加熱源更具體地說，是六盞氙氣燈27。所述氙氣燈27規(guī)則地對稱排布，其產(chǎn)生的80%以上的熱量均可穿透玻璃密封蓋22傳遞至晶圓15表面。所述晶圓夾盤16上夾持有晶圓15，所述晶圓夾盤16具有一內(nèi)置加熱器19。所述藥液供給管13的外部包覆有管路加熱裝置14，用于補(bǔ)償藥液在傳輸過程中的熱量損失，實時控制管內(nèi)藥液的溫度處于55°C左右。所述藥液例如可以是臭氧水。所述溫度控制系統(tǒng)18連接管路加熱裝置14和加熱源，即氙氣燈27，并實時監(jiān)測藥液和晶圓15的溫度數(shù)據(jù)。所述密封蓋22為由玻璃制作而成的圓形蓋板，其本身并不吸收或損耗過多的由氙氣燈27輻射所產(chǎn)生的熱量。其具有良好的熱穿透性能。所述氙氣燈27照射產(chǎn)生的熱量絕大部分透過玻璃密封蓋22，傳遞至晶圓15表面，起到加熱晶圓的作用。所述溫度控制系統(tǒng)18包括溫度傳感器、溫度控制器和計算機(jī)。所述溫度控制系統(tǒng)18根據(jù)采集到的管內(nèi)藥液溫度和晶圓15表面的溫度數(shù)據(jù)，在濕法蝕刻工藝過程中對管路加熱裝置14、內(nèi)置加熱器19的加熱強(qiáng)度和氙氣燈27的亮度做出相應(yīng)的調(diào)節(jié)，控制管內(nèi)藥液溫度與晶圓15表面的溫度趨于相同，保持二者的溫度差在1°C左右，并將二者的溫度維持在55°C為佳。在此溫度下，臭氧水具有良好的刻蝕速率。所述溫度控制系統(tǒng)18對管路加熱裝置14、內(nèi)置加熱器19的加熱速率和氙氣燈27功率的調(diào)控是相互獨(dú)立的，其可以同時調(diào)節(jié)管路加熱裝置14的加熱速率和氙氣燈27的功率，也可單獨(dú)調(diào)控三者的其中之一。進(jìn)入干燥階段后，所述溫度控制系統(tǒng)18大幅度提高氙氣燈27的功率，進(jìn)而迅速提升晶圓15表面的溫度至80°C以上，高效快速的完成對晶圓15的干燥處理?？梢钥吹剑瑴囟瓤刂葡到y(tǒng)18在調(diào)控晶圓15表面的溫度時，主要通過氙氣燈27和內(nèi)置加熱器19兩個渠道來實現(xiàn)。通過調(diào)節(jié)氙氣燈27的功率，以及氙氣燈27打開的個數(shù)，可以從晶圓15的正面對晶圓15進(jìn)行加熱；而控制內(nèi)置加熱器19的加熱速率，能夠從晶圓15的背面對晶圓15進(jìn)行加熱，這樣從正反兩個方向上加熱晶圓15，能夠使晶圓15受熱更均勻，也更有利于加熱速率的提高。當(dāng)然，我們也可以僅僅通過氙氣燈27對晶圓15進(jìn)行加熱，或者僅僅通過內(nèi)置散熱器19對晶圓15進(jìn)行加熱，來實現(xiàn)對晶圓15表面溫度的調(diào)控，這樣會花費(fèi)更多的時間。另外，不管采用何種方式調(diào)控，溫度控制系統(tǒng)18均會根據(jù)采集的數(shù)據(jù)來保證藥液溫度與晶圓15表面的溫度差在rc的范圍之內(nèi)并作出相應(yīng)的調(diào)控。
[0046]圖3俯視實施例二看到的氙氣燈27的排布位置示意圖?？梢钥吹?，六盞氙氣燈27整體上按一個圓形排布，氙氣燈27a?d位于密封蓋22的上方，彼此均位于同一個平面且對稱，氙氣燈27e?f位于工藝腔11側(cè)方偏上位置，略低于氙氣燈27a?d所在的平面，且相互對稱。氣氣燈27e?f的照射方向與氣氣燈27a?d所在的平面向下成一定角度。
[0047]圖4是本發(fā)明方法的示意框圖:
[0048]本發(fā)明方法的【具體實施方式】包含以下步驟:
[0049]提供一工藝腔，該工藝腔配備有溫度控制系統(tǒng)和熱能供應(yīng)裝置，所述溫度控制系統(tǒng)測量藥液和晶圓表面的溫度，并通過調(diào)控?zé)崮芄?yīng)裝置來實現(xiàn)對二者溫度的控制，所述熱能供應(yīng)裝置包括加熱藥液的管路加熱裝置，加熱晶圓的位于腔外的六盞水銀燈和晶圓夾盤內(nèi)部的內(nèi)置加熱器；
[0050]通入預(yù)液預(yù)濕潤晶圓，這種預(yù)液更具體地說可以是超純水；
[0051]打開溫度控制系統(tǒng)，采集藥液和晶圓表面溫度數(shù)據(jù)，這種藥液優(yōu)選臭氧水；
[0052]溫度控制系統(tǒng)根據(jù)采集到的溫度數(shù)據(jù)分別加熱臭氧水藥液和晶圓，直至達(dá)到臭氧水的活性溫度，并在此溫度下保持恒定，臭氧水的活性溫度在55°C左右；
[0053]溫度控制系統(tǒng)實時調(diào)控臭氧水和晶圓表面溫度，使二者的溫度差始終不超過1°C ；
[0054]向工藝腔內(nèi)滴入臭氧水藥液，濕法蝕刻；
[0055]蝕刻工藝完成，停止對臭氧水藥液的加熱和供給；
[0056]通入后清洗液并清洗晶圓，所述后清洗液優(yōu)選去離子水(DIW)；
[0057]增大水銀燈的功率，打開全部六盞水銀燈，并增加內(nèi)置加熱器的加熱功率，迅速提升晶圓表面溫度進(jìn)行干燥，在此階段，可以加快晶圓的轉(zhuǎn)速并充入惰性氣體，以提高干燥效率;
[0058]完成晶圓的干燥處理。
