一种用于晶圆刻蚀的反应气体处理方法和晶圆刻蚀系统与流程

1.本技术涉及晶圆刻蚀技术领域，特别是一种用于晶圆刻蚀的反应气体处理方法和晶圆刻蚀系统。


背景技术：

2.半导体刻蚀技术是半导体制造工艺、微电子制造工艺以及微纳米级制造工艺中相当重要的步骤，其又可区为湿法刻蚀和干法刻蚀。其中，干法刻蚀能够为电路图形提供较好的精细度，因此得到越来越广泛的使用。
3.在半导体制造领域中，干法刻蚀中常常采用hbr作为主要刻蚀气体，如在对单晶硅进行刻蚀制备浅沟槽绝缘(sti)的过程中或在对多晶硅进行刻蚀制备栅极的过程中。在刻蚀完成后，晶圆表面容易有hbr的残留，而且依据hbr的特性，hbr于挥发后再与水气结合产生hbr
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2h2o结晶，hbr
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2h2o结晶附着在的晶圆表面，对晶圆造成污染，后续工艺后会产生缺陷。


技术实现要素：

4.根据前述，本技术提供一种用于晶圆刻蚀的反应气体处理方法和晶圆刻蚀系统，以改善晶圆交叉污染的问题。
5.基于上述目的，本技术提供一种用于晶圆刻蚀的反应气体处理方法，包括：提供多组晶圆组，其中多组晶圆组的每一组包括在进入刻蚀腔体时彼此相邻的第一晶圆和第二晶圆；对多组晶圆组的每一组执行反应气体处理步骤，反应气体处理步骤包括：于刻蚀腔体内，以刻蚀气体对第一晶圆进行刻蚀；放置刻蚀后第一晶圆于处理腔体的第一插槽；于刻蚀腔体内，以刻蚀气体对第二晶圆进行刻蚀；移动位于第一插槽中第一晶圆至处理腔体的第二插槽，其中第一插槽位于第二插槽的上方；放置刻蚀后第二晶圆于处理腔体的第一插槽；以及对第二晶圆及第一晶圆执行清洁工序。
6.在本技术的实施例中，本技术的用于晶圆刻蚀的反应气体处理方法更包括：摆放多组晶圆组于晶圆摆放盒，其中第一晶圆位于晶圆摆放盒的第一摆放区域，第二晶圆位于晶圆摆放盒的第二摆放区域，第一摆放区域设置于第二摆放区域上。
7.在本技术的实施例中，处理腔体是晶圆传送盒。
8.在本技术的实施例中，处理腔体内设有多个间隔件，以于处理腔体内间隔出用于放置多组晶圆组的第一插槽和第二插槽。
9.在本技术的实施例中，清洁工序包括：以氮气排除第一晶圆及第二晶圆的表面残留物，并导出氮气。
10.在本技术的实施例中，清洁工序包括：以惰性气体排除第一晶圆及第二晶圆的表面残留物，并导出惰性气体。
11.基于上述目的，本技术提供一种晶圆刻蚀系统，包括刻蚀腔体、处理腔体、进气管以及排气管。刻蚀腔体用以透过刻蚀气体分别对多组晶圆组进行刻蚀，其中多组晶圆组的
每一组包括在进入刻蚀腔体时彼此相邻的第一晶圆和第二晶圆，第一晶圆的刻蚀时间点早于第二晶圆的刻蚀时间点。处理腔体包括第一插槽和第二插槽，第一插槽位于第二插槽上，第一插槽置放第二晶圆，第二插槽置放第一晶圆。进气管连接处理腔体，并用以导入氮气或堕性气体，以排除多组晶圆组的表面残留物。排气管连接处理腔体，并用以导出氮气或堕性气体。
12.在本技术的实施例中，本技术的晶圆刻蚀系统更包括晶圆摆放盒，晶圆摆放盒摆放多组晶圆组，其中第一晶圆位于晶圆摆放盒的第一摆放区域，第二晶圆位于晶圆摆放盒的第二摆放区域，第一摆放区域设置于第二摆放区域上。
13.在本技术的实施例中，处理腔体是晶圆传送盒。
