湿法刻蚀装置的制作方法

1.本发明涉及半导体生产技术领域，尤其涉及一种湿法刻蚀装置。


背景技术：

2.湿法刻蚀是一个纯粹的化学反应过程，是指利用化学药剂与预刻蚀材料之间的化学反应来去除未被掩蔽膜材料掩蔽的部分而达到刻蚀目的。其具有优良的选择性，刻蚀完当前薄膜就会停止，而不会损坏下面一层其他材料的薄膜。湿法刻蚀在半导体的磨片、抛光、清洗等工艺中有着广泛应用。
3.化学药剂与晶圆表面的刻蚀材料发生化学反应后会产生酸性或碱性的废气，由于湿法过程中伴有放热，如果不及时抽中废气的话存在爆炸的安全风险。此外，气体在晶圆表面形成气泡后也会导致化学药剂与晶圆表面接触不充分，进而导致刻蚀不均匀，容易影响后续的光刻制程，甚至影响晶圆的良率。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种湿法刻蚀装置，能够快速将湿法刻蚀产生的废气抽走，提高湿法刻蚀的安全性，同时还能够避免气体在晶圆表面形成气泡后导致化学药剂与晶圆表面接触不充分的问题，进而保证刻蚀的均匀性。
5.为了达到上述目的，本发明提供了一种湿法刻蚀装置，包括：
6.反应腔，用于对晶圆进行湿法刻蚀，所述反应腔的底部开设有若干排气孔；
7.盖板，盖合于所述反应腔的顶部以与所述反应腔形成密闭腔室，所述盖板上开设有呈均匀分布的若干进气孔；
8.供气管路，通过所述进气孔与所述反应腔连通，以向所述反应腔内输送气体；
9.排气管路，通过所述排气孔与所述反应腔连通，所述排气管路与所述供气管路通过所述反应腔形成气流通路，以将所述湿法刻蚀产生的废气抽走。
10.可选的，所述反应腔内还设有旋转平台及喷嘴，所述旋转平台用于放置所述晶圆并带动所述晶圆旋转，所述喷嘴位于所述晶圆的上方并用于向所述晶圆喷射化学药剂。
11.可选的，所述化学药剂的温度介于70℃-200℃。
12.可选的，所述化学药剂为氢氟酸。
13.可选的，所述进气孔在所述盖板上呈矩形阵列或环形阵列的方式分布。
14.可选的，所述供气管路通过所述进气孔向所述晶圆的表面垂直喷射所述气体。
15.可选的，所述气体为干燥的空气。
16.可选的，所述气体为氮气。
17.可选的，所述湿法刻蚀装置还包括送风机，所述送风机与供气管路相连通。
18.可选的，所述湿法刻蚀装置还包括抽气泵，所述抽气泵与排气管路相连通。
19.本发明提供了一种湿法刻蚀装置，包括：反应腔，用于对晶圆进行湿法刻蚀，所述反应腔的底部开设有排气孔；盖板，盖合于所述反应腔的顶部以与反应腔形成密闭腔室，所
述盖板上开设有呈均匀分布的进气孔；供气管路，通过所述进气孔与所述反应腔连通，以向所述反应腔内输送气体；排气管路，通过所述排气孔与所述反应腔连通，所述排气管路与所述供气管路通过所述反应腔形成气流通路，以将所述湿法刻蚀产生的废气抽走。本发明提供湿法刻蚀装置至少具有以下有益效果之一：
20.1)通过设置供气管路和排气管路在反应腔内形成气流通路，能够快速将湿法刻蚀产生的废气抽走，提高湿法刻蚀的安全性；
21.2)能够避免湿法刻蚀产生的废气在晶圆表面形成气泡后导致化学药剂与晶圆表面接触不充分的问题，进而提高刻蚀的均匀性；
22.3)通过在所述盖板上开设有呈均匀分布的若干进气孔，能够进一步提高气流的均匀性，从而提高化学药剂在晶圆表面的刻蚀均匀性。
附图说明
23.本领域的普通技术人员将会理解，提供的附图用于更好地理解本发明，而不对本发明的范围构成任何限定。其中：
24.图1为本发明实施例提供的湿法刻蚀装置的结构示意图；
