[发明专利]刻蚀液供给装置及方法

说明书

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。如此配置，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。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种刻蚀液供给装置及方法。

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。

发明内容

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；