14.在本技术的实施例中，处理腔体内设有多个间隔件，以于处理腔体内间隔出用于放置多组晶圆组的第一插槽和第二插槽。
15.综上所述，本技术的晶圆刻蚀的反应气体处理方法和晶圆刻蚀系统，透过调整刻蚀后晶圆摆放于处理腔体的顺序，使处理腔体内hbr由于热效应形成的气流对刘方向改变，可避免hbr
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2h2o结晶产生在刻蚀后晶圆晶圆的表面上，而不会污染晶圆。再者，在不额外增加硬件的前提下，可有效改善因hbr凝华造成的缺陷，节约成本且提高晶圆良率。
16.上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本技术较佳的实施例并配合附图对本技术进行详细说明。
附图说明
17.图1为根据本技术一实施例绘示晶圆刻蚀系统的方块图。
18.图2为根据本技术一实施例绘示处理腔体的配置图。
19.图3为根据本技术另一实施例绘示晶圆刻蚀系统的方块图。
20.图4为根据本技术一实施例绘示用于晶圆刻蚀的反应气体处理方法的流程图。
21.图5为无利用本技术的用于晶圆刻蚀的反应气体处理方法的晶圆表面图。
22.图6为利用本技术的用于晶圆刻蚀的反应气体处理方法的晶圆表面图。
23.图中标号说明：
24.10：刻蚀腔体
25.20：处理腔体
26.30：进气管
27.31：间隔件
28.40：排气管
29.50：晶圆摆放盒
30.wf1～wfm：晶圆
31.slt1～sltn：插槽
32.s11～s18：步骤
具体实施方式
33.以下由特定的具体实施例说明本技术的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明
书所公开的内容轻易地了解本技术的其他优点及功效。
34.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以互相组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。
35.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于包覆不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
36.请参阅图1及图2，其为根据本技术一实施例绘示晶圆刻蚀系统的方块图及根据本技术一实施例绘示处理腔体的配置图。如图1和图2所示，晶圆刻蚀系统1a，包括刻蚀腔体10、处理腔体20、进气管30以及排气管40。刻蚀腔体10用以透过刻蚀气体对多个晶圆wf1～wfm进行刻蚀。处理腔体20包括多个插槽slt1～sltn，以摆放多个晶圆wf1～wfm。进气管30连接处理腔体20，并用以导入氮气或堕性气体，以排除多个晶圆wf1～wfm的表面残留物。排气管40连接处理腔体20，并用以导出氮气或堕性气体。
37.其中，多个晶圆wf1～wfm组成多组晶圆组，多组晶圆组的每一组包括在进入刻蚀腔体10时彼此相邻的第一晶圆和第二晶圆，第一晶圆的刻蚀时间点早于第二晶圆的刻蚀时间点。多组晶圆组的其中一组的第二晶圆作为多组晶圆组的另一组的第一晶圆。举一个例子来说，多个晶圆wf1～wfm的数目为3个且按进入刻蚀腔体10的时间依序包括晶圆wf1、晶圆wf2及晶圆wf3，晶圆wf1和晶圆wf2作为第一晶圆组，晶圆wf2及晶圆wf3作为第二晶圆组，晶圆wf1作为第一晶圆组的第一晶圆，晶圆wf2作为第一晶圆组的第二晶圆及第二晶圆组的第一晶圆，晶圆wf3作为第二晶圆组的第二晶圆。刻蚀气体可包括hbr、cl2或sf6，当然刻蚀气体也可为其他用于刻蚀晶圆的气体，而未侷限于本技术所列举的范围。
