[發明專利]去除氮氧化硅膜的方法

有效

• 申請號: 200810041883.5
• 申請日: 2008-08-19
• 公開（公告）號: CN101656191A
• 公開（公告）日: 2010-02-24
• 發明（設計）人: 劉軒;楊永剛
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: H01L21/00
• 分類號: H01L21/00;H01L21/311
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所（普通合伙）
• 代理人: 屈 蘅;李時云

技術領域

本發明涉及半導體制造領域，尤其涉及去除控片上氮氧化硅膜的方法。?

背景技術

隨著集成電路的器件尺寸的逐漸縮小，尤其到深亞微米技術后，半導體制造過程中對于圖形的精確性也不斷提高。由于光刻尺寸的縮小，在曝光過程中由于各種介質的光反射系數的差異會導致光刻后圖形的偏差。抗反射層(ARC)的應用可以減少或消除導致光刻膠不均勻感光的反射光，改善關鍵尺寸的控制能力。由于氮氧化硅(SiON)膜在形成過程中可以通過調整各組分含量來控制和調整光學參數值的特點，正逐漸成為更受重視的抗反射層材料，專利號為200310108409的中國專利公開了以氮氧化硅膜作為抗反射層的方案。另外，由于刻蝕氣體或液體對氮氧化硅膜的刻蝕速率比較慢，因此，通常在制作金屬連線的過程中被用于作為刻蝕阻擋層。?

隨著氮氧化硅膜的應用越來越廣泛，對于氮氧化硅膜的沉積工藝要求也不斷提高。為了能在工藝中不斷監控氮氧化硅膜的質量，必須在晶圓上形成氮氧化硅膜之前，先于控片上形成相同規格的氮氧化硅膜，檢測其是否符合要求。?

然而，為了能使控片重復利用，在檢測完氮氧化硅膜的質量以后，需要將氮氧化硅膜去除。現有去除控片上氮氧化硅膜的具體工藝步驟如圖1所示，執行步驟S1，提供形成有氮氧化硅層的控片。所述控片為空白的晶圓。?

執行步驟S2，用濃度為49％的氫氟酸溶液對氮氧化硅膜進行濕法刻蝕30秒后，用氨水、雙氧水和水的混合溶液清洗氮氧化硅膜5分鐘。其中，用濃度為49％的氫氟酸溶液對氮氧化硅膜進行濕法刻蝕30秒后去除了部分氮氧化硅膜，然后用氨水、雙氧水和水的混合溶液對氮氧化硅膜進行清洗5分鐘，去除剩余氮氧化硅膜表面由于刻蝕產生的顆粒。?

執行步驟S3，用濃度為49％的氫氟酸對剩余的氮氧化硅膜進行濕法刻蝕20秒后，用氨水、雙氧水和水的混合溶液清洗氮氧化硅膜5分鐘。其中，在用濃度為49％的氫氟酸對剩余的氮氧化硅膜進行濕法刻蝕20秒后，氮氧化硅膜在控片上仍有殘留。?

執行步驟S4，用濃度為49％的氫氟酸對殘留的氮氧化硅膜進行濕法刻蝕10秒后，用氨水、雙氧水和水的混合溶液清洗控片5分鐘。對殘留的氮氧化硅膜進行10秒的濕法刻蝕后，基本上完被清除；然后，用氨水、雙氧水和水的混合溶液清洗控片5分鐘，對濕法刻蝕后殘留于控片上的氮氧化硅顆粒進行清洗去除。?

然而，由于對控片上的氮氧化硅膜進行處理時，不是單片進行處理的，而是五十多片的控片放在同一酸槽中一起進行氮氧化硅膜的去除。用現有技術同時去除這些控片上的氮氧化硅膜時，由于氮氧化硅膜與控片硅表面的結合能力比較強，在用濃度為49％的氫氟酸進行去除時，不能將所有控片上的氮氧化硅膜完全去除，即只有20％～30％的控片合格，表面的殘留顆粒小于100個，而70％～80％的控片不合格，表面氮氧化硅顆粒殘留多于5000個(如圖2所示)。這樣使多數控片不能重復利用，工藝成本提高。?

發明內容

本發明解決的問題是提供一種去除氮氧化硅膜的方法，防止控片表面氮氧化硅殘留顆粒過多，導致工藝成本提高。?

本發明提供一種去除氮氧化硅膜的方法，包括：提供形成有氮氧化硅膜的控片；用濃度為0.2％～0.5％的氫氟酸清洗氮氧化硅膜表面；用磷酸去除氮氧化硅膜；用濃度為45％～50％的氫氟酸去除殘留氮氧化硅膜；用包含氨水、雙氧水和水的溶液清洗控片表面。?

可選的，用濃度為0.2％～0.5％的氫氟酸清洗氮氧化硅膜表面所用時間為8分鐘～12分鐘。?

可選的，所述磷酸的濃度為55％～65％。用磷酸去除氮氧化硅膜所用時間為20分鐘～40分鐘。?

可選的，用濃度為45％～50％的氫氟酸去除殘留氮氧化硅膜所用時間為8秒～12秒。?

可選的，氨水、雙氧水和水的比例為1∶1∶50。用氨水、雙氧水和水的混合溶液清洗控片表面所用時間為4分鐘～7分鐘。?

與現有技術相比，本發明具有以下優點：本發明先用濃度為0.2％～0.5％的氫氟酸清洗氮氧化硅膜表面，可以去除氮氧化硅膜表面因為曝露于空氣中而氧化生成的原位氧化硅層；然后，用磷酸去除氮氧化硅膜，可以將所有控片上的氮氧化硅膜幾乎完全去除，只殘留少許氮氧化硅膜，即氮氧化硅顆粒大概多于100個而少于5000個；用濃度為45％～50％的氫氟酸去除殘留氮氧化硅膜，將所有控片表面殘留的氮氧化硅顆粒進一步去除，使殘留氮氧化硅顆粒接近100個；用氨水、雙氧水和水的混合溶液清洗控片表面，能進一步去除控片上的氮氧化硅顆粒，使工藝線上的所有控片表面的氮氧化硅顆粒達到要求，少于100個，這樣所有的控片都可以再次利用。用本發明的工藝方法使控片的利用率提高，成本下降。?