25.图2为本发明实施例提供的盖板的结构示意图。
26.附图中：
27.1-反应腔；2-晶圆；3-盖板；4-进气孔；5-供气管路；6-排气管路；7-旋转平台；8-喷嘴；9-送风机；10-抽气泵。
具体实施方式
28.为使本发明的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且未按比例绘制，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。此外，附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。特别的，各附图需要展示的侧重点不同，有时会采用不同的比例。
29.如在本发明中所使用的，单数形式“一”、“一个”以及“该”包括复数对象，除非内容另外明确指出外。如在本发明中所使用的，术语“或”通常是以包括“和/或”的含义而进行使用的，除非内容另外明确指出外。如在本发明中所使用的，术语“若干”通常是以包括“至少一个”的含义而进行使用的，除非内容另外明确指出外。如在本发明中所使用的，术语“至少两个”通常是以包括“两个或两个以上”的含义而进行使用的，除非内容另外明确指出外。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者至少两个该特征。
30.请参照图1-图2，图1为本发明实施例提供的湿法刻蚀装置的结构示意图；
31.图2为本发明实施例提供的盖板的结构示意图。本实施例提供了一种湿法刻蚀装置，包括：
32.反应腔1，用于对晶圆2进行湿法刻蚀，所述反应腔1的底部开设有若干排气孔；
33.盖板3，盖合于所述反应腔1的顶部以与所述反应腔1形成密闭腔室，所述盖板3上开设有呈均匀分布的若干进气孔4；
34.供气管路5，通过所述进气孔4与所述反应腔1连通，以向所述反应腔1内输送气体；
35.排气管路6，通过所述排气孔与所述反应腔1连通，所述排气管路6与所述供气管路5通过所述反应腔1形成气流通路，以将所述湿法刻蚀产生的废气抽走。
36.具体的，通过设置供气管路5和排气管路6在所述反应腔1内形成气流通路，能够快速将湿法刻蚀产生的废气抽走，提高湿法刻蚀的安全性，同时还能够避免气体在晶圆2表面形成气泡后导致化学药剂与晶圆2表面接触不充分的问题，进而保证刻蚀的均匀性。此外，所述盖板3上开设有呈均匀分布的若干进气孔4，能够进一步提高气流的均匀性，从而提高化学药剂在晶圆2表面的刻蚀均匀性。
37.具体的，本实施例中，所述反应腔1内还设有旋转平台7及喷嘴8，所述旋转平台7用于放置所述晶圆2并带动所述晶圆2旋转，所述喷嘴8位于所述晶圆2的上方并用于向所述晶圆2喷射化学药剂。所述旋转平台7能够沿顺时针或逆时针旋转，使得喷射到所述晶圆2表面的所述化学药剂在离心力的作用下均匀的由中心向四周边缘流去，从而提高化学药剂在晶圆2表面的刻蚀均匀性。所述旋转平台7可通过电机等驱动部件进行驱动，本技术对此不作具体限制。
38.本实施例中，所述喷嘴8可通过机械手臂固定在所述晶圆2的上方。优选的，所述喷嘴8的安装角度可调，进而能够调整所述化学药液的喷射方向，以达到更好的刻蚀效果。例如，所述晶圆2为水平放置，所述喷嘴8与水平方向具有夹角，以将所述化学药液斜着喷向所述晶圆2的表面。此外，本技术对于所述喷嘴8的数量、分布方式以及喷射速度均不作具体限制。