[0059]上述【具體實施方式】只是用于說明本發(fā)明的設(shè)計方法，并不能用來限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。對于在本發(fā)明技術(shù)方案的思想指導(dǎo)下的變形和轉(zhuǎn)換，都應(yīng)該歸于本發(fā)明保護(hù)范圍以內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種半導(dǎo)體加工裝置，包括工藝腔、密封蓋、藥液供給管、晶圓夾盤、洗液進(jìn)給管和溫度控制系統(tǒng)，其特征在于，所述半導(dǎo)體加工裝置的工藝腔外部安裝有加熱源，所述藥液供給管外包覆有管路加熱裝置，所述溫度控制系統(tǒng)采集藥液和晶圓表面的溫度數(shù)據(jù)，在濕法蝕刻工藝階段保持該藥液的溫度和晶圓表面的溫度的溫差在rc范圍內(nèi)，在干燥階段提升晶圓溫度至80°C以上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體加工裝置，其特征在于，所述密封蓋采用高透熱率材料制成。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體加工裝置，其特征在于，所述高透熱率材料的熱量透過率在80%以上。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體加工裝置，其特征在于，所述晶圓夾盤具有內(nèi)置加熱器。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體加工裝置，其特征在于，所述溫度控制系統(tǒng)單獨(dú)控制加熱源、內(nèi)置加熱器和管路加熱裝置。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體加工裝置，其特征在于，所述加熱源的個數(shù)為一個。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體加工裝置，其特征在于，所述加熱源位于所述工藝腔外部的正上方。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體加工裝置，其特征在于，所述加熱源的個數(shù)為兩個及以上。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體加工裝置，其特征在于，所述加熱源在所述工藝腔外部規(guī)則排布。10.一種加工半導(dǎo)體工件的工藝方法，其步驟包括: 提供一工藝腔，所述工藝腔配備有熱能供應(yīng)裝置和溫度控制系統(tǒng)，所述溫度控制系統(tǒng)測量藥液和晶圓表面的溫度，并通過調(diào)控?zé)崮芄?yīng)裝置來實現(xiàn)對所述藥液和晶圓表面溫度的控制； 通入預(yù)液預(yù)濕潤晶圓； 打開所述溫度控制系統(tǒng)，采集藥液與晶圓表面的溫度數(shù)據(jù)； 所述溫度控制系統(tǒng)根據(jù)采集到的溫度數(shù)據(jù)分別加熱藥液和晶圓直至達(dá)到藥液的活性溫度，并在此溫度下保持恒定； 所述溫度控制系統(tǒng)實時調(diào)控藥液和晶圓表面溫度，使二者之間的溫度差始終不超過rc ； 滴入藥液，濕法蝕刻； 蝕刻工藝完成，停止對藥液的供給； 通入后清洗液并清洗晶圓； 增大所述熱能供應(yīng)裝置對晶圓的加熱強(qiáng)度，提升晶圓表面溫度進(jìn)行干燥； 完成晶圓的干燥處理。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的工藝方法，其特征在于，所述熱能供應(yīng)裝置包括針對藥液的管路加熱裝置以及針對晶圓的加熱源和內(nèi)置加熱器。12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的工藝方法，其特征在于，所述后清洗液為DIW，通過DIW沖洗，所述后清洗液把藥液沖洗干凈。13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的工藝方法，其特征在于，進(jìn)一步包括:在干燥階段，加快晶圓轉(zhuǎn)速，并充入惰性氣體。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種半導(dǎo)體加工裝置和加工半導(dǎo)體工件的工藝方法，該裝置包括工藝腔、密封蓋、藥液供給管、晶圓夾盤、洗液進(jìn)給管和溫度控制系統(tǒng)，所述半導(dǎo)體加工裝置的工藝腔外部安裝有加熱源，所述藥液供給管外包覆有管路加熱裝置。本發(fā)明所述的半導(dǎo)體加工裝置通過一些獨(dú)特的結(jié)構(gòu)設(shè)計，可以保證半導(dǎo)體晶圓在濕法蝕刻的過程中藥液溫度與晶圓表面溫度近乎相同，當(dāng)藥液滴至晶圓表面后，晶圓各處能夠以一個均一的速率完成刻蝕過程，從而確保了晶圓片內(nèi)的均勻度。
【IPC分類】H01L21/67, H01L21/02
【公開號】CN105225982
【申請?zhí)枴緾N201410236021
【發(fā)明人】賈照偉, 王堅, 王暉
【申請人】盛美半導(dǎo)體設(shè)備（上海）有限公司
【公開日】2016年1月6日
【申請日】2014年5月30日