專利名稱：用于有選擇地蝕刻基板表面的基板處理裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
在此公布的本發(fā)明涉及一種基板處理裝置和方法，尤其涉及一種用于有選 擇地蝕刻基板表面的基板處理裝置和方法。
背景技術(shù)：
一般情況下，蝕刻通常出現(xiàn)于半導(dǎo)體器件的加工工藝中，用于對在半導(dǎo)體 基板上形成的層(如，金屬層、氧化層、多晶硅層和光刻膠層)進(jìn)行圖案成型。
例如，蝕刻方法包括化學(xué)蝕刻、等離子蝕刻、離子束蝕刻和反應(yīng)離子蝕刻。 目前，旋轉(zhuǎn)蝕刻作為 一種化學(xué)蝕刻方法而被廣泛地應(yīng)用。在旋轉(zhuǎn)蝕刻工藝中， 可在旋轉(zhuǎn)半導(dǎo)體基板期間通過向所述半導(dǎo)體基板注射化學(xué)制品而對所述半導(dǎo)體 基板進(jìn)行蝕刻。
在旋轉(zhuǎn)蝕刻工藝中，可以通過中心供應(yīng)方法向半導(dǎo)體基板的中心(旋轉(zhuǎn)中 心)注射化學(xué)制品(蝕刻劑)，或者可以通過掃描供應(yīng)方法從半導(dǎo)體基板的中心 部位至邊緣部位向半導(dǎo)體基板注射化學(xué)制品。在旋轉(zhuǎn)蝕刻工藝中，由于是利用 離心力使化學(xué)制品從半導(dǎo)體基板表面的中心部位向邊緣部位流動，從而從半導(dǎo) 體基板表面移除薄層，因此難以根據(jù)半導(dǎo)體基板表面的區(qū)域調(diào)整半導(dǎo)體基板表 面的蝕刻速度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供的基板處理裝置和方法用于根據(jù)在前工序的分散程度(degree of scattering of the previous process )有選捧地蝕亥寸基板。參照說明書和附圖，可以進(jìn)一步理解本發(fā)明的本質(zhì)和優(yōu)點(diǎn)。 本發(fā)明的實(shí)施例提供了用于蝕刻基板表面的基板處理方法，該方法包括
通過第一噴嘴向旋轉(zhuǎn)的基板的中心部位供應(yīng)蝕刻劑；和通過設(shè)置在與所述基板 的中心部位相偏離的預(yù)定位置處的第二噴嘴供應(yīng)蝕刻防止劑，以用于稀釋所述 蝕刻劑。
在一些實(shí)施例中，可以當(dāng)從所述預(yù)定位置開始沿朝向基板的邊緣部位的方 向持續(xù)移動所述第二噴嘴時(shí)，通過所述第二噴嘴供應(yīng)蝕刻防止劑。
在其他實(shí)施例中，可以當(dāng)從所述預(yù)定位置開始沿朝向基板的邊緣部位的方 向移動所述第二噴嘴時(shí)，通過所述第二噴嘴供應(yīng)蝕刻防止劑，且在移動所述第 二噴嘴的期間所述第二噴嘴至少短暫地駐留 一次。
在另 一些其他實(shí)施例中，可以在相同的時(shí)間段內(nèi)向所述基板供應(yīng)所述蝕刻 防止劑和所述蝕刻劑。
在又一些其他實(shí)施例中，可以向所述基板供應(yīng)加熱后或冷卻后的蝕刻防止劑。
在又一些其他實(shí)施例中，可以利用所述蝕刻劑以不同的蝕刻速度蝕刻所述 基板的表面區(qū)域，所述蝕刻速度根據(jù)所述蝕刻防止劑的供應(yīng)量、溫度或注射位 置而發(fā)生變化。
本發(fā)明的其他實(shí)施例也提供了用于蝕刻基板表面的基板處理方法，這些方 法包括向基板供應(yīng)蝕刻劑和蝕刻防止劑以用于蝕刻基板，其中向基板的不同區(qū) 域供應(yīng)所述蝕刻劑和所述蝕刻防止劑，且至少部分所述不同區(qū)域是相互重合的。
在一些實(shí)施例中，向所述基板上供應(yīng)所述蝕刻劑的區(qū)域可以大于向所述基 板上供應(yīng)所述蝕刻防止劑的區(qū)域。
在其他實(shí)施例中，可以分別在預(yù)定的時(shí)間萃殳內(nèi)供應(yīng)所述蝕刻劑和所述蝕刻 防止劑，且至少部分所述時(shí)間段是相互重合的。
在另 一些其他實(shí)施例中，可以向所述基板的中心部位供應(yīng)所述蝕刻劑。在又一些其他實(shí)施例中，可以向所述基板的全部區(qū)域供應(yīng)所述蝕刻劑，且 向除所述基本的中心區(qū)域外的所述基板的其他全部區(qū)域供應(yīng)所述蝕刻防止劑。
