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刻蚀液供给装置及方法


技术摘要:
本发明提供一种刻蚀液供给装置及方法,所述刻蚀液供给装置包括主药液槽、辅助药液槽及氧气注入单元,所述氧气注入单元被配置为向所述辅助药液槽中的刻蚀液注入氧气,以使所述辅助药液槽中的刻蚀液保持预定的氧浓度;所述主药液槽与所述辅助药液槽连通,所述辅助药液槽  全部
背景技术:
背照式图像传感器(BSI)芯片制造中,晶圆硅减薄后其厚度及其平整性对器件的 性能具有非常关键的影响,需要刻蚀液对硅的刻蚀速率具有较高的稳定性。目前,工业主流 的刻蚀设备采用TMAH(四甲基氢氧化铵)作为刻蚀液,新的TMAH刻蚀液具有较低的氧浓度, 而随着刻蚀作业的进行或放置时间的增加,TMAH刻蚀液的氧浓度逐渐升高。TMAH对硅的刻 蚀速率随刻蚀液中溶解的氧浓度升高而降低,由此导致刻蚀液的刻蚀速率稳定性较差,以 至不同批次的晶圆硅减薄厚度出现差异,严重影响器件性能的稳定性,增加工艺难度。 此外,在硅刻蚀工艺中,TMAH刻蚀液不断刻蚀晶圆表面的硅,形成含硅的杂质,污 染刻蚀液。当刻蚀液中杂质浓度达到工艺要求的上限后,需要在刻蚀设备中更换刻蚀液,更 换刻蚀液的过程涉及到排出旧刻蚀液、注入新刻蚀液、对刻蚀液加热和温度校正等过程,该 过程周期较长且影响设备使用效率。
技术实现要素:
本发明的目的在于提供一种刻蚀液供给装置及方法,以解决刻蚀液对晶圆刻蚀速 率稳定性较差的问题。 为解决上述技术问题,基于本发明的一个方面,本发明,提供一种刻蚀液供给装 置,包括:主药液槽、辅助药液槽及氧气注入单元, 所述氧气注入单元被配置为向所述辅助药液槽中的刻蚀液注入氧气,以使所述辅 助药液槽中的刻蚀液保持预定的氧浓度; 所述主药液槽与所述辅助药液槽连通,所述辅助药液槽中的刻蚀液用于供给所述 主药液槽,所述主药液槽中的刻蚀液用于与作业腔保持刻蚀液的交换。 可选的,所述主药液槽包括硅浓度传感单元,所述硅浓度传感单元用于检测所述 主药液槽中的刻蚀液的硅浓度值;当所述硅浓度传感单元所检测的硅浓度值达到第一预定 值时,所述主药液槽用于排出一部分的刻蚀液,所述辅助药液槽用于向所述主药液槽供给 与所述主药液槽排出的体积相等的刻蚀液。 可选的,所述主药液槽包括氧浓度传感单元,所述氧浓度传感单元用于检测所述 主药液槽中的刻蚀液的氧浓度值;当所述氧浓度传感单元所检测到的氧浓度值偏离预设范 围时,所述主药液槽用于排出一部分的刻蚀液,所述辅助药液槽用于向所述主药液槽供给 与所述主药液槽排出的体积相等的刻蚀液。 可选的,所述刻蚀液供给装置还包括温控单元,所述温控单元被配置为调节所述 辅助药液槽中的刻蚀液的温度至第二预定值,以及调节所述主药液槽中的刻蚀液的温度至 所述第二预定值。 可选的,所述主药液槽被配置为按预定时间间隔排出一部分的刻蚀液,所述辅助 3 CN 111599730 A 说 明 书 2/5 页 药液槽被配置为向所述主药液槽供给与所述主药液槽排出的体积相等的刻蚀液。 基于本发明的另一个方面,本发明还提供一种刻蚀液供给方法,包括, 向辅助药液槽注入氧气,使所述辅助药液槽中的刻蚀液保持预定的氧浓度; 将所述辅助药液槽中的刻蚀液输送至主药液槽; 利用所述主药液槽中的刻蚀液与作业腔保持刻蚀液的交换; 可选的,所述刻蚀液供给方法还包括:获取所述主药液槽中的刻蚀液的硅浓度值; 当所述硅浓度值达到第一预定值时,控制所述主药液槽排出一部分的刻蚀液,并由所述辅 助药液槽向所述主药液槽补充与所述主药液槽排出的体积相等的刻蚀液。 可选的,所述刻蚀液供给方法还包括:获取所述主药液槽中的刻蚀液的氧浓度值; 当所述氧浓度值偏离预设范围时,控制所述主药液槽排出一部分的刻蚀液,并由所述辅助 药液槽向所述主药液槽补充与所述主药液槽排出的体积相等的刻蚀液。 可选的,所述刻蚀液供给方法还包括:将所述辅助药液槽中的刻蚀液的温度调节 至第二预定值,以及将所述主药液槽中的刻蚀液的温度调节至所述第二预定值。 可选的,所述刻蚀液供给方法还包括:控制所述主药液槽按预定时间间隔排出一 部分的刻蚀液,并由所述辅助药液槽向所述主要液槽补充与所述主药液槽排出的体积相等 的刻蚀液。 综上所述,在本发明提供的刻蚀液供给装置及方法中,所述刻蚀液供给装置包括 主药液槽、辅助药液槽及氧气注入单元,所述氧气注入单元向辅助药液槽中的刻蚀液注入 氧气,以使辅助药液槽中的刻蚀液保持预定的氧浓度;主药液槽与辅助药液槽连通,并将辅 助药液槽中的刻蚀液供给主药液槽,所述主药液槽中的刻蚀液用于与作业腔保持刻蚀液的 交换。如此配置,通过设置辅助药液槽作为刻蚀液的缓冲容置槽,通过氧气注入单元向辅助 药液槽注入氧气,使辅助药液槽中的刻蚀液能够被调节到预定的氧浓度。进而,利用辅助药 液槽向主药液槽供给刻蚀液,可使主药液槽中的刻蚀液保持稳定的氧浓度,提高刻蚀液的 刻蚀速率稳定性,实现晶圆刻蚀后其厚度及平整度的有效控制,还可延长作业腔的使用周 期。 附图说明 本领域的普通技术人员应当理解,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: 图1是本发明一实施例的刻蚀液供给装置的示意图; 图2是本发明一实施例的刻蚀液供给方法的流程图。 附图中: 10-主药液槽;11-硅浓度传感单元;12-氧浓度传感单元;20-辅助药液槽;21-氧气 注入单元;30-作业腔;40-温控单元;50-刻蚀液供给端;60-药液管。
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