湿法刻蚀系统、湿法刻蚀方法技术方案

本发明专利技术提供了一种湿法刻蚀系统，包括：晶圆卡槽、药液槽、机械手、控制装置、位置传感器、以及转动装置。其中，当位置传感器检测到晶圆完全浸没于药液中和/或检测晶圆与转动装置相接触时，向控制装置发送信号，控制装置接收到位置传感器发送的信号后，控制转动装置进行转动，转动装置带动晶圆边缘沿顺时针或逆时针旋转；当晶圆边缘沿顺时针或逆时针旋转180度之后，控制装置控制转动装置停止转动；本发明专利技术能够使晶圆表面各个位置浸没于药液中的时间保持一致，从而克服了现有的湿法刻蚀方法中，晶圆顶部和底部由于浸没于药液中的时间不一致而导致的刻蚀差异较大的问题，减小了晶圆表面的湿法刻蚀差异，提高了刻蚀质量和器件的质量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体
，特别涉及一种改善晶圆表面湿法刻蚀差异的湿法刻蚀系统，以及利用此湿法刻蚀系统对晶圆表面进行湿法刻蚀的方法。
技术介绍
在半导体制造工艺领域，通常，晶圆边缘具有一个小小的尖角即V型槽(notch)，如图1所示，为晶圆示意图，用虚线框圈住的部分表示notch, notch是用来作为晶圆对准标记的，需要说明的是，实际中的notch很小，在图中为了表达清晰将notch的比例放大。在很多湿法刻蚀机台中，晶圆的处理方式采用批次作业方式。装有晶圆的片盒进入刻蚀机台后，晶圆会被传送到一个notch对准装置上。将所有晶圆的notch对准在同一位置后，晶圆卡槽从notch对准装置下方升起，将所有晶圆竖立于晶圆卡槽中，接着，机械手抓取晶圆卡槽，从而实现晶圆的移动。接下来，机械手将整个晶圆卡槽搬运到药液槽上方，使晶圆卡槽与晶圆竖直进入至药液槽底部，使晶圆全部均浸没于药液中。机械手从药液槽中退出。待作业完毕后，机械手进入药液槽中将整个晶圆卡槽取出，传送到后面的去离子水槽中继续作业。晶圆卡槽具有开口顶部和开口底部，用于盛载晶圆。在药液槽中，晶圆卡槽和晶圆均竖立于药液槽底部。在此作业流程中，最先进入药液槽的晶圆部分也将是最后从药液槽出来的部分，这里，最先进入药液槽的晶圆部分称为晶圆底部；最后进入药液槽的晶圆部分也将是最先从药液槽出来的部分，这里，最后进入药液槽的晶圆部分称为晶圆顶部。因此，在相同的刻蚀时间内，最先进入药液槽的晶圆部分(晶圆底部)的刻蚀量将大于最后进入药液槽的晶圆部分(晶圆顶部)，于是，在晶圆进行刻蚀的表面产生湿法刻蚀差异。并且，此差异也将随着刻蚀药液的速率的增大和刻蚀时间的延长而增大。在一个完整的半导体产品的制备过程中，湿法刻蚀并非只有一步，而是有很多步。多次湿法刻蚀差异的叠加必将导致晶圆顶部与晶圆底部的刻蚀差异成倍的增大。由于晶圆表面形貌对后续的工艺过程、器件的关键参数以及可靠性能够产生重要的影响，因此，需要改进现有湿法刻蚀系统及其工艺，以减小晶圆表面经湿法刻蚀产生的差异。
技术实现思路
为了克服以上问题，本专利技术的目的是通过在湿法刻蚀系统的药液槽中设置转动装置，使晶圆边缘能够旋转180度，即是晶圆顶部和底部上下颠倒位置，从而使晶圆表面各个位置浸没于药液中的时间相同，减小晶圆表面的湿法刻蚀差异。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下:本专利技术提供了一种湿法刻蚀系统，包括:用于承载平行竖立放置的多个晶圆的晶圆卡槽；用于进行湿法刻蚀过程的药液槽；用于将所述晶圆卡槽放置于所述药液槽中或从所述药液槽中取出的机械手；用于控制机械手运输晶圆卡槽的控制装置；所述湿法刻蚀系统还包括:转动装置、位置传感器和控制装置；其中，转动装置，固定设置于所述药液槽中；位置传感器，用于检测晶圆是否完全浸没于药液中和/或检测晶圆与转动装置是否相接触；控制装置，还用于控制所述晶圆与所述转动装置相接触，以及控制所述转动装置进行转动或停止转动；其中，当所述位置传感器检测到所述晶圆完全浸没于所述药液中时，向所述控制装置发送信号，所述控制装置接收到所述位置传感器发送的信号后，控制所述转动装置进行转动，所述转动装置带动所述晶圆边缘沿顺时针或逆时针旋转；当所述晶圆边缘沿顺时针或逆时针旋转180度之后，所述控制装置控制所述转动装置停止转动。