減少側墻隔離工藝中的微粒缺陷的方法技術

本發(fā)明專利技術公開了一種減少側墻隔離工藝中的微粒缺陷的方法，該方法包括：利用酸槽去除半導體晶圓的柵極周圍的聚合物保護膜；利用氫氟酸溶液清洗所述半導體晶圓的背面；和在背面清洗后的半導體晶圓上形成側墻間隔層。利用本發(fā)明專利技術的方法可以去除在前道酸槽中形成的聚合物碎片，避免在后道側墻工藝中形成微粒缺陷，減小了由于微粒缺陷而對源、漏區(qū)的形成造成的影響，同時也避免了由于這種微粒而造成的對后續(xù)接觸刻蝕的影響以及微粒對半導體器件電學性能的影響，最終提高了良率。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術涉及半導體制造領域，具體涉及一種。
技術介紹
在半導體器件的制造工藝中，缺陷是影響良率的重要因素，尤其是出現(xiàn)在線條及 其間隔區(qū)域的缺陷。有些缺陷是由微粒引起的，遺留在晶圓表面的微粒有可能成為各電極 之間短路或成為使上層材料無法覆蓋的凸起物，從而影響后續(xù)的注入，或者使后續(xù)圖案化 中的圖形異常，甚至會使半導體器件損壞。隨著半導體器件特征尺寸的減小，微粒缺陷的控 制更是成為半導體器件制造工藝研究的重要內容之一。圖IA至圖IC為現(xiàn)有技術中在半導體晶圓上形成柵極以及源區(qū)和漏區(qū)的工藝流 程圖，如圖所示，在襯底1上生長柵氧化層2和多晶硅柵3之后進行光刻、刻蝕以形成柵極 (圖1A)，之后去除殘留的光刻膠，并將圖案化的晶圓浸入酸槽中，去除用于在去除殘留的 光刻膠時保護柵極不被損傷的聚合物保護膜；接著在柵3的側面形成9至Ilnm厚的側墻間 隔層4(圖1B)，以隔離柵極與之后形成的源區(qū)和漏區(qū)；然后利用自對準工藝通過離子注入 或其它方法形成輕摻雜漏區(qū)(LDD) 5 (圖1C)。雖然酸槽配備有能夠過濾0. 1微米左右的微粒的過濾器，但是晶圓在酸槽中去除 聚合物保護膜時，小于0.1微米的微粒還是會殘留在晶圓的表面和底面上。這樣，后續(xù)在爐 管中形成側墻間隔層時，由于多個晶圓在爐管中是上下排列的，因此上一晶圓底面的微粒 可能會在爐管的高溫和氣流環(huán)境中掉落到下面的晶圓表面。這種微粒的直徑通常在30至 50nm之間，并且由于聚合物保護膜中含有氧，這些含有氧的微粒很難被刻蝕，因此在后續(xù)形 成9至Ilnm厚的側墻間隔層的刻蝕過程中，很難將這種含氧的微粒刻蝕掉。因此這些微粒 就會暴露在側墻間隔層之外。在以側墻間隔層為掩膜，利用自對準工藝進行離子注入形成 LDD時，由于這種微粒的直徑大于側墻間隔層的厚度，會阻擋正常的離子注入，從而影響所 形成的半導體器件的溝道寬度，以致影響其電學性能。同時，如果這種微粒是在開始形成側 墻間隔層時掉落在晶圓柵極側面的，則在后續(xù)形成源、漏電極之后的接觸刻蝕過程中，由于 這種微粒無法刻蝕，因此還會影響到金屬與源、漏區(qū)的接觸，并且使柵極與源、漏極直接接 觸，嚴重影響所形成的半導體器件的電學性能。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術提供一種，以減小由于微粒造成的 對半導體器件電學性能的影響。包括利用酸槽去除半導體晶圓的柵極周 圍的聚合物保護膜；利用氫氟酸溶液清洗所述半導體晶圓的背面；和在背面清洗后的半導 體晶圓上形成側墻間隔層。該方法利用氫氟酸溶液清洗所述半導體晶圓的背面，從而去除 了在前道酸槽中形成的聚合物碎片，避免在后道側墻工藝中形成微粒缺陷。優(yōu)選地，利用氫氟酸溶液清洗半導體晶圓背面的時間為4秒至10秒，最優(yōu)選是8 秒，溫度為室溫。氫氟酸溶液的濃度為49%。利用氫氟酸溶液清洗半導體晶圓的背面是將 氫氟酸溶液噴到半導體晶圓的背面。利用酸槽去除半導體晶圓的柵極周圍的聚合物保護膜是利用硫酸與雙氧水的混 合溶液來去除半導體晶圓的柵極周圍的聚合物保護膜，或者先利用氨水與雙氧水的混合溶 液清洗，再利用鹽酸與雙氧水的混合溶液清洗所述半導體晶圓。優(yōu)選地，在背面清洗后的半導體晶圓上形成側墻間隔層包括利用爐管擴散生長 方法生長氮化硅層，再利用光刻、刻蝕形成側墻間隔層。與現(xiàn)有技術相比，本專利技術所提供的技術方案，在利用酸槽去除半導體晶圓的柵極 周圍的聚合物保護膜之后，在半導體晶圓上形成側墻間隔層之前，利用氫氟酸溶液清洗半 導體晶圓的背面，從而去除了在前道酸槽中形成的聚合物碎片，避免在后道側墻隔離工藝 中形成微粒缺陷，減小了由于微粒缺陷而對源、漏區(qū)的形成造成的影響，同時也避免了由于 這種微粒而造成的對后續(xù)接觸刻蝕的影響，提高了良率。