39.本实施例中，所述化学药剂的温度介于70℃-200℃。所述化学药剂可预先加热到预定温度后通过所述喷嘴8喷射至所述晶圆2的表面。
40.本实施例中，所述化学药剂为氢氟酸。当然，除了氢氟酸之外，所述化学药剂可根据需要刻蚀的材料进行选择，本技术对此不作具体限制。在半导体28nm及以下工艺中，常使用高温化学药液去除一些薄膜，例如采用高温的氨水除去晶圆2正面和背面的无定形硅；再例如在低逸出功金属(work function metal)去除过程中，常使用高温的sc2或者双氧水。
41.请继续参照图1，所述盖板3盖合于所述反应腔1的顶部以与所述反应腔1形成密闭腔室。本实施例中，所述盖板3可通过焊接的方式与所述反应腔1连接，也可以通过螺纹连接、合页连接等方式固定在所述反应腔1的顶部，本技术对此不作限制。
42.结合图2，所述盖板3上开设有呈均匀分布的若干进气孔4。优选的，所述进气孔4在所述盖板3上呈矩形阵列或环形阵列的方式分布。所述进气孔4的分布方式可根据所述盖板3的形状进行调整，本技术对此不作具体限制。例如，所述盖板3为矩形时，所述进气孔4在所述盖板3上呈矩形阵列的方式分布，例如，所述盖板3为圆形时，所述进气孔4在所述盖板3上呈环形阵列的方式分布。通过使所述进气孔4均匀分布在所述盖板3上，能够提高所述反应腔1内气流的均匀性，避免某些区域气流大小不均匀导致所述化学药剂在晶圆2表面的刻蚀速率不均匀。例如，当进气孔4集中分布在所述盖板3的中心区域，而周围相对分散时，将会导致气流的分布不均匀，中间较强，在高温化学药液的湿法刻蚀过程中，晶圆2中间位置由于气流大，温度相对边缘位置较低，刻蚀速率相对边缘位置变慢，导致整个晶圆2面内的刻蚀速率不均匀。
43.所述气体例如为干燥的空气，或者，所述气体为氮气，本技术对此不作限制。
44.请继续参照图1，所述湿法刻蚀装置还包括送风机9，所述送风机9与供气管路5相连通，所述送风机9通过所述供气管路5向所述反应腔1内输送所述气体。
45.所述湿法刻蚀装置还包括抽气泵10，所述抽气泵10与排气管路6相连通，所述抽气泵10通过所述排气管路6抽取所述反应腔1内的废气，所述废气包括湿法刻蚀过程中化学反应产生的各种废气以及所述送风机9输送的所述空气。
46.本实施例中，所述排气口及所述抽气泵10均为两个且通过所述排气管路6对应连通，分别位于所述反应腔1相对的两侧，以便于快速抽出所述反应腔1内的气体。当然，本技术对于所述排气口的数量不作具体限制，可根据需求进行调整。
47.本实施例中，所述供气管路5和所述排气管路6可采用市面上常见的用聚氯乙烯软塑料管或半硬管，也可选用pe管和铝塑管，本技术对此不作任何限制。
48.综上，本发明实施例提供了一种湿法刻蚀装置，包括：反应腔，用于对晶圆进行湿法刻蚀，所述反应腔的底部开设有排气孔；盖板，盖合于所述反应腔的顶部以与反应腔形成密闭腔室，所述盖板上开设有呈均匀分布的进气孔；供气管路，通过所述进气孔与所述反应腔连通，以向所述反应腔内输送气体；排气管路，通过所述排气孔与所述反应腔连通，所述排气管路与所述供气管路通过所述反应腔形成气流通路，以将所述湿法刻蚀产生的废气抽走。具体的，通过设置供气管路和排气管路在反应腔内形成气流通路，能够快速将湿法刻蚀产生的废气抽走，提高湿法刻蚀的安全性，同时还能够避免气体在晶圆表面形成气泡后导致化学药剂与晶圆表面接触不充分的问题，进而保证刻蚀的均匀性。
49.上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。