由此，由于在药液槽中设置了转动装置，通过转动装置的转动可以带动晶圆边缘进行顺时针或逆时针旋转；为了保证晶圆表面各个位置浸没于药液中的时间一致，本专利技术中，通过转动装置带动晶圆边缘旋转180度，即是使晶圆边缘顶部和底部上下颠倒位置，从而使得最先进入药液中的晶圆底部最先出来，最后进入药液中的晶圆顶部最后出来，减小了因浸没时间不同造成的晶圆表面的刻蚀差异，进一步提高了湿法刻蚀质量和整个器件的性能。在本专利技术的一个较佳实施例中，所述转动装置为滚轮，通过摩擦力来带动所述晶圆边缘沿顺时针或逆时针进行180度旋转；所述位置传感器检测到所述晶圆边缘与所述滚轮接触时，则向所述控制装置发送信号，所述控制装置控制所述滚轮进行转动，从而带动所述晶圆边缘进行旋转；当所述位置传感器检测到所述晶圆边缘与所述滚轮未接触时，则向所述控制装置发送未接触信号，所述控制装置控制所述机械手将所述晶圆与所述滚轮相接触。在本专利技术的一个较佳实施例中，所述转动装置的表面设置有接触部件，所述接触部件用于与所述晶圆边缘相接触，通过所述转动装置的转动带动所述接触部件转动，进而带动所述晶圆边缘进行旋转。在本专利技术的一个较佳实施例中，所述位置传感器还具有角度感应模块，用于检测所述晶圆边缘旋转的角度、并发送停止信号给所述控制装置；所述控制装置接收到所述停止信号后，控制所述转动装置停止转动。为了实现上述目的，本专利技术还提供给了一种采用上述任意一项所述的湿法刻蚀系统进行晶圆湿法刻蚀的方法，其包括:所述控制装置控制所述机械手将承载有平行竖立放置的多个晶圆的所述晶圆卡槽放置于所述药液槽中；所述位置传感器检测到所述晶圆已经完全浸没于所述药液槽中和/或检测所述晶圆与所述转动装置相接触后，向所述控制装置发送信号；所述控制装置接收到所述位置传感器发送的信号后控制所述转动装置进行转动；所述转动装置带动所述晶圆边缘进行顺时针或逆时针旋转；当所述晶圆边缘旋转180度后，所述控制装置控制所述转动装置停止转动；经过预先设定的湿法刻蚀时间后，所述控制装置控制所述机械手将所述晶圆卡槽从所述药液槽中取出。由此，采用上述湿法刻蚀方法，通过位置传感器检测晶圆是否完全浸没于药液中，只要晶圆完全浸没于药液中，位置传感器就可以向控制装置发送信号，进而控制装置控制转动装置开始转动，并带动晶圆边缘进行旋转，使晶圆边缘顶部和底部颠倒过来，也即是旋转180度；之后，控制装置控制转动装置停止转动。这样，确保了晶圆表面各个位置在药液中的时间相同，减小了晶圆表面的刻蚀差异。在本专利技术的一个较佳实施例中，当所述位置传感器检测到所述晶圆已经完全浸没于所述药液槽中后，所述位置传感器检测所述晶圆与所述转动装置是否相接触；当所述位置传感器检测到所述晶圆与所述转动装置相接触时，所述位置传感器向所述控制装置发送信号，所述控制装置控制所述转动装置进行转动；当所述位置传感器检测到所述晶圆边缘与所述转动装置未接触时，则向所述控制装置发送未接触信号，所述控制装置控制所述机械手将所述晶圆与所述转动装置相接触之后，再控制所述转动装置进行转动。在本专利技术的一个较佳实施例中，所述位置传感器还具有角度感应模块，当所述角度感应模块检测到所述晶圆边缘旋转180度之后，发送停止信号给所述控制装置；所述控制装置接收到所述停止信号后，控制所述转动装置停止转动。