38.在本实施例中，处理腔体20可为晶圆传送盒且内设有多个间隔件21。多个间隔件21在处理腔体20间隔出用于放置多组晶圆组的多个插槽slt1～sltn；举例来说，处理腔体20由底板、顶板以及两个侧板组成，两个侧板分别紧邻底板的相对两侧及顶板的相对两侧，底板、顶板以及两个侧板构成容置空间，多个间隔件21分布于两个侧板，2个间隔件21和底板间隔出一个插槽，2个间隔件21和顶板间隔出一个插槽，4个间隔件21间隔出一个插槽。多个插槽slt1～sltn中其一作为第一插槽，多个插槽slt1～sltn中其余插槽作为第二插槽。举例来说，插槽stln作为第一插槽，插槽stl(n-1)至插槽slt1作为第二插槽；亦即，靠近顶板的插槽作为第一插槽。需说明的是，第一插槽和第二插槽仅为类别区分，并非指插槽的数量。
39.请参阅图3，其为根据本技术另一实施例绘示晶圆刻蚀系统的方块图。如图3所示，晶圆刻蚀系统1b，包括刻蚀腔体10、处理腔体20、进气管30、排气管40以及晶圆摆放盒50，刻蚀腔体10、处理腔体20、进气管30、排气管40的配置与图1所示的实施例配置相同，于此不再重复叙述。
40.在本实施例中，晶圆摆放盒50与刻蚀腔体10相邻并包括第一摆放区域和第二摆放区域。第一摆放区域包括单个容置槽以容置第一晶圆，第二摆放区域包括多个容置槽以容置多个第二晶圆。。
41.请参阅图4，其为根据本技术一实施例绘示用于晶圆刻蚀的反应气体处理方法的流程图。如图4所示，用于晶圆刻蚀的反应气体处理方法，包括步骤s11～步骤s17。图4所示的用于晶圆刻蚀的反应气体处理方法可适用于图1和图2所示的晶圆刻蚀系统1a和1b，但不以此为限。以下示例地以图1所示的晶圆刻蚀系统1a说明步骤s11～步骤s18。
42.步骤s11：提供多组晶圆组，其中多组晶圆组的每一组包括在进入刻蚀腔体时彼此相邻的第一晶圆和第二晶圆。举例来说，多组晶圆组的数目为两个且为第一晶圆组和第二晶圆组，第一晶圆组和第二晶圆组分别包括第一晶圆和第二晶圆，第一晶圆组的第一晶圆和第二晶圆分别为晶圆wf1和晶圆wf2，第二晶圆组的第一晶圆和第二晶圆分别为晶圆wf2和晶圆wf3。第一晶圆组和第二晶圆组分别进入刻蚀腔体10进行刻蚀，而第一晶圆组早于第二晶圆组进入刻蚀腔体10；换言之，第一晶圆组的刻蚀时间点早于第二晶圆组的刻蚀时间。
43.相应地，处理腔体20包括3个插槽stl1～slt3，插槽stl3作为第一插槽，插槽stl2和插槽stl1作为两个第二插槽，插槽stl3位于插槽stl2上，插槽stl2位于插槽stl1上。
44.步骤s12：对多组晶圆组的每一组执行反应气体处理步骤。具体而言，先对第一晶圆组进行反应气体处理步骤，接着对第二晶圆组进行反应气体处理步骤。亦即，先对第一晶圆组进行步骤s13～步骤s17，再对第二晶圆组进行步骤s13～步骤s17。
45.步骤s13：于刻蚀腔体10内，以刻蚀气体对第一晶圆组的第一晶圆进行刻蚀。具体而言，于刻蚀腔体10内以刻蚀气体对晶圆wf1进行刻蚀。