而在又一些其他實(shí)施例中，可以旋轉(zhuǎn)所述基才反，并可以直接向所述基板的 旋轉(zhuǎn)中心供應(yīng)所述蝕刻劑，且在與所述基板的中心部位相偏離的預(yù)定位置處可 以直接向所述基板供應(yīng)所述蝕刻防止劑。
在另 一些的實(shí)施例中，直接向所述基板供應(yīng)所述蝕刻防止劑的所述預(yù)定位 置可以隨時(shí)間發(fā)生變化。
在另 一些的實(shí)施例中，直接向所述基板供應(yīng)所述蝕刻防止劑的所述預(yù)定位 置，可以在從所述基板的中心部位到所述基板的邊緣部位的方向上發(fā)生變化。
在又一些實(shí)施例中，可以向所述基板供應(yīng)加熱后或冷卻后的蝕刻防止劑。
在又一些實(shí)施例中，所述蝕刻防止劑可以為去離子水或惰性氣體。
本發(fā)明的另 一些其他實(shí)施例還提供了用于蝕刻基板表面的基板處理裝置，
這些裝置包括旋轉(zhuǎn)頭，用于在所述旋轉(zhuǎn)頭上支撐有基板時(shí)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)；第一噴 嘴，用于向放置在所述旋轉(zhuǎn)頭上的基板注射蝕刻劑；第二噴嘴，用于在加工期 間向放置在所述旋轉(zhuǎn)頭上的基板注射蝕刻防止劑；和控制單元，用于控制所述 第一噴嘴以使得通過所述第一噴嘴向所述基板的中心部位注射所述蝕刻劑，并 用于控制所述第二噴嘴以使得通過所述第二噴嘴在與所述基板的中心部位相偏 離的預(yù)定位置處向所述基板注射所述蝕刻防止劑。
在一些實(shí)施例中，所述基板處理裝置可以進(jìn)一步包括去離子水供應(yīng)單元， 所述去離子水供應(yīng)單元用于向所述第二噴嘴供應(yīng)作為所述蝕刻防止劑的去離子 水。
在其他實(shí)施例中，所述去離子水供應(yīng)單元可以包括加熱器和冷卻器中的至 少一個(gè)，所述加熱器用于加熱向所述第二噴嘴供應(yīng)的去離子水，所述冷卻器用 于冷卻向所述第二噴嘴供應(yīng)的去離子水。
在另一些其他實(shí)施例中，所述控制單元可以控制所述第二噴嘴，以使得所
述第二噴嘴在從所述預(yù)定位置移動到所迷基板邊緣部位的期間注射作為蝕刻防
7止劑的去離子水。


本發(fā)明實(shí)施例所包含的附圖有助于更進(jìn)一 步地理解本發(fā)明，且這些附圖并 入和組成了本說明書的一部分。這些附圖解釋說明了本發(fā)明的示例性實(shí)施例，
并與文字描述一起共同解釋說明了本發(fā)明的原理。在附圖中 圖1為本發(fā)明實(shí)施例基板處理裝置的示意圖； 圖2為用于顯示圖1所示容器內(nèi)部構(gòu)造的剖視圖； 圖3為用于顯示圖l所示第一噴嘴和第二噴嘴的注射位置的示意圖； 圖4至7為在第二噴嘴的不同的蝕刻條件和注射條件下的蝕刻速度的曲線
圖8為用于根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例說明蝕刻速度的再現(xiàn)性的表格和曲線圖。
具體實(shí)施例方式
下面將結(jié)合附圖1至附圖8詳細(xì)地描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。然而，本發(fā) 明還具有其它不同形式的實(shí)施方式，因此本發(fā)明不應(yīng)理解為局限于在此提出的 具體實(shí)施例。相反，提供這些實(shí)施例是為了使本公開的內(nèi)容詳細(xì)完整，并將本 發(fā)明的范圍充分地傳達(dá)給本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員。為了使圖示清晰，對附圖中的 圖層尺寸和區(qū)域尺寸進(jìn)行了放大。
下述描述中舉例說明了 一種單一基板類型的蝕刻裝置，該蝕刻裝置用于從 半導(dǎo)體基板表面移除薄層，且該蝕刻裝置可作為用于解釋說明本發(fā)明實(shí)施例的 例子。但本發(fā)明并不局限于此。也就是說，本發(fā)明還可應(yīng)用于其它的用于處理 半導(dǎo)體基板表面的裝置中，這些裝置可通過在旋轉(zhuǎn)半導(dǎo)體基板時(shí)向該半導(dǎo)體基 板供應(yīng)化學(xué)制品而處理該半導(dǎo)體基板表面。例如，用于移除半導(dǎo)體基板表面的 外來雜質(zhì)的清潔裝置，以及用于移除經(jīng)過顯影工序后仍然殘留在基板上的多余 光刻膠的灰化裝置。
