一种单片晶圆湿法腐蚀设备与工艺方法

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。

背景技术：

1、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。本发明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

1、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。

2、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：

3、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；

4、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。

5、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：

6、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。

7、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：

8、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℃。

9、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：

10、将清洗后的所述晶圆进行漂洗处理和干燥处理。

11、本发明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。

12、可选的，所述湿法密闭反应室的内壁上设置有耐腐蚀涂层。

13、可选的，所述湿法密闭反应室的上部设置有喷嘴装置。

14、可选的，所述晶圆承载台可旋转。

15、可选的，还包括：

16、晶圆传送装置，用于传送所述晶圆。

17、可选的，所述湿法密闭反应室的下部设置有化学液排放口。

18、本说明书实施例的有益效果如下：

19、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。

技术特征：

1.一种单片晶圆湿法腐蚀方法，其特征在于，包括：

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：

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：

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：

5.一种晶圆单片湿法腐蚀设备，其特征在于，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。

6.如权利要求5所述的设备，其特征在于，所述湿法密闭反应室的内壁上设置有耐腐蚀涂层。

7.如权利要求6所述的设备，其特征在于，所述湿法密闭反应室的上部设置有喷嘴装置。

8.如权利要求7所述的设备，其特征在于，所述晶圆承载台可旋转。

9.如权利要求5-8任一项所述的设备，其特征在于，还包括：

10.如权利要求9所述的设备，其特征在于，所述湿法密闭反应室的下部设置有化学液排放口。

技术总结
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。

技术研发人员：刘钟埈,杨涛,胡艳鹏,李俊峰,王文武
受保护的技术使用者：中国科学院微电子研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16