專利名稱：處理襯底的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及蝕刻襯底的方法和設(shè)備，以及尤其但是不僅僅涉及 半導(dǎo)體襯底。
背景技術(shù)：
已知使用化學(xué)蝕刻來提高沉積在半導(dǎo)體晶片上的薄膜的均勻性。在www, solid-state, com的2003年8月份版本的43至46頁中， 描述了一種使用濕法蝕刻機(jī)修正高密度等離子體(HDP)邊緣到中心 的均勻性問題的技術(shù)。該技術(shù)提高了淺槽集成(STI)的化學(xué)機(jī)械拋 光(CMP)工藝。然而，該技術(shù)具有很多缺點(diǎn)。例如，該技術(shù)僅僅涉及邊緣到中 心均勻性問題，并且只能進(jìn)行有限數(shù)量的邊緣到中心的蝕刻剖面。而 且，該技術(shù)的濕法蝕刻很難控制。US 2005/0020077描述了清洗半導(dǎo)體襯底的斜邊緣的系統(tǒng)，而同 時在襯底的生產(chǎn)面提供保護(hù)層。該保護(hù)層可以包括當(dāng)旋轉(zhuǎn)襯底時，涂 敷在該襯底中心的去離子水薄層。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的實(shí)施例旨在至少減輕一些上述問題。根據(jù)本發(fā)明，提供了一種處理襯底的方法，該方法包括旋轉(zhuǎn) 襯底、在該旋轉(zhuǎn)襯底的第一表面上分配反應(yīng)試劑，以對第一表面的第 一區(qū)域進(jìn)行處理，以及同時在第一表面上分配中和劑，以便中和從該 表面的第一區(qū)域流走的反應(yīng)試劑，從而充分阻止對比第一區(qū)域位于更 接近該襯底邊緣的第一表面的另一區(qū)域的處理。根據(jù)本發(fā)明，還提供了一種處理襯底的設(shè)備，該設(shè)備包括 用于可旋轉(zhuǎn)地支撐襯底的支架、用于將反應(yīng)試劑分配在旋轉(zhuǎn)襯底的第一表面上以對該表面的第一區(qū)域進(jìn)行處理的第一分配器，第二分配器，用于同時將中和劑分配在第一表面上以中和從該表面的第一區(qū)域流走的反應(yīng)試劑，因此充分阻止了對比第一區(qū)域位于更接近該襯底邊緣的第一表面的另一區(qū)域的處理。在優(yōu)選的實(shí)施例中，利用第一分配臂分配反應(yīng)試劑，將第一分配臂從一個分配位置移動到相對于該旋轉(zhuǎn)襯底的另一分配位置，以對要被處理的多個區(qū)域的不同區(qū)域進(jìn)行處理。利用第二分配臂分配中和劑，將第二分配臂從一個分配位置移動到相對于該旋轉(zhuǎn)襯底的另一分配位置，以中和從要被處理的多個區(qū) 域的不同區(qū)域流走的反應(yīng)試劑。優(yōu)選地，該襯底是半導(dǎo)體表面。


現(xiàn)在，參考附圖，僅以示例的方式對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行描述，其中圖1是實(shí)施本發(fā)明的系統(tǒng)的示意圖； 圖2a和2b圖示了蝕刻剖面圖。
具體實(shí)施方式
參考附圖的圖l，濕法旋轉(zhuǎn)蝕刻設(shè)備l包括用于支撐半導(dǎo)體襯底 3的可旋轉(zhuǎn)支架2。支架2環(huán)繞它的縱軸旋轉(zhuǎn)，以便在使用時，襯底 3環(huán)繞此軸旋轉(zhuǎn)，如箭頭2a所示?？梢允褂眠m合的驅(qū)動機(jī)構(gòu)(未示 出)來旋轉(zhuǎn)支架2。設(shè)備1還包括蝕刻劑分配臂4和中和劑分配臂5。在使用時，臂 4和臂5都被支架(未示出)支撐在旋轉(zhuǎn)襯底3上并且橫跨襯底3徑 向可移動，如箭頭6所示。該臂可以通過例如滑動機(jī)構(gòu)進(jìn)行側(cè)面移動， 或者可以通過例如旋轉(zhuǎn)臂進(jìn)行旋轉(zhuǎn)移動。蝕刻劑分配臂4分配蝕刻劑流7，以對襯底3的表面上所需要的 位置濕法蝕刻一個環(huán)8。離心力使蝕刻劑向外向襯底的邊緣流動。同 時，中和劑分配臂5分配中和劑流9，中和劑9在不需要蝕刻的中和區(qū)域10內(nèi)中和蝕刻劑7。在此示例中，襯底的中心區(qū)域11不需要蝕刻，因此根本不暴露于蝕刻劑7流。然而，本發(fā)明還可以應(yīng)用于中心區(qū)域需要蝕刻的情況。 通過對蝕刻劑7流進(jìn)行上述中和，襯底3的內(nèi)部區(qū)域可以被蝕 刻而外部區(qū)域保留不被蝕刻。當(dāng)臂4和臂5分配它們各自的試劑，使 能夠進(jìn)行具有要獲得的多個蝕刻的環(huán)的復(fù)雜蝕刻時，控制器12控制 臂4和臂5的位置和移動，在圖2a和2b中示出了這種復(fù)雜蝕刻的示 例。