圖1顯示了本發(fā)明實(shí)施例基板處理裝置1，圖2為用于顯示圖1所示容器 110內(nèi)部構(gòu)造的剖視圖。參見圖1和圖2，基板處理裝置1用于進(jìn)行蝕刻加工，以蝕刻形成于半導(dǎo)體 基板W (下文中稱之為基板)上的薄層(如，金屬層、氧化層、多晶硅層和光刻 膠層)。
基板處理裝置1包括容器110、升降機(jī)構(gòu)單元120、旋轉(zhuǎn)頭130和液體供應(yīng) 單元200。 容器
容器110在蝕刻加工期間避免化學(xué)制品和煙霧噴濺或流向外部區(qū)域。該容 器110具有開口的頂部，并提供了在其中進(jìn)行基板W處理的空間A,且旋轉(zhuǎn)頭 130也設(shè)置在空間A中。
容器110用于根據(jù)化學(xué)制品的種類分別收集用過的化學(xué)制品。因此，化學(xué) 制品可以重復(fù)利用。容器110包括多個(gè)收集管道llOa、 110b和110c。加工過程 中使用的化學(xué)制品根據(jù)其種類被收集在收集管道llOa、 110b和110c中。本實(shí) 施例中，容器110可包括三個(gè)收集管道110a、 110b和110c。下文中，收集管道 110a、 110b和110c也可分別稱之為內(nèi)側(cè)收集管道110a,中間收集管道110b, 和外側(cè)收集管道110c。
內(nèi)側(cè)收集管道110a具有圍繞旋轉(zhuǎn)頭130的圓環(huán)形狀，中間收集管道110b 具有圍繞內(nèi)側(cè)收集管道110a的圓環(huán)形狀，外側(cè)收集管道110c具有圍繞中間收 集管道110b的圓環(huán)形狀。收集管道110a、 110b和110c分別包括入口 llla、 lllb 和lllc。入口 llla、 lllb和lllc設(shè)置在容器110內(nèi)部，且與空間A相連通。 入口 llla、 lllb和lllc具有環(huán)繞旋轉(zhuǎn)頭130的環(huán)形形狀。基板W旋轉(zhuǎn)時(shí)作用 于化學(xué)制品的離心力，使得注射到基板W上用以處理基板W的化學(xué)制品被迫通 過入口 llla、 lllb和lllc流入收集管道110a、 110b和110c。外側(cè)收集管道 110c的入口 111c垂直設(shè)置在中間收集管道110b的入口 lllb的上方，中間收集 管道110b的入口 lllb垂直設(shè)置在內(nèi)側(cè)收集管道110a的入口 llla的上方。換 言之，即收集管道110a、 110b和110c的入口 llla、 lllb和lllc設(shè)置在不同 的高度上。內(nèi)側(cè)收集管道110a的內(nèi)壁112a上形成有多個(gè)開口 113a,且開口 113a呈環(huán) 狀設(shè)置。各開口 113a的形狀為狹縫。各開口 113a用作排氣孔，以將進(jìn)入內(nèi)側(cè) 收集管道110a的氣體通過位于旋轉(zhuǎn)頭130下方的空間排向容器110的外部。內(nèi) 壁112a連接有排出管115a，內(nèi)側(cè)收集管道110a收集的處理液通過該排出管115a 排向外部化學(xué)制品再生系統(tǒng)。中間收集管道110b的內(nèi)壁114a上形成有狹縫狀 的排氣孔113b，排氣孔113b呈環(huán)狀設(shè)置以將氣體/人中間收集管道110b中排出。 中間收集管道110b的底壁114b連接有排出管115b,中間收集管道110b收集的 注向基板W的處理液通過該排出管115b排向外部化學(xué)制品再生系統(tǒng)。外側(cè)收集 管道110c具有大致為圓盤狀的底壁116b,且穿過底壁116b的中心部位形成有 用于容納旋轉(zhuǎn)軸132的開口。底壁116b連接有排出管115c,外側(cè)收集管道110c 收集的處理液通過排出管115c排向外部化學(xué)制品再生系統(tǒng)。外側(cè)收集管道110c 形成了容器110的全部外壁。外側(cè)收集管道110c的底壁116b連接有排氣管117， 進(jìn)入外側(cè)收集管道110c的氣體通過排氣管117排向外側(cè)收集管道110c的外部。 通過內(nèi)側(cè)收集管道110a的內(nèi)壁112a上的開口 113a、以及中間收集管道110b的 內(nèi)壁114a上的排氣孔113b排出的氣體，可通過與外側(cè)收集管道110c相連的排 氣管117向容器110的外部排盡。排氣管117的入口端以預(yù)定的長度從底壁116b
