CN103219223A - 一种去除晶圆残留溴化氢的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种半导体设备制造领域，具体涉及一种去除晶圆残留溴化氢的装置及方法，在晶圆冷却腔内正中央的冷却台正上方设置一喷淋管，同时在冷却台的正下方设置一排气管，喷淋管的开口端朝下且该喷淋管的开口形状为网格状，喷淋管可向正下方的冷却台均匀喷洒高温氮气以汽化晶圆表面残留的溴化氢，并通过不断流动的高温氮气带动汽化后的溴化氢产生其他流动，并通过冷却台正下方的酸排气管将汽化后的溴化氢和氮气排出冷却腔。本发明可很好地去除晶圆表面残留的溴化氢，减少产品缺陷的机率，提高了晶圆的生产工艺，同时成本较低，延长了设备的使用寿命。

Description

一种去除晶圆残留溴化氢的装置及方法

技术领域

本发明涉及一种半导体设备制造领域，具体涉及一种去除晶圆残留溴化氢的装置及方法。

背景技术

STI（shallow trench isolation，浅沟槽绝缘）需要用单晶硅刻蚀完成，以溴化氢HBr气体为主要刻蚀剂。因为Br离子较重，可以产生很强的离子轰击效应，刻蚀速度快，对硅化物具有很高的选择性，而且HBr气体在帮助刻蚀时，容易在侧面形成聚合体，保护侧壁，可以刻蚀出很平整的侧壁。所以在干法刻蚀中常常作为刻蚀气体使用，但在刻蚀后，晶圆表面容易有HBr残留，易形成HBr浓缩的缺陷，而且依据HBr的强酸性的特性，遇冷后容易与空气中的水分子形成氢溴酸，氢溴酸易与金属生成金属溴化物，且还具有强还原性，能被空气中的氧与其他氧化剂氧化为溴。

现在的单晶硅/多晶硅刻蚀机机台中只有一个接着酸排管的腔体，作为在跑完工艺后冷却用的腔体辅助用于去除残留HBr，但由于大气环境中的温度并不利于HBr有效地排出，工艺结束后晶圆表面还是残留着一定量的HBr，影响了刻蚀的工艺。

图1为现有技术中排除残留HBr的方法示意图，目前主要采取去除残留HBr的方法是在冷却台的一侧上接一个酸排气口将HBr排出，但是由于冷却台的温度一般是在室温条件下，HBr在晶圆表面容易凝结成液体，普通的酸排气口不能较彻底的排出HBr，从而影响了制程的工艺要求。

中国专利（申请号200810203860.X）公开了一种消除干法刻蚀中溴化氢浓缩残留方法，在刻蚀制程结束后，静电吸盘的释放电荷流程中将氟基气体混合氧气，一同通入刻蚀反应腔室。通过氟基气体对生成溴化氢副反应的抑制作用，消除溴化氢干法刻蚀制程里残留浓缩的溴化氢对晶圆及设备的污染。但是此发明在实际生产中存在一定局限性，氟基气体成本较高，在制程过程中使用该方法在一定程度上增加了生产成本，同时制程过程中工艺也比较复杂。

发明内容

本发明提供了一种去除晶圆残留溴化氢的装置及方法，在放置晶圆的冷却台正上方增设一个喷淋嘴，喷淋嘴底部的开口端正对冷却台上放置的晶圆，喷淋嘴可均匀的喷出高温氮气至晶圆表面，溴化氢在高温的环境下容易汽化，一定气流的高温氮气下容易带走晶圆上的残留的溴化氢，减少了晶圆表面的缺陷的产生，以得到更好的产品良率，同时减少溴化氢对机台配件的腐蚀，延长了机台配件的使用寿命。

本发明的技术方案为：

一种去除晶圆残留溴化氢的装置，包括设置在一冷却腔内的晶圆冷却台，其中，所述冷却腔上设置有一喷洒气体的装置。

上述的去除晶圆残留溴化氢的装置，其中，所述冷却腔上还设置有一酸排气管；

所述喷洒气体的装置为一喷淋嘴，该喷淋嘴向所述冷却台喷洒气体。

上述的去除晶圆残留溴化氢的装置，其中，所述喷淋嘴喷洒的气体为高温氮气。

上述的去除晶圆残留溴化氢的装置，其中，所述喷淋嘴的开口端方向朝向所述冷却台的上表面；

上述的去除晶圆残留溴化氢的装置，其中，所述酸排气管设置在所述冷却台的正下方，所述喷淋嘴设置在所述冷却台的正上方。

上述的去除晶圆残留溴化氢的装置，其中，所述喷淋嘴的开口形状为网格状。

一种去除晶圆残留溴化氢的方法，应用于上述任意一项所述的去除晶圆残留溴化氢的装置，其中，包括以下步骤：

S1、于所述冷却台上放置表面残留有溴化氢的晶圆；

S2、所述喷淋嘴向所述晶圆的上表面喷洒所述高温氮气，以汽化残留在所述晶圆表面的溴化氢；

S3、所述酸排气管将所述冷却腔内的所述高温氮气及汽化后的所述溴化氢排出所述冷却腔。

由于本发明采取了以上技术方案，在对晶圆完成刻蚀工艺后，通过在冷却台正上方设置的高温氮气喷淋嘴向冷却台上的晶圆喷出高温氮气，晶圆表面的溴化氢在高温条件下产生汽化并随晶圆着不断流动的高温氮气流至冷却台的正下方，同时冷却台的正下方位置处设置的排气体管道可很好的将氮气与溴化氢的混合气体排出冷却台，更好的将晶圆表面残留的溴化氢进行去除，减少了产品缺陷的机率，同时延长了生产设备的使用寿命。

