一种单片晶圆湿法腐蚀设备与工艺方法技术

本说明书实施例公开了一种单片晶圆湿法腐蚀方法，在将所述晶圆装载至湿法密闭反应室之后，控制所述湿法密闭反应室的气压为预设高压，并控制所述湿法密闭反应室中的反应温度为预设温度；在所述气压为所述预设高压，且所述反应温度为所述预设温度下，通过磷酸对所述晶圆进行单片湿法腐蚀。本说明书实施例公开的单片晶圆湿法腐蚀方法及设备，能够有效缩短磷酸去除SiN薄膜的时间，提高腐蚀效率。提高腐蚀效率。提高腐蚀效率。

【技术实现步骤摘要】
一种单片晶圆湿法腐蚀设备与工艺方法


[0001]本说明书实施例涉及晶圆处理
，尤其涉及一种单片晶圆湿法腐蚀方法与设备。

技术介绍

[0002]随着集成电路制造技术的飞速发展，需要对晶圆表面的氮化硅薄膜有效去除。在浅沟槽隔离工艺中，采用磷酸对氮化硅进行湿法腐蚀。该工艺通常在槽式湿法腐蚀设备中进行。但槽式湿法设备会因化学液在晶圆间流动而造成腐蚀缺陷；此外，由于化学液使用寿命，以及含水量在高温环境下挥发造成的不稳定，给精确控制腐蚀速率与腐蚀选择比造成很大困难。本专利技术提出一种单片式磷酸湿法腐蚀氮化硅的设备以及工艺方法，以克服现有槽式湿法腐蚀设备带来的工艺控制与产生缺陷的难题。