因此也避免了由于氧化物微粒對 半導體器件電學性能的影響。附圖說明圖IA至圖IC為現(xiàn)有技術中在半導體晶圓上形成柵極以及源區(qū)和漏區(qū)的工藝流程 圖；圖2為本專利技術實施例中減少側墻隔離工藝的微粒缺陷的方法流程圖。 具體實施例方式下面結合附圖及具體實施例對本專利技術進行詳細說明。圖2所示為本專利技術實施例中減少側墻隔離工藝的微粒缺陷的方法流程圖，該方法 包括以下步驟步驟201 利用酸槽去除半導體晶圓的柵極周圍的聚合物保護膜。利用酸槽可以去除微粒、氧化有機物和氧化無機物等，并且可以溶解金屬離子。本步驟中，通常使用的是SES公司的SPM酸槽，即硫酸與雙氧水以3比1的比例混 合的溶液，清洗溫度約為120°C，清洗時間約為600秒。這種酸槽潔凈度較低，但是成本低。本步驟也可以使用DNS公司的專用于生長柵氧之前的清洗的酸槽，這種設備的潔 凈度較高，但是成本也較高。或者本步驟也可以先使用氨水與雙氧水的混合溶液(SCl)清洗之后，再使用鹽酸 與雙氧水的混合溶液(SC2)清洗。步驟202 利用氫氟酸溶液清洗半導體晶圓的背面。例如，使用SEZ公司的晶背濕法蝕刻設備(Backside WET Etch)來清洗半導體晶 圓的背面。在利用氫氟酸溶液清洗半導體晶圓的背面時，可以將氫氟酸溶液噴灑到半導體晶 圓的背面。本步驟中，利用氫氟酸溶液清洗半導體晶圓背面的時間為4秒至10秒，優(yōu)選為8 秒；溫度為20°C至30°C，優(yōu)選為室溫，即23°C。4用于清洗半導體晶圓背面所使用的氫氟酸溶液的濃度為20%至49%，優(yōu)選為室 溫下氫氟酸的最高濃度，即49%。步驟203 在背面清洗后的半導體晶圓上形成側墻間隔層。首先利用爐管擴散生長(DIFF)的方法在背面清洗后的半導體晶圓上生長氮化硅 層。然后通過光刻、刻蝕、去除殘留的光刻膠等工藝步驟對氮化硅層進行圖案化，形成側墻 間隔層。該步驟為現(xiàn)有技術，在此不再贅述。形成側墻間隔層之后，對半導體晶圓上的微粒缺陷進行計數(shù)，例如利用明場缺陷 掃描儀統(tǒng)計晶圓上的微粒數(shù)量。實驗結果如下在形成側墻間隔層之前僅使用SPM酸槽清洗半導體晶圓時，形成側墻間隔層之后 晶圓表面的微粒計數(shù)為31顆；而利用本專利技術的方法，在步驟201中使用SPM酸槽清洗半導 體晶圓之后，在步驟202中使用氫氟酸對半導體晶圓的背面進行清洗，則形成側墻間隔層 之后半導體晶圓表面的微粒計數(shù)為9顆，使良率提高了 4%。可見，利用本專利技術的方法顯著 地減少了側墻隔離工藝中的微粒缺陷。在僅使用DNS公司的專用于柵氧清洗的酸槽清洗半導體晶圓時，形成側墻間隔層 之后晶圓表面的微粒計數(shù)為8顆；而利用本專利技術的方法，在步驟202中使用DNS酸槽清洗半 導體晶圓之后，在步驟202中使用氫氟酸對半導體晶圓的背面進行清洗，則形成側墻間隔 層之后半導體晶圓表面的微粒計數(shù)為3顆，使良率提高了 %。可見，利用本專利技術的方法顯 著地減少了側墻隔離工藝中的微粒缺陷。雖然僅使用DNS酸槽清洗半導體晶圓得到的微粒計數(shù)小于本專利技術中利用SPM酸槽 和晶圓背面清洗得到的微粒計數(shù)，但是由于DNS酸槽是潔凈度較高的設備，專用于生長柵 氧之前晶圓的清洗，如果在形成側墻間隔層之前使用該設備清潔半導體晶圓，則會顯著增 加半導體器件制備中的成本。但是，利用本專利技術的方法，即使在使用SPM酸槽的情況下，也 能夠將良率提高4%，達到與使用DNS酸槽相當?shù)奈⒘Ｓ嫈?shù)，并且還節(jié)省了成本。由以上所述可以看出，本專利技術所提供的技術方案，在利用酸槽去除半導體晶圓的 柵極周圍的聚合物保護膜之后，在半導體晶圓上形成側墻間隔層之前，利用氫氟酸溶液清 洗半導體晶本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種減少側墻隔離工藝中的微粒缺陷的方法，該方法包括：利用酸槽去除半導體晶圓的柵極周圍的聚合物保護膜；利用氫氟酸溶液清洗所述半導體晶圓的背面；和在背面清洗后的半導體晶圓上形成側墻間隔層。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：黃輝，郭海波，
申請(專利權)人：中芯國際集成電路制造上海有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：31[中國|上海]