向上伸出。 升降機(jī)構(gòu)單元
升降機(jī)構(gòu)單元120驅(qū)動容器110沿向上方向和向下方向線性移動。在容器 110垂直移動時(shí)，容器110的高度相對旋轉(zhuǎn)頭130的高度發(fā)生變化。升降機(jī)構(gòu)單 元120包括托架122、移動軸124和驅(qū)動單元126。 4乇架122固定在容器110的 外壁上，移動軸124與托架122固定連接，移動軸124可通過驅(qū)動單元126向 上移動或向下移動。當(dāng)將基板W向下放置在旋轉(zhuǎn)頭130上時(shí)，或?qū)⒒錡從旋 轉(zhuǎn)頭130上抬起時(shí)，容器110向下移動，所以旋轉(zhuǎn)頭130可從容器110中向上 伸出。加工過程中可按如下方式調(diào)節(jié)容器110的高度，該方式使供應(yīng)給基板W的處理液可以根據(jù)處理液的種類而分別收集在收集管道llOa、 110b和110c中。 作為另一種選擇，升降機(jī)構(gòu)單元120也可以驅(qū)動旋轉(zhuǎn)頭130向上或向下移動。 旋轉(zhuǎn)頭
在加工過程中，旋轉(zhuǎn)頭130用于支持基板W。旋轉(zhuǎn)頭130設(shè)置在容器110的 內(nèi)部。旋轉(zhuǎn)頭130包括支撐銷135和夾緊銷136。支撐銷135設(shè)置在旋轉(zhuǎn)頭130 的頂面，用以支撐所裝載的基板W,以使基板W處于與旋轉(zhuǎn)頭130的頂面空間上 相分離的位置處。夾緊銷136用于固定基板W。也就是說，在加工過程中，支撐 銷135用于將基板W支撐在與旋轉(zhuǎn)頭130的頂面空間上相分離的位置處，夾緊 銷136用于夾住基板W的邊緣部位。
旋轉(zhuǎn)頭130底部的中心部位連接有轉(zhuǎn)軸132。轉(zhuǎn)軸132為空心軸，且能夠?qū)?旋轉(zhuǎn)部件134的旋轉(zhuǎn)力傳遞給旋轉(zhuǎn)頭130。旋轉(zhuǎn)部件134可包括驅(qū)動單元(未圖 示)，如用于產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力的發(fā)動機(jī)，和動力傳遞單元(未圖示)，如用于將驅(qū)動 單元的旋轉(zhuǎn)力傳遞給轉(zhuǎn)軸132的皮帶或鏈條。也就是說，可利用習(xí)知的零部件 來配置旋轉(zhuǎn)部件134。 液體供應(yīng)單元
液體供應(yīng)單元200包括第一擺動噴嘴單元210、第二擺動噴嘴單元220、固 定噴嘴單元230和控制單元240。
第一擺動噴嘴單元210可以包括用于向基板供應(yīng)蝕刻劑的多個(gè)第一噴嘴 212。每個(gè)第一噴嘴212能夠借助擺動和垂直運(yùn)動而移動到基;^反中心的上方。第 一噴嘴212向基板注射不同的化學(xué)制品。第一供應(yīng)單元270為第一噴嘴212供 應(yīng)處理液以作為蝕刻液。第一供應(yīng)單元270可以包括供應(yīng)管272、兩個(gè)化學(xué)制品 存儲單元274、閥門276和流速控制器(未圖示)。化學(xué)制品存儲單元274根據(jù) 將要從基板上移除的目標(biāo)層存儲有相應(yīng)的化學(xué)制品。例如，像氫氟酸(HF)、臭 氧水(或臭氧水和氫氟酸的混合物)、SCI (standard cleaning-1,標(biāo)準(zhǔn)清潔-1) 化學(xué)制品、稀釋的氫氟酸(DHF)等作為蝕刻劑的化學(xué)制品，且緩沖氧化蝕刻劑(B0E， buffered oxide etchant)如氟化氬緩沖溶液也可存儲在化學(xué)制品存儲 單元274中。
