半导体基板的湿法刻蚀方法技术

本发明专利技术揭示了一种半导体基板的湿法刻蚀方法，旨在根据第n片基板的刻蚀速率，调节第n+1片基板的刻蚀时间，以此调节第n+1片基板的刻蚀量，以使每片基板的刻蚀量与预定刻蚀量接近，确保第n+1片基板的刻蚀量和第n片基板相同，提高基板刻蚀均一性，提升产品的良率。

【技术实现步骤摘要】
半导体基板的湿法刻蚀方法
本专利技术涉及集成电路制造领域，更具体地，涉及半导体基板的湿法刻蚀技术。
技术介绍
随着半导体特征尺寸逐步变小,湿法刻蚀工艺可以精确控制薄膜或者金属层的去除量。由于湿法刻蚀具有许多优点，如：对原材料的消耗较低，适应性强,表面均一性好,对硅片损伤小,适用于大部分金属材质和基板材质，因此湿法刻蚀在半导体制造中的地位越来越重要。在湿法刻蚀工艺中,由于设备原因(对刻蚀时间或刻蚀液温度的精确控制)或者刻蚀药液自身寿命长短原因,会引起刻蚀药液刻蚀量的突变,导致基板金属圆柱侧蚀(Undercut)过大或者基板表面有金属残留,严重影响产品的质量。可靠性是检验产品良率的重要参考指标之一，其中均一性是一个很重要的参数，其直接反映了片内各个点之间的刻蚀量差异，是保证硅片刻蚀图形一致性的基础参数，其计算公式为：其中，Unif是指均一性；X1,X2...Xn是指一个基板片内不同点的刻蚀量,通常需要测量13点或者49点；Mean是指平均数。目前业界主要采用浸没式刻蚀机和单片刻蚀机。运用浸没式刻蚀机在加工过程中,基板完全浸没在药液槽内,基板表面各点接触药液的量相同,基板表面各点接触药液的温度相同,基板表面各点接触药液的时间相同,因此采用浸没式刻蚀机工艺的基板表面的均一性较好。然而在运用浸没式刻蚀机的加工过程中，易产生微小机械划痕与过度腐蚀的风险，影响器件性能，且设备兼容性不高，易造成设备和工艺的交叉污染，直接影响后续工艺加工与产品质量。因此在很多情况下仍会采用单片刻蚀机对基板进行加工。在采用单片刻蚀机进行基板刻蚀工艺时，由于每片基板在刻蚀机内单独加工，这种加工方式下，每片基板的刻蚀量容易产生差异，影响产品质量。因此，如何做到精确控制刻蚀量，提高产品的良率，是当前湿法刻蚀工艺面临的重大难题。
技术实现思路
本专利技术旨在提出一种半导体基板的湿法刻蚀方法，通过监测第n片基板的刻蚀量，来决定第n+1片基板的刻蚀条件，使得两片基板的刻蚀量相同，提高湿法刻蚀基板片间均一性，提高产品质量。根据本专利技术的一实施例，一种半导体基板的湿法刻蚀方法，包括以下步骤：设定目标刻蚀量为D；获取第n片基板的刻蚀速率Vn；基于第n+1片基板的刻蚀速率Vn+1近似等于Vn，获取第n+1片基板的刻蚀时间tn+1，tn+1满足方程式：以tn+1的刻蚀时间来刻蚀第n+1片基板。进一步地，获取第n片基板的刻蚀速率Vn包括如下步骤：测量第n片基板的膜厚前值，记为Dn；测量第n片基板的膜厚后值，记为Qn；记录第n片基板的刻蚀时间，记为tn；获得第n片基板的刻蚀速率Vn，Vn满足方程式：本专利技术半导体基板的湿法刻蚀方法通过调控第n+1片基板的刻蚀时间，以此保证每片基板的刻蚀量与预设刻蚀量D相同，提高基板刻蚀均一性，提升产品的良率。附图说明图1揭示了根据本专利技术的一个实施例的半导体基板的湿法刻蚀方法的流程图。具体实施方式本专利技术提出了一种半导体基板的湿法刻蚀方法，在刻蚀加工中，在预设刻蚀量D不变的情况下，根据第n片基板的刻蚀条件来调整第n+1片基板的刻蚀条件，以使得后一基板的实际刻蚀量D’逐渐逼近于预设刻蚀量D，以此提高湿法刻蚀基板片间均一性，提高良率。