[发明专利]蚀刻工艺中精确控制膜层厚度的方法和设备

说明书

该发明涉及一种蚀刻工艺中精确控制膜层厚度的方法和设备，其中所述蚀刻工艺中精确控制膜层厚度的方法包括以下步骤：量测待蚀刻的晶圆的膜层厚度；将所述晶圆放入蚀刻溶液；实时检测蚀刻溶液比重，并根据蚀刻溶液的实时比重确定蚀刻时长，以达到对膜层的蚀刻厚度要求。本发明的蚀刻工艺中精确控制膜层厚度的方法和设备通过实时检测溶液的比重，来确定具体的蚀刻时长，实时对工艺时间进行修正，从而达到对蚀刻量的精准控制，防止对多批晶圆进行蚀刻时，不同批次间的晶圆蚀刻后具有较大的膜层厚度差异，提升制程能力。

技术领域

本发明涉及晶圆生产制造加工设备领域，具体涉及一种蚀刻工艺中精确控制膜层厚度的方法和设备。

背景技术

在半导体制造工艺中，经常需要对晶圆表面的膜层进行蚀刻。在蚀刻的过程中，经常会出现不同批次之间的晶圆蚀刻后膜层厚度不同的情况，严重影响了机台的加工生产良率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种蚀刻工艺中精确控制膜层厚度的方法和设备，能够实时检测蚀刻溶液的比重，使不同批次的晶圆的膜层被蚀刻后具有厚度一致性，改善制程工艺水平。

为解决上述技术问题，以下提供了一种蚀刻工艺中精确控制膜层厚度的方法，包括以下步骤：量测待蚀刻的晶圆的膜层厚度；将所述晶圆放入蚀刻溶液；实时检测蚀刻溶液比重，并根据蚀刻溶液的实时比重确定蚀刻时长，以达到对膜层的蚀刻厚度要求。

可选的，将至少两个晶圆放入磷酸溶液进行蚀刻反应，且量测待蚀刻的晶圆的膜层厚度时，还包括以下步骤：将膜层厚度一致的晶圆归为一类。

可选的，将被归为同一类的晶圆放入蚀刻溶液。

可选的，待蚀刻的膜层为氮化硅层，量测待蚀刻的晶圆的膜层厚度时，包括以下步骤：量测所述晶圆表面的氮化硅层厚度；量测晶圆表面的氧化物层厚度。

可选的，将所述晶圆放入蚀刻溶液之前，还包括以下步骤：获取蚀刻用的蚀刻溶液的初始比重。

可选的，还包括以下步骤：根据对膜层的预设蚀刻厚度以及蚀刻用的蚀刻溶液的初始比重，确定初始蚀刻时长。

可选的，根据蚀刻溶液的实时比重与初始比重的差值，计算出实时蚀刻时长与初始蚀刻时长的差值，从而调整剩余蚀刻时长。

可选的，所述蚀刻溶液为磷酸溶液，通过检测磷酸溶液的相对密度来检测磷酸溶液的比重。

为了克服上述技术问题，以下还提供了一种蚀刻工艺中精确控制膜层厚度的设备，包括：比重计，设置到盛装有蚀刻溶液的液体槽内，用于实时检测蚀刻溶液的比重；控制器，连接到所述比重计，用于根据检测到的蚀刻溶液比重控制晶圆的蚀刻时间，以达到对膜层的蚀刻厚度要求。

可选的，所述蚀刻溶液为磷酸溶液，所述比重计通过检测磷酸溶液的相对密度来检测磷酸溶液的比重。

本发明的蚀刻工艺中精确控制膜层厚度的方法和设备通过实时检测溶液的比重，来确定具体的蚀刻时长，实时对工艺时间进行修正，从而达到对蚀刻量的精准控制，防止对多批晶圆进行蚀刻时，不同批次间的晶圆蚀刻后具有较大的膜层厚度差异，提升制程能力。

附图说明

图1为本发明的一种具体实施方式中的蚀刻工艺中精确控制膜层厚度的方法的步骤示意图。

图2为不同体积分数的磷酸溶液对氮化硅层的蚀刻速率的示意图。

具体实施方式