第二擺動噴嘴單元220可以包括用于向基板供應(yīng)蝕刻防止劑的第二噴嘴 2",第二噴嘴"2能夠借助擺動和垂直運(yùn)動而移動到基板的上方。第二供應(yīng)單 元280為第二噴嘴222供應(yīng)作為蝕刻防止劑的去離子水(DIW， deionized water ) 或超純水(UPW, ultra pure water )。第二供應(yīng)單元280可以包括供應(yīng)管282、 去離子水存儲單元284、閥門286、加熱器287、冷卻器288和流速控制器(未 圖示)。加熱器287和冷卻器288設(shè)置在供應(yīng)管282上，用以通過加熱或冷卻去 離子水而調(diào)節(jié)去離子水的溫度。當(dāng)在室溫中使用去離子水時(shí)，加熱器287和冷 卻器288就不需要了。在本實(shí)施例中，去離子水用作一種蝕刻防止劑。然而， 作為其他選擇，也可使用惰性氣體代替去離子水作為蝕刻防止劑，或者也可使 用能夠用于稀釋供應(yīng)至基;K的蝕刻劑的化學(xué)制品作為蝕刻防止劑。第二噴嘴222 可以在靜止?fàn)顟B(tài)下，或在沿基板的除基板中心區(qū)域之外的其他全部區(qū)域移動時(shí)， 向設(shè)置在旋轉(zhuǎn)頭130上的基板注射去離子水。其中，由第一噴嘴212向該基板 的基板中心區(qū)域處注射蝕刻劑。
固定噴嘴單元230固定在容器11G的上部。固定噴嘴單元2 30包括噴嘴232， 該噴嘴用于向基板供應(yīng)去離子水、臭氧水和氮?dú)?，以在向基板供?yīng)蝕刻劑之前 或之后清潔、漂洗和烘千該基板。與第一擺動噴嘴單元210和第二擺動噴嘴單 元220的情況類似，固定噴嘴單元230連接有供應(yīng)單元(未圖示)，該供應(yīng)單元 用于為固定噴嘴單元230供應(yīng)上述液體。這對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言是顯 而易見的。
控制單元240驅(qū)動第一噴嘴212在加工位置PP1和等待位置SP1之間移動， 并驅(qū)動第二噴嘴222在加工位置PP2和等待位置SP2之間移動。
在加工過程中，第一噴嘴212在加工位置PP1處向基板的中心區(qū)域注射蝕 刻劑。等待位置SP1設(shè)在容器U0的外側(cè)邊處，且在第一噴嘴212移動到加工 位置PP1之前，第一噴嘴212位于等待位置SP1處。在加工過程中，第二噴嘴2"在加工位置PP2處注射作為蝕刻防止劑的去離子水，且第二噴嘴222向基板 上除基板中心區(qū)域之外的其他全部區(qū)域注射去離子水，其中由第一噴嘴212向 該基板的基板中心區(qū)域處注射蝕刻劑。等待位置SP2設(shè)在容器110的外側(cè)邊處， 且在第二噴嘴2"移動到加工位置PP2之前，第二噴嘴222位于等待位置SP2 處。在第二噴嘴222向基板注射去離子水期間，第二噴嘴222可以不停留在固 定位置上，而是可以在控制單元240的控制下向基板的邊緣部位移動。
如上所述，在加工期間，控制單元240控制第一噴嘴212和第二噴嘴222 向基板供應(yīng)蝕刻劑和去離子水。
基板處理裝置1的噴嘴的數(shù)量、或向噴嘴供應(yīng)的處理液的數(shù)量可以根據(jù)蝕 刻方法、清潔方法和烘干方法而變化。然而無^r怎;洋，在蝕刻加工期間都應(yīng)向 基板供應(yīng)蝕刻防止液以稀釋供應(yīng)給基板的蝕刻劑，乂人而可以才艮據(jù)基板的區(qū)域調(diào) 整基板蝕刻速度。
如圖3所示，第一噴嘴212在基板中心(以0毫米標(biāo)示)注射蝕刻劑，第 二噴嘴222在除基板中心以外的位置處注射去離子水。第二噴嘴222停留在區(qū) 域L1的位置時(shí)，可以向基板注射去離子水，區(qū)域Ll通過從靠近基板的中心位 置到基板的邊緣(以150毫米標(biāo)示)而界定，其中在靠近基板的中心位置處第 二噴嘴222不會妨礙第一噴嘴212。作為其他選擇，第二噴嘴222可以當(dāng)該噴嘴 在區(qū)域L1的位置擺動時(shí)，向基板注射去離子水。 實(shí)施例提供的蝕刻速度
圖4至7為在第二噴嘴的不同蝕刻條件和注射條件下的蝕刻速度的曲線圖。
圖4為根據(jù)下述情況下第二噴嘴的注射位置而做出的基板蝕刻速度的曲線 圖，該情況為稀釋氫氟酸(DHF， diluted hydrogen fluoride)通過第一噴嘴 注向基板的中心部位達(dá)30秒。
參見圖4,參考數(shù)字al表示在不向基板注射去離子水、而僅向基板注射蝕 刻劑的情況下得到的蝕刻速度曲線。這種情況下，以大約65埃至70埃范圍內(nèi) 的速度從基板中心至基板邊緣均一地蝕刻基板。參考數(shù)字a2表示在從基板邊緣向內(nèi)距離10毫米的位置處(即，在基板上 140毫米的位置處)向基板注射去離子水的情況下，得到的蝕刻速度曲線。這種 情況下，從基板的中心(0毫米位置)至基板上注射去離子水的位置處(140毫 米位置)，基板的蝕刻速度基本上是均一的，且從140毫米位置的向外蝕刻速度 顯著下降。
