的所述循環管路模塊中的所述化學液的流量和溫度相同。

進一步地，所述噴嘴模組設于移載機構上，所述控制模塊還用于通過控制所述移載機構運動，帶動所述噴嘴模組在所述處理對象上方多向擺動和升降。