46.步骤s14：放置第一晶圆组的刻蚀后第一晶圆于处理腔体20的第一插槽。具体而言，放置刻蚀后晶圆wf1于处理腔体20的插槽stl3。
47.步骤s15：于刻蚀腔体10内，以刻蚀气体对第一晶圆组的第二晶圆进行刻蚀。具体而言，于刻蚀腔体10内以刻蚀气体对晶圆wf2进行刻蚀。
48.步骤s16：移动位于第一插槽中第一晶圆组的第一晶圆至处理腔体20的第二插槽，其中第一插槽位于第二插槽的上方。具体而言，移动位于插槽stl3的晶圆wf1至处理腔体20的插槽stl2。
49.步骤s17：放置刻蚀后第一晶圆组的第二晶圆于处理腔体20的第一插槽。具体而言，放置刻蚀后晶圆wf2于处理腔体20的插槽stl3，由于晶圆wf2也作为第二晶圆组的第一晶圆，因此第二晶圆组的第一晶圆也完成刻蚀。接着返回步骤s15对第二晶圆组的第二晶圆进行反应气体处理步骤。
50.步骤s15：于刻蚀腔体10内，以刻蚀气体对第二晶圆组的第二晶圆进行刻蚀。具体而言，于刻蚀腔体10内以刻蚀气体对晶圆wf3进行刻蚀。
51.步骤s16：移动位于第一插槽中第二晶圆组的第一晶圆至处理腔体20的第二插槽，其中第一插槽位于第二插槽的上方。具体而言，移动位于插槽stl2的晶圆wf1至处理腔体20的插槽stl1，接着移动位于插槽stl3的晶圆wf2至处理腔体20的插槽stl2。
52.步骤s17：放置刻蚀后第二晶圆组的第二晶圆于处理腔体20的第一插槽。具体而言，放置刻蚀后晶圆wf3至处理腔体20的插槽stl3。
53.步骤s18：对第二晶圆及第一晶圆执行清洁工序。具体而言，对晶圆wf1～wf3执行
清洁工序。在一实施态样中，清洁工序包括：从进气管30引入氮气至处理腔体20，以氮气排除晶圆wf1～wf3的表面残留物，并从排气管40导出氮气。在另一实施态样中，清洁工序包括：从进气管30引入堕性气体(例如氦气)至处理腔体20，以堕性气体排除晶圆wf1～wf3的表面残留物，并从排气管40导出堕性气体。
54.在另一实施例中，本技术的晶圆刻蚀的反应气体处理方法可进一步包括：摆放多组晶圆组于晶圆摆放盒，其中第一晶圆位于晶圆摆放盒50的第一摆放区域，第二晶圆位于晶圆摆放盒50的第二摆放区域，第一摆放区域设置于第二摆放区域上。具体而言，多组晶圆组中首先刻蚀的晶圆组的第一晶圆摆放于第一摆放区域的容置槽，多组晶圆组其余晶圆组摆放于第二摆放区域的多个容置槽。举例来说，晶圆wf1摆放于第一摆放区域的容置槽，晶圆wf2和晶圆wf3摆放于第二摆放区域的两个容置槽。
55.请参阅图5和图6，其为无利用本技术的用于晶圆刻蚀的反应气体处理方法的晶圆表面图和利用本技术的用于晶圆刻蚀的反应气体处理方法的晶圆表面图。如图5所示，以刻蚀后晶圆wf1为例，刻蚀后晶圆wf1仍有许多因刻蚀气体所造成的晶圆缺陷(如图5所示的黑点)。如图6所示，以刻蚀后晶圆wf1为例，刻蚀后晶圆wf1经过本技术的用于晶圆刻蚀的反应气体处理方法后，晶圆缺陷(如图6所示的黑点)数目明显下降。
56.综上所述，本技术的晶圆刻蚀的反应气体处理方法和晶圆刻蚀系统，透过调整刻蚀后晶圆摆放于处理腔体的顺序，使处理腔体内hbr由于热效应形成的气流对刘方向改变，可避免hbr
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2h2o结晶产生在刻蚀后晶圆晶圆的表面上，而不会污染晶圆。再者，在不额外增加硬件的前提下，可有效改善因hbr凝华造成的缺陷，节约成本且提高晶圆良率。