類似地，參考數(shù)字a3、 a4、 a5和a6表示在從基板邊緣向內(nèi)距離40毫米、 70毫米、100毫米和130毫米的位置處向基板注射去離子水的情況下，得到的 蝕刻速度曲線?？梢岳斫?，基板的蝕刻速度從注射去離子水的位置處開始顯著 下降。
圖5為根據(jù)下述情況下第二噴嘴的去離子水的注射范圍而做出的基板蝕刻 速度的曲線圖，該情況為稀釋氫氟酸(DHF)通過第一噴嘴注向基板的中心部位 達(dá)30秒。
參見圖5,參考數(shù)字bl表示在如下情況下得到的蝕刻速度曲線，即，在從 基板邊緣40毫米至1Q毫米的區(qū)域內(nèi)變化去離子水的注射位置以向基板注射去 離子水。這種情況下，從基板的中心(O毫米位置)至基板的110毫米位置， 基板的蝕刻速度基本上是均一的，且從基板的110毫米的位置向外蝕刻速度下 降。然而，與圖4所示的情況相比基板的蝕刻速度呈緩慢下降，圖4中是在固 定位置處注射去離子水。
參考數(shù)字b2表示在如下情況下得到的蝕刻速度曲線，即，在從基板邊緣70 毫米至10毫米的區(qū)域內(nèi)變化去離子水的注射位置以向基板注射去離子水。參考 數(shù)字b3表示在如下情況下得到的蝕刻速度曲線，即，在從基板邊緣IOO毫米至 10毫米的區(qū)域內(nèi)變化去離子水的注射位置以向基板注射去離子水。參考數(shù)字b4 表示在如下情況下得到的蝕刻速度曲線，即，從基板邊緣130毫米至10毫米的 區(qū)域內(nèi)變化去離子水的注射位置以向基板注射去離子水。如蝕刻速度曲線所示， 當(dāng)去離子水的起始注射位置靠近基板的中心時(shí)，基板的蝕刻速度從基板的中心 開始下降得更加緩慢。圖6為根據(jù)如下情況下第二噴嘴的去離子水的注射延遲時(shí)間而做出的基板
蝕刻速度的曲線圖，該情況為稀釋氫氟酸(DHF)通過第一噴嘴注向基板的中心 部位達(dá)30秒。
參見圖6,參考數(shù)字al表示在圖4所示條件下得到的蝕刻速度曲線，參考 數(shù)字b4表示在圖5所示條件下得到的蝕刻速度曲線。
參考數(shù)字b4-l表示在如下情況下得到的蝕刻速度曲線，即，在開始DHF注 射之后延遲5秒注射去離子水，且去離子水在25秒之內(nèi)傳送至基板的邊緣位置 (H0毫米位置)。蝕刻速度曲線b4-l與蝕刻速度曲線b4相比具有較小的斜率 (較大的蝕刻速度)。也就是說，蝕刻速度曲線b4-l為在如下情況下得到的曲 線，即，在5秒延遲時(shí)間后的25秒的時(shí)間內(nèi)、從基板上20毫米位置至140毫 米位置之間移動第二噴嘴時(shí)，通過第二噴嘴向基板注射去離子水。類似地，如 通過延遲10秒和15秒注射去離子水得到的蝕刻速度曲線b4-2和b4-3所示， 基板的蝕刻速度的增加與注射去離子水的延遲時(shí)間和噴嘴的移動速度成比例。
圖7為如下情況下的基板蝕刻速度的曲線圖，即，在與得到圖5所示蝕刻 速度曲線b4所使用的條件相同的條件下對基板進(jìn)行加工，除了第二噴嘴是短暫 地駐留在基板的預(yù)定位置處。
參見圖7，參考數(shù)字cl、 c2、 c3、 c4和c5表示在如下情況下得到的蝕刻速 度曲線，即，第二噴嘴以不同時(shí)間周期短暫駐留在與基板邊緣相距70毫米的位 置處。如圖7所示，在與基板邊緣相距70毫米的位置處增加去離子水注射時(shí)間 (噴嘴停止時(shí)間)的情況下，從該位置開始基板的蝕刻速度的顯著下降與噴嘴 停止時(shí)間成比例。
盡管未顯示，如果將經(jīng)過加熱器287加熱的去離子水供應(yīng)給基板，則與在 室溫下將去離子水供應(yīng)給基板的情況相比，基板的蝕刻速度將增加。此外，如 果將經(jīng)過冷卻器288冷卻的去離子水供應(yīng)給基板，則與在室溫下將去離子水供 應(yīng)給基板的情況相比，基板的蝕刻速度將下降。如圖4至圖7所示，也可使用超純水作為蝕刻防止劑，以通過使用超純水 稀釋用于蝕刻基板薄層的蝕刻劑而降低蝕刻速度的水平。因此，基板的蝕刻速 度可根據(jù)基板區(qū)域通過可變的條件進(jìn)行調(diào)整，該可變的條件為如超純水的注射 位置、注射時(shí)間和注射量。
例如，盡管半導(dǎo)體基板中心部位處將要移除的薄層的厚度大于半導(dǎo)體基板 邊緣部位處將要移除的薄層的厚度，其中將要移除的薄層的厚度取決于在前工