技术实现思路

[0003]本说明书实施例提供了一种单片晶圆湿法腐蚀方法及设备，能够有效缩短去除SiN薄膜的时间，提高腐蚀效率。
[0004]本说明书实施例第一方面提供了一种单片晶圆湿法腐蚀方法，包括：
[0005]在将所述晶圆装载至湿法密闭反应室之后，控制所述湿法密闭反应室的气压为预设高压，并控制所述湿法密闭反应室中的反应温度为预设温度；
[0006]在所述气压为所述预设高压，且所述反应温度为所述预设温度下，通过磷酸对所述晶圆进行单片湿法腐蚀。
[0007]可选的，所述控制所述湿法密闭反应室的压力为预设高压，包括：
[0008]控制所述气压为所述预设高压，其中，所述预设高压为1bar至10bar。
[0009]可选的，所述控制所述湿法密闭反应室中的反应温度为预设温度，包括：/>[0010]控制所述反应温度为所述预设温度，其中，所述预设温度为20℃至300℃。
[0011]可选的，在通过磷酸对所述晶圆进行单片湿法腐蚀之后，所述方法还包括：
[0012]将清洗后的所述晶圆进行漂洗处理和干燥处理。
[0013]本专利技术实施例第二方面提供了一种晶圆单片湿法腐蚀设备，包括湿法密闭反应室，其中，所述湿法密闭反应室包括晶圆承载台和加热装置，所述晶圆承载台上可承载晶圆，所述湿法密闭反应室还包括进气管线和排气管线，其中，在将所述晶圆装载至所述晶圆承载台上之后，控制所述湿法密闭反应室的气压为预设高压，并控制所述湿法密闭反应室中的反应温度为预设温度，再通过磷酸对所述晶圆进行单片湿法腐蚀。
[0014]可选的，所述湿法密闭反应室的内壁上设置有耐腐蚀涂层。
[0015]可选的，所述湿法密闭反应室的上部设置有喷嘴装置。
[0016]可选的，所述晶圆承载台可旋转。
[0017]可选的，还包括：
[0018]晶圆传送装置，用于传送所述晶圆。
[0019]可选的，所述湿法密闭反应室的下部设置有化学液排放口。
[0020]本说明书实施例的有益效果如下：
[0021]基于上述技术方案，在将所述晶圆装载至湿法密闭反应室之后，控制所述湿法密闭反应室的气压为预设高压，并控制所述湿法密闭反应室中的反应温度为预设温度。当预设高压气压大于常压时，高压条件下会使物质沸点上升；相对于常压条件，能够降低磷酸水分的蒸发并维持磷酸与水共沸化合物的高温状态，从而获得更稳定、更快的氮化硅腐蚀速率，从而有效缩短磷酸去除SiN膜质的时间，提高腐蚀效率。同时，单片形式的腐蚀设备相比槽式设备会显著节约净化间的占地面积。
附图说明
[0022]图1为本说明书实施例中晶圆单片湿法腐蚀设备的结构示意图；
[0023]图2为本说明书实施例中磷酸浓度和温度相对于SiN腐蚀速率的曲线图；
[0024]图3为本说明书实施例中单片晶圆湿法腐蚀方法的方法流程图。
具体实施方式
[0025]为了更好的理解上述技术方案，下面通过附图以及具体实施例对本说明书实施例的技术方案做详细的说明，应当理解本说明书实施例以及实施例中的具体特征是对本说明书实施例技术方案的详细的说明，而不是对本说明书技术方案的限定，在不冲突的情况下，本说明书实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
[0026]参见图1，本专利技术实施例第一方面提供了一种晶圆单片湿法腐蚀设备，包括湿法密闭反应室10，其中，湿法密闭反应室10包括晶圆承载台101和加热装置102，晶圆承载台101上可承载晶圆，湿法密闭反应室10还包括进气管线103和排气管线104，其中，在将晶圆装载至晶圆承载台101上之后，控制湿法密闭反应室10的气压为预设高压，并控制湿法密闭反应室10中的反应温度为预设温度，再通过磷酸对晶圆进行单片湿法腐蚀。
[0027]本说明书实施例中，预设高压可以为1bar至10bar，如此，通过进气管线103和排气管线104来调整湿法密闭反应室10内的气压，从而可以控制气压为预设高压，而在高压条件下物质的沸点上升，从而可以在对晶圆进行清洗过程中确保磷酸的高浓度；而且通过加热装置102进行加热，从而可以控制反应温度为预设温度，能够确保磷酸的高温度，而磷酸在高浓度和高温度的状态下对SiN膜的腐蚀速率上升，腐蚀速率能够有效缩短去除SiN膜质的时间，提高腐蚀效率。
[0028]本说明书实施例中，可以通过进气管线103将气体输入到湿法密闭反应室10中，以及通过排气管线104将湿法密闭反应室10中的气体排出，如此，通过控制湿法密闭反应室10中气体，从而可以湿法密闭反应室10中的压力，从而可以控制湿法密闭反应室10中的气压为预设高压，此时，气压可以为1bar、2bar、5bar和10bar等。当然，预设高压还可以大于10bar，例如可以为12bar和15bar等。
[0029]本说明书实施例中，加热装置102可以设置在湿法密闭反应室10的上部，加热装置102可以是电磁加热器和电阻加热器等，通过加热装置102进行加热，从而提高湿法密闭反应室10中的温度，使得反应温度为预设温度。
[0030]本说明书实施例中预设温度通常为160℃及以上，例如可以为200℃、0250℃和280
℃等。本申请说明书不作具体限制。
[0031]本说明书实施例中，图2为磷酸浓度和温度相对于SiN腐蚀速率的曲线图，根据曲线图中的曲线20为磷酸浓度和温度相对于SiN的腐蚀速率，由此可知，磷酸在高浓度和高温度的情况下对SiN的腐蚀速率上升。
[0032]现有技术中在使用磷酸清除SiN膜时，通常使用的是高纯磷酸，其磷酸含量为85wt％，其余为15wt％的水，工艺温度为160℃。研究表明，在高温环境下磷酸与水形成共沸化合物；在清除SiN膜过程中，酸性环境下共沸化合物中的水是腐蚀氮化硅的主要成分，H3PO4相当于催化剂。高温下共沸化合物中的水会不断蒸发，需要定期补充水。因此，在现有技术中常压环境下下，进一步提升高工艺温度会导致磷酸水分快速蒸发，需要不间断补水。上述过程虽然可以提高腐蚀速率，但增加的补水频率会导致速率不稳定，并带来颗粒等缺陷影响，无法有效达成更快、更稳定的腐蚀速率。本申请专利技术实施例通过控制湿法密闭反应室10内的气压为预设高压，而在高压条件下使物质的沸点上升，如此，在气压为预设高压时，能够降低水本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单片晶圆湿法腐蚀方法，其特征在于，包括：在将所述晶圆装载至湿法密闭反应室之后，控制所述湿法密闭反应室的气压为预设高压，并控制所述湿法密闭反应室中的反应温度为预设温度；在所述气压为所述预设高压，且所述反应温度为所述预设温度下，通过磷酸对所述晶圆进行单片湿法腐蚀。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制所述湿法密闭反应室的压力为预设高压，包括：控制所述气压为所述预设高压，其中，所述预设高压为1bar至10bar。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述控制所述湿法密闭反应室中的反应温度为预设温度，包括：控制所述反应温度为所述预设温度，其中，所述预设温度为20℃至300℃。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在通过磷酸对所述晶圆进行单片湿法腐蚀之后，所述方法还包括：将清洗后的所述晶圆进行漂洗处理和干燥处理。5.一种晶圆单片湿法腐蚀设备，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘钟埈，杨涛，胡艳鹏，李俊峰，王文武，
申请(专利权)人：真芯北京半导体有限责任公司，
类型：发明
国别省市：