[发明专利]湿法刻蚀清洗设备和方法

说明书

本发明公开了一种湿法刻蚀清洗设备，包括晶圆托举装置，底座表面用于放置晶圆，在底座上设置有多个加热装置，各加热装置按照晶圆的分区进行设置且用于实现对晶圆的各分区进行独立加热；湿法刻蚀对膜层的刻蚀速率和温度相关，在对晶圆进行湿法刻蚀过程中，各加热装置独立控制对应的晶圆的分区的温度从而控制对应的晶圆的分区的温度的刻蚀速率。本发明公开了一种湿法刻蚀清洗方法。本发明能对晶圆进行分区加热从而实现对晶圆的各分区的刻蚀温度进行单独控制，从而能对晶圆的各分区的刻蚀速率进行独立调节并最后能提高刻蚀后的膜层的面内平整度。

技术领域

本发明涉及半导体集成电路制造领域，特别是涉及一种湿法刻蚀清洗设备；本发明还涉及一种湿法刻蚀清洗方法。

背景技术

在集成电路生产中，四甲基氢氧化铵(TMAH)经常作为碱性刻蚀药液，用来刻蚀或者剥离晶圆(wafer)表面的硅膜层。在目前主流的工艺中，TMAH药剂被喷射到晶圆表面，晶圆高速旋转，药液充分分布到晶圆表面各位置。TMAH的浓度、温度、氧含量等会影响刻蚀速率，并影响刻蚀的面内均一性，并会影响到晶圆的面内平整度。

随着技术节点的不断推进，在一些特殊工艺中，要求晶圆表面在硅刻蚀后有很高的面内平整度，如背照式图像传感器(CMOS Image Sensor Backside Illumination,CISBSI)工艺。这一方面要求硅膜层刻蚀要有高的刻蚀面内均一性；另一方面，要求可以根据晶圆在硅刻蚀工艺前的不同面内平整度状况，选择不同的硅刻蚀程式，以最终达到要求的面内平整度(total thickness variation，TTV)。目前，部分厂家通过调节药液喷嘴在晶圆表面的移动位置、移动速度来提升刻蚀面内均一性，但效果有限。

如图1A所示，是现有湿法刻蚀清洗方法中湿法刻蚀时示意图；刻蚀时，将晶圆101防止在晶圆托举装置的底座上，在湿法刻蚀过程中，底座会进行如标记104所示的旋转；刻蚀液103会通过供液装置102的喷嘴喷到晶圆101的表面的膜层上。对应硅膜层，刻蚀液103通常为TMAH，也能为KOH。

TMAH的浓度、温度、氧含量等会影响刻蚀速率，并影响刻蚀的面内均一性，并会影响到晶圆的面内平整度。随着，技术节点的不断推进，现有方法刻蚀后的膜层的面内平整度往往达不到要求。如图1B所示，是现有湿法刻蚀清洗方法完成后晶圆的膜层面内分布图；可以看出，晶圆101上的标记105a、105b和105c对应的三个区域的膜层的厚度会不一样，从而影响到膜层的面内平整度。而现有方法中，往往通过调整供液装置102的喷嘴在晶圆101表面的移动位置、移动速度来提升刻蚀面内均一性，这对应提高膜层的面内平整度的效果有限。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种湿法刻蚀清洗设备，能对晶圆进行分区加热从而实现对晶圆的各分区的刻蚀温度进行单独控制，从而能对晶圆的各分区的刻蚀速率进行独立调节并最后能提高刻蚀后的膜层的面内平整度。

为解决上述技术问题，本发明提供的湿法刻蚀清洗设备包括晶圆托举装置。

所述晶圆托举装置的底座表面用于放置晶圆，在所述底座上设置有多个加热装置，各所述加热装置按照所述晶圆的分区进行设置且用于实现对所述晶圆的各分区进行独立加热。

湿法刻蚀对所述膜层的刻蚀速率和温度相关，在对所述晶圆进行湿法刻蚀过程中，各所述加热装置独立控制对应的所述晶圆的分区的温度从而控制对应的所述晶圆的分区的温度的刻蚀速率，并使得所述晶圆上的膜层在湿法刻蚀后的面内平整度提高。

进一步的改进是，所述湿法刻蚀对应的所述膜层为硅膜层。

进一步的改进是，所述湿法刻蚀的刻蚀速率随温度的增加而增加。

进一步的改进是，所述湿法刻蚀的刻蚀液为TMAH。

进一步的改进是，所述晶圆的分区结构为：