[发明专利]半导体基板的湿法刻蚀方法

说明书

本发明揭示了半导体基板的湿法刻蚀方法，包括：测量第n片基板上每个点的厚度前值；测量第n片基板上每个点的刻蚀后的厚度后值，计算得到第n片基板上每个点的刻蚀量，根据刻蚀量建立第n片基板的刻蚀量形貌图，刻蚀量形貌图能够反映出第n片基板上的刻蚀量分布；根据第n片基板的刻蚀量分布情况调节喷液摆臂的移动速率对第n+1片基板进行刻蚀加工。本发明根据第n片基板刻蚀前后的膜厚差值，建立刻蚀量形貌图根据第n片基板的刻蚀量分布调节第n+1片基板喷液摆臂的移动速度，以调节第n+1片基板的刻蚀量，提高基板的刻蚀均一性，提升产品的良率。

技术领域

本发明涉及集成电路制造领域，更具体地，涉及半导体基板的湿法刻蚀技术。

背景技术

随着半导体特征尺寸逐步变小,湿法刻蚀工艺可以精确控制薄膜或者金属层的去除量。由于湿法刻蚀具有许多优点，如：对原材料的消耗较低，适应性强,表面均一性好,对硅片损伤小,适用于大部分金属材质和基板材质，因此湿法刻蚀在半导体制造中的地位越来越重要。

在湿法刻蚀工艺中,由于设备原因(对刻蚀时间或刻蚀液温度的精确控制)或者刻蚀药液自身寿命长短原因,会引起刻蚀药液刻蚀量的变化,导致基板金属圆柱侧蚀(Undercut)过大或者基板表面有金属残留,严重影响产品的质量。

可靠性是检验产品良率的重要参考指标之一，其中均一性是一个很重要的参数，其直接反映了片内各个点之间的刻蚀量差异，是保证硅片刻蚀图形一致性的基础参数，其计算公式为：

其中，Unif是指均一性；X1,X2...Xn是指一个基板片内不同点的刻蚀量,通常需要测量13点或者49点；Mean是指平均数。

目前业界主要采用浸没式刻蚀机和单片刻蚀机。运用浸没式刻蚀机在加工过程中,基板完全浸没在药液槽内,基板表面各点接触药液的量相同,基板表面各点接触药液的温度相同，基板表面各点接触药液的时间相同，因此采用浸没式刻蚀机工艺的基板表面的均一性较好。然而在运用浸没式刻蚀机的加工过程中，易产生微小机械划痕与过度腐蚀的风险，影响器件性能，且设备兼容性不高，易造成设备和工艺的交叉污染，直接影响后续工艺加工与产品质量。因此在很多情况下仍会采用单片刻蚀机对基板进行加工。由于单片刻蚀机工艺加工方式的先天不足,喷液摆臂在基板上每个点的刻蚀不是同一时刻进行,而且基板在刻蚀时由中心向边缘的各点的线速度也不同，药液在基板各点的停留时间可能不同，进而造成基板上各个点的刻蚀量不同,导致整个基板片的均一性不符合工艺要求,良率较差。因此，做到精确控制刻蚀量，提高产品的良率，是当前湿法刻蚀工艺面临的重大难题。

发明内容

本发明提出了一种半导体基板的湿法刻蚀方法，在刻蚀加工中，根据第n片基板的刻蚀量来调整第n+1片基板刻蚀加工时喷液摆臂在基板不同区域内的移动速率，使得基板片内的刻蚀量相同，以此提高湿法刻蚀基板片内均一性，提高良率。

根据本发明的一实施例，测量第n片基板上每个点的厚度前值；测量第n片基板上每个点的刻蚀后的厚度后值，计算得到第n片基板上每个点的实际刻蚀量，根据该刻蚀量建立第n片基板的刻蚀量形貌图，刻蚀量形貌图能够反映出第n片基板上刻蚀量的分布情况；根据第n片基板的刻蚀量分布情况调节喷液摆臂移动速率，并以该移动速率对第n+1片基板进行刻蚀加工。

较优地，所述刻蚀量分布情况是指将第n片基板的实际刻蚀量与目标刻蚀量进行比较，将刻蚀量形貌图分为刻蚀量较低区域和刻蚀量较高区域，刻蚀量较低区域是指该区域内实际刻蚀量低于目标刻蚀量，刻蚀量较高区域是指该区域内实际刻蚀量高于目标刻蚀量。

较优地，根据第n片基板的刻蚀量形貌图所显示的刻蚀量较低区域，调节喷液摆臂在对第n+1片基板刻蚀时在刻蚀量较低区域移动速率变慢。

较优地，根据第n片基板的刻蚀量形貌图所显示的刻蚀量较高区域，调节喷液摆臂在对第n+1片基板刻蚀时在刻蚀量较高区域移动速率变快。