为了实现上述目的，本专利技术又提供了一种湿法刻蚀方法，包括:所述控制装置控制所述机械手将承载有平行竖立放置的多个晶圆的所述晶圆卡槽放置于所述药液槽中；经过预先设定的湿法刻蚀时间后，所述位置传感器检测所述晶圆与所述转动装置是否相接触；如果相接触，则向所述控制装置发送信号；如果不接触，则向所述控制装置发送未接触信号，所述控制装置控制所述机械手将所述晶圆与所述转动装置相接触之后，再向所述控制装置发送信号；所述控制装置接收到所述位置传感器发送的信号后控制所述转动装置进行转动；所述转动装置带动所述晶圆边缘进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种湿法刻蚀系统，包括：用于承载平行竖立放置的多个晶圆的晶圆卡槽；用于进行湿法刻蚀过程的药液槽；用于将所述晶圆卡槽放置于所述药液槽中或从所述药液槽中取出的机械手，用于控制机械手运输晶圆卡槽的控制装置，其特征在于，所述湿法刻蚀系统还包括：转动装置，固定设置于所述药液槽中；位置传感器，用于检测所述晶圆是否完全浸没于所述药液中和/或检测所述晶圆与所述转动装置是否相接触；控制装置，还用于控制所述晶圆与所述转动装置相接触，以及控制所述转动装置进行转动或停止转动；其中，当所述位置传感器检测到所述晶圆完全浸没于所述药液中和/或检测所述晶圆与所述转动装置相接触时，向所述控制装置发送信号，所述控制装置接收到所述位置传感器发送的信号后，控制所述转动装置进行转动，所述转动装置带动所述晶圆边缘沿顺时针或逆时针旋转；当所述晶圆边缘沿顺时针或逆时针旋转180度之后，所述控制装置控制所述转动装置停止转动。

【技术特征摘要】
1.一种湿法刻蚀系统，包括:用于承载平行竖立放置的多个晶圆的晶圆卡槽；用于进行湿法刻蚀过程的药液槽；用于将所述晶圆卡槽放置于所述药液槽中或从所述药液槽中取出的机械手，用于控制机械手运输晶圆卡槽的控制装置，其特征在于，所述湿法刻蚀系统还包括: 转动装置，固定设置于所述药液槽中； 位置传感器，用于检测所述晶圆是否完全浸没于所述药液中和/或检测所述晶圆与所述转动装置是否相接触； 控制装置，还用于控制所述晶圆与所述转动装置相接触，以及控制所述转动装置进行转动或停止转动；其中， 当所述位置传感器检测到所述晶圆完全浸没于所述药液中和/或检测所述晶圆与所述转动装置相接触时，向所述控制装置发送信号，所述控制装置接收到所述位置传感器发送的信号后，控制所述转动装置进行转动，所述转动装置带动所述晶圆边缘沿顺时针或逆时针旋转； 当所述晶圆边缘沿顺时针或逆时针旋转180度之后，所述控制装置控制所述转动装置停止转动。2.根据权利要求1所述的湿法刻蚀系统，其特征在于，所述转动装置为滚轮，通过摩擦力来带动所述晶圆边缘沿顺时针或逆时针进行180度旋转； 所述位置传感器检测到所述晶圆边缘与所述滚轮接触时，则向所述控制装置发送信号，所述控制装置控制所述滚轮进行转动，从而带动所述晶圆边缘进行旋转； 当所述位置传感器检测到所述晶圆边缘与所述滚轮未接触时，则向所述控制装置发送未接触信号，所述控制装置控制所述机械手将所述晶圆与所述滚轮相接触。3.根据权利要求1所述的湿法刻蚀系统，其特征在于，所述转动装置的表面设置有接触部件，所述接触部件用于与所述晶圆边缘相接触，通过所述转动装置的转动带动所述接触部件转动，进而带动所述晶圆边缘进行旋转。4.根据权利要求1或2所述的湿法刻蚀系统，其特征在于，所述位置传感器还具有角度感应模块，用于检测所述晶圆边缘旋转的角度、并发送停止信号给所述控制装置；所述控制装置接收到所述停止信号后，控制所述转动装置停止转动。5.一种采用权利要求1-4任意一项所述的湿法刻蚀系统进行晶圆湿法刻蚀的方法，其特征在于，包括: 所述控制装置控制所述机械手将承载有平行竖立放置的多个晶圆的所述晶圆卡槽放置于所述药液槽中； 所述位置传感器检测到所述晶圆已经完全浸没于所述药液槽中和/或检测所述晶圆与所述转动装置相接触后，向所述控制装置发送信号；...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚嫦娲，
申请(专利权)人：上海集成电路研发中心有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31