附图说明

图1为现有技术中去除晶圆表面残留溴化氢的示意图。

图2为本发明一种去除晶圆残留溴化氢的方法示意图。

图3为本发明一种去除晶圆残留溴化氢方法的步骤图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

图2为本发明一种去除晶圆残留溴化氢的装置的示意图，如图所示，冷却台位于冷却腔的正中央，冷却台用于放置晶圆，冷却台的正上方设置有一喷淋嘴，喷淋嘴底部的开口端朝下且喷淋嘴的的开口呈网格状，气体管道可通过网格状的喷淋嘴向正下方的冷却台均匀喷洒高温氮气，冷却台上放置晶圆表面残留的溴化氢在高温条件下产生汽化，不断流动的高温氮气可带动汽化的溴化氢产生流动并从晶圆的四周流至冷却台的正下方，冷却台的同时正下方设置有一酸排气管，将酸排气管设置在冷却台的正下方有助于保持高温氮气在晶圆表面的均匀性，汽化后的溴化氢夹杂在高温氮气里面并随着气体的不断流动，图示箭头方向为气体的流动方向，高温氮气以及汽化的溴化氢的混合气体最后通过酸排气管排出冷却台，起到去除晶圆表面残留溴化氢的工艺。

图3为本发明一种去除晶圆残留溴化氢方法的步骤图，包括以下步骤：

S1、于所述冷却台上放置表面残留有溴化氢的晶圆，晶圆在完成一定工艺后需要将晶圆放置在冷却腔内进行冷却工艺；

S2、所述喷淋嘴向所述晶圆的上表面喷洒所述高温氮气，以汽化残留在所述晶圆表面的溴化氢，喷淋嘴的底部开口形状为网格状，将开口设为网格状可使氮气均匀地喷洒在冷却台上晶圆的表面，同时由于氮气成本较低，在进一步去除晶圆表面残留的溴化氢的同时保证了生产成本，冷却台上放置的晶圆表面的溴化氢在高温条件下产生汽化，并伴随着不断流动的高温氮气流至冷却台底端；

S3、冷却台正下方的酸排气管将高温氮气以及汽化的溴化氢排出冷却腔，将酸酸排气管设置在冷却台的正下方有助于保持高温氮气在晶圆表面的均匀性，同时排气的效果特更加显著，更好的去除晶圆表面残留的溴化氢。

综上所述，本发明在现有技术的晶圆冷却腔增设了一根气体管道，气体管道的末端设置有一喷淋嘴，喷淋嘴的开口端朝下且该喷淋嘴的开口端呈网格状，气体管道通过网格状的喷淋嘴可向下均匀喷洒高温氮气至晶圆表面使晶圆表面残留的溴化氢汽化并伴随着不断流动的高温氮气流至冷却台底端的酸排气管，相比较传统去除溴化氢的方法本发明去除的效果更为显著和彻底，提高了刻蚀的工艺，保证了晶圆的良品率，减少产品缺陷的机率，延长了设备的使用寿命，同时保证了生产成本。

以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种去除晶圆残留溴化氢的装置，包括设置在一冷却腔内的晶圆冷却台，其特征在于，所述冷却腔上设置有一喷洒气体的装置。 

2.根据权利要求1所述的去除晶圆残留溴化氢的装置，其特征在于，所述冷却腔上还设置有一酸排气管； 

所述喷洒气体的装置为一喷淋嘴，该喷淋嘴向所述冷却台喷洒气体。 

3.根据权利要求2所的述去除晶圆残留溴化氢的装置，其特征在于，所述喷淋嘴喷洒的气体为高温氮气。 

4.根据权利要求2所述的去除晶圆残留溴化氢的装置，其特征在于，所述喷淋嘴的开口端方向朝向所述冷却台的上表面。 

5.根据权利要求1所述的去除晶圆残留溴化氢的装置，其特征在于，所述酸排气管设置在所述冷却台的正下方，所述喷淋嘴设置在所述冷却台的正上方。 

6.根据权利要求5所述的去除晶圆残留溴化氢的装置，其特征在于，所述喷淋嘴的开口形状为网格状。 

7.一种去除晶圆残留溴化氢的方法，应用于上述权利要求2-5中任意一项所述去除晶圆残留溴化氢的装置，其特征在于，包括以下步骤： 

S1、于所述冷却台上放置表面残留有溴化氢的晶圆； 

S2、所述喷淋嘴向所述晶圆的上表面喷洒所述高温氮气，以汽化残留在所述晶圆表面的溴化氢； 

S3、所述酸排气管将所述冷却腔内的所述高温氮气及汽化后的所述溴化氢排出所述冷却腔。 

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