由于在湿法刻蚀工艺中，随着药液用量的消耗，以及药液的持续回收，导致药液的浓度会出现依次递增或者依次递减的情况，药液浓度的波动会使得基板的刻蚀速率处于不断地变化状态中，而非恒定不变，因此，若在同一批次的基板湿法刻蚀过程中，每片基板的刻蚀时间不变，则会因该过程中刻蚀速率的变化，导致每片基板的刻蚀量不同，例如，当出现药液的浓度逐渐下降时，药液的刻蚀速率也将逐渐下降，则相同的刻蚀时间下，第n+1片基板的刻蚀量将会小于第n片基板的刻蚀量，而且越靠后的基板的刻蚀量越少，还会导致基板的实际刻蚀量与预设的刻蚀量偏差越来越大。为了得到准确的工艺数据，因此本专利技术所提出的实施例中，第n+1片基板的刻蚀条件是由第n片基板的刻蚀条件来决定。在湿法刻蚀过程中，药液的浓度是逐渐变化的，而非跳跃式变化，同样地，刻蚀速率也是缓慢变化的，基于此，第n+1片基板的刻蚀速率与其临近的第n片基板的刻蚀速率最为接近，即相邻两块基板间的刻蚀速率近似相等。在本专利技术中，以第n片基板的刻蚀速率作为第n+1块基板的刻蚀速率，来重新校正第n+1片基板的刻蚀时间，以弥补药液浓度波动引起的刻蚀量偏差。在第一实施例中提出一种基板刻蚀设备，包括湿法刻蚀腔、基板厚度测量仪、中央处理器、药液槽、喷液摆臂及基板传送装置。在第一实施例中，根据第n片基板刻蚀前后的膜厚差值和刻蚀时间得出该第n片基板的刻蚀速率，由于第n+1片基板的刻蚀速率近似等于第n片基板的刻蚀速率，再根据该第n片基板的刻蚀速率计算得出第n+1片基板所需的刻蚀时间，根据该刻蚀时间来刻蚀第n+1片基板。参考图1所示，揭示了根据本专利技术的第一实施例，对基板进行湿法刻蚀的流程图。一种半导体基板的湿法刻蚀方法，包括以下步骤：在步骤101中，设定目标刻蚀量为D。在步骤102中，由基板传送装置将第n片基板传输至基板厚度测量仪中，测量第n片基板的膜厚前值，记为Dn。在步骤103中，由基板传送装置将第n片基板传输至湿法刻蚀腔中进行刻蚀加工，记录刻蚀时间为tn。在步骤104中，由基板传送装置将第n片基板传输至基板厚度测量仪中，测量第n片基板的膜厚后值，记为Qn，由Dn-Qn的差值获得第n片基板的实际刻量值D’。在步骤105中，获得第n片基板的刻蚀速率基于Vn+1≈Vn，计算得出第n+1片基板的刻蚀时间tn+1，使其满足方程式其中，Vn为第n片基板的刻蚀速率，Vn+1为第n+1片基板的刻蚀速率。在步骤106中，在刻蚀时间为tn+1的条件下，由基板传送装置将第n+1片基板传输至湿法刻蚀腔中进行刻蚀加工。在本专利技术中，根据前一基板的刻蚀速率来实时调节后一基板的刻蚀时间，在刻蚀速率变慢的情况，延长刻蚀时间；在刻蚀速率变快的情况下，缩短刻蚀时间，以此弥补刻蚀速率波动造成的刻蚀量波动，使得每块基板的刻蚀量尽量接近于预设刻蚀量，提高湿法刻蚀基板片间均一性，提高产品质量。综上所述，本专利技术通过上述实施方式及相关图式说明，己具体、详实的揭露了相关技术，使本领域的技术人员可以据以实施。而以上所述实施例只是用来说明本专利技术，而不是用来限制本专利技术的，本专利技术的权利范围，应由本专利技术的权利要求来界定。至于本文中所述元件数目的改变或等效元件的代替等仍都应属于本专利技术的权利范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体基板的湿法刻蚀方法，其特征在于，包括如下步骤：/n设定目标刻蚀量为D；/n获取第n片基板的刻蚀速率V

【技术特征摘要】
1.一种半导体基板的湿法刻蚀方法，其特征在于，包括如下步骤：
设定目标刻蚀量为D；
获取第n片基板的刻蚀速率Vn；
基于第n+1片基板的刻蚀速率Vn+1近似等于Vn，获取第n+1片基板的刻蚀时间tn+1，tn+1满足方程式：



以tn+1的刻蚀时间来刻蚀第n+1片基板...

【专利技术属性】
技术研发人员：仰庶，张晓燕，王文军，陈福平，王晖，
申请(专利权)人：盛美半导体设备上海股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31