[实用新型]供液装置及湿法刻蚀设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种供液装置及湿法刻蚀 设备。

背景技术

半导体制造工艺是一种平面制造工艺，该工艺结合光刻、刻蚀、沉积、离 子注入多种工艺，需要在同一衬底上形成大量各种类型的复杂器件，并将其互 相连接以具有完整的电气性能。其中，任一工艺出现偏差，都将会造成电路的 性能参数偏离设计值。目前，随着超大规模集成电路的器件特征尺寸不断缩小， 集成度不断提高，对各步工艺的控制及其工艺结果的精确度提出了更高的要求。 以刻蚀工艺为例，集成电路制造中，常需要利用刻蚀技术形成各种刻蚀图案， 如接触孔、通孔图形、沟槽隔离图形或栅极图形，如果因控制不当使上述刻蚀 图形的特征尺寸出现偏差，则将直接影响到电路的性能，降低产品的成品率。 刻蚀包括干法刻蚀和湿法刻蚀。所述湿法刻蚀(包括湿法清洗)在芯片制造过 程中主要有如下作用，其一是清洗晶圆，减少晶圆的污染和缺陷；其二是非选 择性刻蚀某些特定的薄膜，典型性的列举，如在浅沟槽隔离工艺中氮化硅牺牲 层的刻蚀，以及浅沟槽隔离中台阶高度(stepheight)氧化物膜的调节刻蚀等。

传统的湿法刻蚀设备为批式半导体衬底湿法刻蚀设备，湿法刻蚀设备包括 多个清洗槽，在同一清洗槽中一次处理一批半导体衬底(一批半导体衬底为25 片)。批式半导体衬底湿法刻蚀设备通常利用异丙醇(IPA)热雾化的方式对半 导体衬底进行干燥，上述干燥方式具有无水痕残留、无静电积累等优点，但是 利用批式半导体衬底湿法刻蚀设备具有酸液交叉污染、离子或金属污染等问题。 随着集成电路技术节点的不断缩小，利用单片半导体衬底湿法刻蚀设备越来越 是湿法刻蚀的趋势。单片半导体衬底湿法刻蚀设备相对于批式半导体衬底湿法 刻蚀设备而言，去除颗粒缺陷能力好，并且是单片单腔室进行刻蚀，避免了酸 液的相互污染，离子或金属污染更少。

请参考图1A和1B，现有的单片半导体衬底湿法刻蚀设备，包括：储液槽 (tank)100、排液阀(drainvalve)101、抽液泵(pump)102、倒吸阀(Suckback valve，SBV)103、倒吸喷嘴(Suckbacknozzle)104以及高液位传感器(fullsensor) 105、低液位传感器(emptysensor)106。储液槽100中储存和供应湿法刻蚀工 艺所用的刻蚀液(originaldispense)，抽液泵102连接储液槽100，提高液压， 并将储液槽100中的刻蚀液抽取到供液管道107中，倒吸阀103安装在供液管 道107上，倒吸阀103的阀门打开时(请参考图1A)，可以将刻蚀液输送至倒 吸喷嘴104处，倒吸阀103的阀门关闭时(请参考图1B)，阻止刻蚀液输送至倒 吸喷嘴104。倒吸喷嘴104设置在被刻蚀晶圆一侧，并上下运动，以将刻蚀液喷 雾状地均匀喷洒至被刻蚀晶圆表面。

但是，实用新型人发现，目前的这种湿法刻蚀设备，存在以下缺陷：

1、湿法刻蚀(包括湿法清洗)中常常采用各种酸性溶液，在刻蚀或清洗过 程中，尤其是温度较高的条件下，酸性溶液挥发产生酸雾，酸雾容易在倒吸喷 嘴处周围凝结形成漏液或者结晶(chemicalliquidleakissue.)，随着倒吸喷嘴的 上下运动，这些漏液或者结晶势必会再次掉落在晶圆上，造成晶圆污染，引起 废片，降低晶圆良率。

2、倒吸阀的使用寿命相对整个湿法刻蚀设备来说，非常短，很容易老化， 通常仅能使用6个月左右，之后必须更换新的倒吸阀，造成设备成本浪费。

因此，需要一种供液装置及湿法刻蚀设备，能够避免喷嘴处漏液滴落到晶 圆表面而造成污染，同时能够大大降低工艺成本。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种供液装置及湿法刻蚀设备，能够避免喷嘴 处漏液滴落到晶圆表面而造成污染，同时能够大大降低工艺成本。

为解决上述问题，本实用新型提出一种供液装置，包括储液槽、喷嘴、连 通所述喷嘴与所述储液槽的供液管道以及设置在所述供液管道上的抽液泵，其 中，所述供液装置还包括设置在所述储液槽中的虹吸腔、连通所述虹吸腔与所 述喷嘴的虹吸管道、设置在所述虹吸管道上的虹吸控制阀、连通所述虹吸腔与 所述抽液泵的细流注入管道以及设置在所述细流注入管道上的辅助阀，所述细 流注入管道连接所述虹吸腔的一端设置在所述虹吸控制阀与所述虹吸腔之间的 虹吸管道上并与所述虹吸管道连通，所述喷嘴的最低点高于所述虹吸腔的最高 点。