序的分散程度(degree of scattering of the previous process),但是仍可 根據(jù)上述本發(fā)明的蝕刻方法，通過在基板的中心部位處蝕刻(移除)比基板的 邊緣部位處厚度更大的薄層，以對半導(dǎo)體基板表面進(jìn)行統(tǒng)一地加工。
圖8為用于說明在如下情況下蝕刻速度的再現(xiàn)性的表格和曲線圖，即，通 過第一噴嘴向基板的中心部位注射DHF 30秒，且在DHF開始注射2 0秒之后、 以在基板上方移動第二噴嘴的方式利用第二噴嘴向基板注射10秒超純水。
參見圖8，進(jìn)行了三次測試，且蝕刻速度再現(xiàn)性良好。
本發(fā)明中，當(dāng)在旋轉(zhuǎn)基板期間利用離心力向基板供應(yīng)蝕刻劑時(shí)，可通過使 用可控制的第二噴嘴向期望位置處注射蝕刻防止劑，這樣可對基板進(jìn)行有選擇 地蝕刻。
而且，本發(fā)明中，可根據(jù)在前工序的分散程度(degree of scattering of the previous process )對基板進(jìn)行有選捧地蝕刻。 此外，可根據(jù)基板的區(qū)域控制基板的蝕刻速度。
上面公開的主題應(yīng)被認(rèn)為是一種舉例性描述，而不是一種限制。所附的權(quán) 利要求意在覆蓋所有落入本發(fā)明本質(zhì)精神和范圍內(nèi)的類似修改、改進(jìn)和其他實(shí) 施例。因此，在法律允許的最大范圍內(nèi)，本發(fā)明的范圍取決于權(quán)利要求及其等 同項(xiàng)可允許的最寬泛的闡述，而不受限于之前的詳細(xì)描述。
1權(quán)利要求
1、一種基板處理方法，用于蝕刻基板表面，其特征在于，所述方法包括通過第一噴嘴向旋轉(zhuǎn)的基板的中心部位供應(yīng)蝕刻劑；和通過第二噴嘴供應(yīng)蝕刻防止劑以用于稀釋所述蝕刻劑，所述第二噴嘴設(shè)置在與所述基板的中心部位相偏離的預(yù)定位置處。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基板處理方法，其特征在于，當(dāng)從所述預(yù)定位 置開始沿朝向基板的邊緣部位的方向持續(xù)移動所述第二噴嘴時(shí)，通過所述第二 噴嘴供應(yīng)蝕刻防止劑。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基板處理方法，其特征在于，當(dāng)從所述預(yù)定位 置開始沿朝向基板的邊緣部位的方向移動所述第二噴嘴時(shí)，通過所述第二噴嘴 供應(yīng)蝕刻防止劑，且在移動所述第二噴嘴的期間所述第二噴嘴至少短暫地駐留 一次。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基板處理方法，其特征在于，在相同的時(shí)間段 內(nèi)向所述基板供應(yīng)所述蝕刻防止劑和所述蝕刻劑。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基板處理方法，其特征在于，向所述基板供應(yīng) 加熱后的蝕刻防止劑。
6、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基板處理方法，其特征在于，向所述基板供應(yīng) 冷卻后的蝕刻防止劑。
7、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基板處理方法，其特征在于，利用所述蝕刻劑 以不同的蝕刻速度蝕刻所述基板的表面區(qū)域，所述蝕刻速度根據(jù)所述蝕刻防止 劑的供應(yīng)量、溫度或注射位置而發(fā)生變化。
8、 一種基板處理方法，用于蝕刻基板表面，其特征在于，所述方法包括 向基板供應(yīng)蝕刻劑和蝕刻防止劑以用于蝕刻基板，其中向基板的不同區(qū)域供應(yīng) 所述蝕刻劑和所述蝕刻防止劑，且至少部分所述不同區(qū)域是相互重合的。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的基板處理方法，其特征在于，向所述基板上供.切
10、根據(jù)權(quán)利要求8所述的基板處理方法，其特征在于，分別在預(yù)定的時(shí)間段內(nèi)供應(yīng)所述蝕刻劑和所述蝕刻防止劑，且至少部分所述時(shí)間段是相互重合 的。