在圖2a和2b中圖示出的蝕刻具有相對直的不連續(xù)剖面，但是 可以使用該技術(shù)來獲得具有平滑剖面的蝕刻以及具有各種類型斜面 的蝕刻。在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，使用熱HF溶液作為蝕刻劑7以及使 用標(biāo)準(zhǔn)清洗溶液NH40H/H202/H20作為中和劑。適合這些目的的其它化 學(xué)制劑對本領(lǐng)域的技術(shù)人員將是己知的，例如可以使用HC1溶液作為 蝕刻劑7。優(yōu)選地，標(biāo)準(zhǔn)清洗溶液還包括表面活性劑以防止鹽和顆粒 沉積在晶片上。在優(yōu)選的實(shí)施例中i在襯底的背面分配例如去離子水的冷液體， 以冷卻襯底。蝕刻劑的蝕刻效果依賴于溫度，使用這種液體來控制襯 底的溫度反過來也控制了蝕刻剖面。例如，在靠近襯底中心比在靠近 襯底邊緣可以獲得更深的蝕刻，這是因?yàn)樵诳拷吘壧幬g刻劑的溫度 更低。因此可以使用第三可移動分配臂來分配背面冷卻液體。 可以廣泛應(yīng)用上述的技術(shù)。當(dāng)今，主要的晶片均勻性問題是放 射狀/環(huán)狀問題，這是因?yàn)楸∧ぶ饕窃谛D(zhuǎn)的單晶片上生長或沉積， 這將導(dǎo)致中心對稱。如果使用正確的和選擇性的化學(xué)處理，所述技術(shù) 可以代替部分現(xiàn)有的CMP應(yīng)用。該技術(shù)可以被用于先進(jìn)工藝控制?？梢允褂脵E圓測量術(shù)來測量 晶片的均勻性并且自動地定義濕法蝕刻配方來修正不均勻的剖面。然 后，在配方中自動地定義蝕刻斜面、蝕刻位置、蝕刻表面?？梢圆捎?最精確的濕法蝕刻配方逐晶片地蝕刻晶片。該技術(shù)可以用于晶片檢測工藝。DPN薄膜中的N劑量對于電參數(shù) 判斷至關(guān)重要并且通過X-射線光電子能譜(XPS)測量能夠測量DPN 薄膜中的N含量。為了獲得深度方向上的N劑量分布，DPN晶片需要 被重復(fù)地蝕刻和蝕刻后對N劑量的重復(fù)測量。這是耗時的處理。可以 應(yīng)用該技術(shù)來同時設(shè)定分布并且如果N劑量是橫向均勻的，則僅僅需 要一次具有想要的分布的蝕刻和一次XPS多位置的測量?？梢栽谒?的均勻表面和深度方向上的不均勻薄膜上執(zhí)行同樣的方法。該技術(shù)可以用在同一晶片上具有多個蝕刻深度的晶片上的選定 區(qū)域的晶片的逆向處理中。雖然優(yōu)選的實(shí)施例涉及半導(dǎo)體襯底的蝕刻，但是應(yīng)該理解的是， 可以使用本發(fā)明的實(shí)施例來蝕刻其它類型的襯底，例如，玻璃板。雖然上面的描述中只對蝕刻過程進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明還可 以用于襯底的使用其它的反應(yīng)試劑的其它處理。參考優(yōu)選的實(shí)施例，如此描述了本發(fā)明，應(yīng)該很好理解的是討 論的實(shí)施例僅僅是示范性的，并且在不偏離附屬權(quán)利要求和其等價物 中所提出的本發(fā)明的思想和范圍的情況下，可以進(jìn)行那些具有適當(dāng)知 識和技術(shù)的人員想到的修改和改變。在權(quán)利要求中，任何在括號中的 參考符號不應(yīng)該被理解為對權(quán)利要求的限制。"包括"之類的詞語不 排除在任何權(quán)利要求或說明書中所列舉的元素或步驟之外的其它的 元素和步驟的存在。元素的單數(shù)參考不排除這種元素的多個參考。在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下，可以結(jié)合不同實(shí)施例的不同 要素。
權(quán)利要求
1.一種處理襯底的方法，所述方法包括旋轉(zhuǎn)所述襯底，在旋轉(zhuǎn)的襯底的第一表面上分配反應(yīng)試劑以對所述第一表面的第一區(qū)域進(jìn)行處理，同時在所述第一表面上分配中和劑，以便中和從所述表面的第一區(qū)域流走的反應(yīng)試劑，以充分阻止對位于比所述第一區(qū)域更接近所述襯底邊緣的所述第一表面的另一區(qū)域的處理。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，進(jìn)一步包括，在旋轉(zhuǎn)的襯底的所述 第一表面上分配所述反應(yīng)試劑以連續(xù)地處理要被處理的所述表面的 多個區(qū)域，并且當(dāng)所述反應(yīng)試劑被分配以對要被處理的每個區(qū)域進(jìn)行 處理時，同時在所述第一表面上分配所述中和劑以對從要被處理的區(qū) 域流走的反應(yīng)試劑進(jìn)行中和，從而充分防止對位于比給出的區(qū)域更接 近所述襯底邊緣的所述表面的區(qū)域進(jìn)行處理。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，所述方法包括使用第一分配臂來分配所述反應(yīng)試劑和使用第二分配臂來分配所述中和劑。'