11、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的基板處理方法，其特征在于，向所述基板的中心部位供應(yīng)所述蝕刻劑。
12、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的基板處理方法，其特征在于，向所述基板的全 部區(qū)域供應(yīng)所述蝕刻劑，且向除所述基板的中心區(qū)域外的所述基板的其他全部 區(qū)域供應(yīng)所述蝕刻防止劑。
13、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的基板處理方法，其特征在于，旋轉(zhuǎn)所述基板， 并直接向所述基板的旋轉(zhuǎn)中心供應(yīng)所述蝕刻劑，且在與所述基板的中心部位相 偏離的預(yù)定位置處直接向所述基板供應(yīng)所述蝕刻防止劑。
14、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的基板處理方法，其特征在于，直接向所述基 板供應(yīng)所述蝕刻防止劑的所述預(yù)定位置隨時(shí)間發(fā)生變化。
15、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的基板處理方法，其特征在于，直接向所述基 板供應(yīng)所述蝕刻防止劑的所述預(yù)定位置，在從所述基板的中心部位到所述基板 的邊緣部位的方向上發(fā)生變化。
16、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的基板處理方法，其特征在于，向所述基板供應(yīng) 加熱后或冷卻后的蝕刻防止劑。
17、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的基板處理方法，其特征在于，所述蝕刻防止劑 為去離子水或惰性氣體。
18、 一種基板處理裝置，用于蝕刻基板表面，其特征在于，所述裝置包括 旋轉(zhuǎn)頭，用于在所述旋轉(zhuǎn)頭上支撐有基板時(shí)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)；第一噴嘴，用于向放置在所述旋轉(zhuǎn)頭上的基板注射蝕刻劑；第二噴嘴，用于在加工期間向放置在所述旋轉(zhuǎn)頭上的基板注射蝕刻防止劑；和控制單元，用于控制所述第一噴嘴以使得通過所述第一噴嘴向所述基板的 中心部位注射所述蝕刻劑，并用于控制所述第二噴嘴以使得通過所述第二噴嘴在與所述基板的中心部位相偏離的預(yù)定位置處向所述基板注射所述蝕刻防止 劑。
19、 根據(jù)權(quán)利要求18所述的基板處理裝置，其特征在于，所述裝置進(jìn)一步包括去離子水供應(yīng)單元，所述去離子水供應(yīng)單元用于向所述第二噴嘴供應(yīng)作 為所述蝕刻防止劑的去離子水。
20、 根據(jù)權(quán)利要求19所述的基板處理裝置，其特征在于，所述去離子水 供應(yīng)單元包括加熱器或冷卻器中的至少一個(gè)，所述加熱器用于加熱向所述第二 噴嘴供應(yīng)的去離子水，所述冷卻器用于冷卻向所述第二噴嘴供應(yīng)的去離子水。
21、 根據(jù)權(quán)利要求19所述的基板處理裝置，其特征在于，所述控制單元 控制所述第二噴嘴，以使得所述第二噴嘴在從所述預(yù)定位置移動到所述基板邊 緣部位的期間注射作為蝕刻防止劑的去離子水。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于有選擇地蝕刻基板表面的基板處理方法。在該基板處理方法中，通過第一噴嘴向旋轉(zhuǎn)的基板的中心部位供應(yīng)蝕刻劑，通過第二噴嘴供應(yīng)蝕刻防止劑以用于稀釋所述蝕刻劑，該第二噴嘴設(shè)置在與基板的中心部位相偏離的預(yù)定位置處。
文檔編號H01L21/00GK101615572SQ200910148300
公開日2009年12月30日 申請日期2009年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月24日
發(fā)明者姜準(zhǔn)基, 崔從洙, 李福圭 申請人:細(xì)美事有限公司