4. 根據(jù)權(quán)利要求2的方法，所述方法包括使用第一分配臂來分 配所述反應(yīng)試劑，并且其中將所述第一分配臂從一個分配位置移動到 相對于所述旋轉(zhuǎn)襯底的另一個位置，并且在每個分配位置時，處理要 被處理的多個區(qū)域中的不同的一個區(qū)域。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4的方法，所述方法包括使用第二分配臂來分 配中和劑，并且其中將所述第二分配臂從一個分配位置移動到相對于 所述旋轉(zhuǎn)襯底的另一個位置，并且在每個分配位置時，中和從被處理 的多個區(qū)域中的不同的一個區(qū)域流走的反應(yīng)試劑。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其中所述反應(yīng)試劑是熱的。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其中所述反應(yīng)試劑是酸性的。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中所述反應(yīng)試劑包括HF溶液。
9. 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其中所述中和劑是堿性的。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中所述中和劑包括NH40H/H202/H20溶液。
11. 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其中所述襯底是半導(dǎo)體襯底。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述處理是蝕刻以及所述反 應(yīng)試劑是蝕刻劑。
13. —種用于處理襯底的設(shè)備，所述設(shè)備包括 用于可旋轉(zhuǎn)地支撐所述襯底的支架，用于將反應(yīng)試劑分配到旋轉(zhuǎn)的襯底的第一表面上以對所述表面的第一區(qū)域進(jìn)行處理的第一分 配器，第二分配器，用于同時將中和劑分配到所述第一表面上以中和 從所述表面的所述第一區(qū)域流走的反應(yīng)試劑，因此充分防止對位于比 所述第一區(qū)域更接近所述襯底邊緣的所述第一表面的另一區(qū)域的處 理。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13的設(shè)備，其中所述第一分配器包括用于分 配所述反應(yīng)試劑的第一分配臂，以及所述第二分配器包括用于分配所 述中和劑的第二分配臂。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14的設(shè)備，其中所述第一分配臂和所述第二 分配臂相對于所述襯底是可移動的，因此可以移動所述第一分配臂來 分配所述反應(yīng)試劑，以對所述第一表面上的多個區(qū)域進(jìn)行處理并且每當(dāng)一個區(qū)域被處理時，定位所述第二分配臂來分配中和劑，以中和從 所述正在被處理的區(qū)域流走的所述反應(yīng)試劑，從而充分防止了對位于 比所述正在被處理的區(qū)域更接近所述襯底邊緣的所述第一表面的另 一區(qū)域的處理。
全文摘要
一種處理半導(dǎo)體襯底(3)的方法，該方法包括旋轉(zhuǎn)半導(dǎo)體襯底(3)，同時在旋轉(zhuǎn)的襯底(3)的第一表面上分配反應(yīng)蝕刻劑(7)，從而對該表面(3)的第一區(qū)域(8)進(jìn)行蝕刻。同時，在第一表面上分配中和劑(9)從而中和從該表面(3)的第一區(qū)域(8)流走的蝕刻劑(9)，因此充分阻止了對位于比第一區(qū)域(8)更接近該襯底(3)邊緣的第一表面的其它區(qū)域(10)的處理。這個處理可以是蝕刻。
文檔編號H01L21/306GK101263584SQ200680033312
公開日2008年9月10日 申請日期2006年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月13日
發(fā)明者菲利普·加尼爾 申請人:Nxp股份有限公司