[發(fā)明專利]一種防止圖案缺失的方法及其晶圓制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310036476.6
• 申請(qǐng)日: 2013-01-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103972082B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-02-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李健
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 無(wú)錫華潤(rùn)上華科技有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/318
• 分類號(hào): H01L21/318
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司11332
• 代理人: 馬曉亞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造方法，尤其涉及一種防止圖案缺失的方法。

背景技術(shù)

多晶硅步驟是芯片制造過(guò)程的重要環(huán)節(jié)，如圖1所示，在現(xiàn)有技術(shù)中，這個(gè)過(guò)程包括在晶圓101一表面上生長(zhǎng)多晶硅層102，然后擴(kuò)散形成掩膜層103、103’，再生長(zhǎng)保護(hù)層104，去除晶圓背面所不需要的掩膜層103’，再去除保護(hù)層104，最后進(jìn)行掩膜層和多晶硅層的刻蝕/光刻，形成電路圖案。如圖1所示，其中的掩膜層103、103’以氮化硅（SiN）為例，保護(hù)層104以氧化硅（SiO₂）為例進(jìn)行說(shuō)明。

在步驟S1中，在晶圓101的一個(gè)表面上形成多晶硅層102，相對(duì)于多晶硅層的另一側(cè)成為晶圓101的背面。

步驟S2中，采用爐管擴(kuò)散（Diffusion）的方法生成氮化硅掩膜層103、103’，這里，形成的氮化硅的厚度為1400-1600埃。氮化硅掩膜層的作用是為多晶硅層的光刻提供防反射層，使得其覆蓋住的部分不被刻蝕，而刻蝕其沒(méi)有覆蓋的部分，從而形成所需的電路圖案。由于爐管生長(zhǎng)的特點(diǎn)是在晶圓101的正面和背面都生成氮化硅，而背面的氮化硅是不需要的，會(huì)產(chǎn)生不必要的應(yīng)力，所以需要去除。因此，需要在所需要保留的正面氮化硅層103的表面形成保護(hù)層，再將背面不需要的氮化硅層103’去除。

在步驟S3中，通過(guò)CVD氣相沉積法在正面氮化硅層103的表面形成二氧化硅保護(hù)層104。由于CVD方法能夠只在晶圓101的一個(gè)表面上形成保護(hù)層，因而，在該步驟中，不會(huì)在晶圓101的背面形成保護(hù)層，而暴露出需要去除的氮化硅層103’。

在接下來(lái)的步驟S4中，將晶圓101進(jìn)行酸洗，去除氮化硅103’。通常采用不與氧化硅反應(yīng)而只與氮化硅反應(yīng)的磷酸作為清洗液，將晶圓放入磷酸溶液中浸泡，即可去除所不需要的氮化硅層103’。如上所述的，如果晶圓101正面的氮化硅103沒(méi)有氧化硅104的保護(hù)，會(huì)在酸洗步驟一同被去除，這正是氧化硅的作用。在步驟S5中，再去除保護(hù)層104。在步驟S6中對(duì)晶圓進(jìn)曝光和刻蝕，形成電路圖案。

如圖2A和2B所示，在現(xiàn)有技術(shù)中，由于CVD生長(zhǎng)方法非常容易產(chǎn)生膜層內(nèi)顆粒(in-filmparticle)1100，現(xiàn)有工藝中所產(chǎn)生的SiO₂厚度通常只有2000埃，而比較大的膜層內(nèi)顆粒會(huì)縱向貫穿SiO₂，并且和SiN層接觸，圖2A示出了在步驟S3和S4中形成膜層內(nèi)顆粒的晶圓截面結(jié)構(gòu)示意圖。因此，在下一步進(jìn)行磷酸酸洗去除SiO₂層的時(shí)候，磷酸會(huì)腐蝕掉膜層內(nèi)顆粒,然后與SiN接觸并腐蝕SiN，形成圖案缺失（pattern missing），圖2B示出了該膜層內(nèi)顆粒導(dǎo)致圖案缺失的照片，該膜層內(nèi)顆粒最終導(dǎo)致SiN的腐蝕，甚至晶圓的報(bào)廢。

因此提供一種防止膜層內(nèi)顆粒導(dǎo)致圖案缺失的方法具有非常重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提出一種防止圖案缺失的方法，能夠有效地避免圖案缺失（pattern missing）。

為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種防止圖案缺失的方法，依次包括：在晶圓的一個(gè)表面上生長(zhǎng)多晶硅層；在多晶硅層表面形成掩膜層；在多晶硅層表面形成的掩膜層上形成厚度為4000埃以上的保護(hù)層；去除多余掩膜層；去除保護(hù)層。其中，掩膜層的厚度在4000埃至6000埃之間，例如，可以是4000埃、4500埃、5000埃、5500?；?000埃。掩膜層為氮化硅（SiN）層，也可以是氮氧化硅（SiON）層；并且保護(hù)層為SiO₂層。采用爐管擴(kuò)散方法在多晶硅層表面和晶圓的背面均生成掩膜層。采用CVD氣相沉積方法生成保護(hù)層。采用化學(xué)機(jī)械拋光法去除保護(hù)層。

本發(fā)明還提供了一種防止圖案缺失的晶圓制造方法，依次包括：在晶圓上的一個(gè)表面上生長(zhǎng)多晶硅層；在多晶硅層上形成掩膜層；在掩膜層上形成大于4000埃的保護(hù)層；去除晶圓背面的掩膜層；去除保護(hù)層；刻蝕晶圓形成電路圖案。其中，保護(hù)層的厚度在4000埃至6000埃之間，例如，可以是4000埃、4500埃、5000埃、5500埃或6000埃。掩膜層為氮化硅或氮氧化硅，并且所述保護(hù)層為氧化硅。采用爐管擴(kuò)散方法生成所述掩膜層。采用CVD氣相沉積法生成保護(hù)層。將晶圓浸入酸性溶液清洗晶圓的保護(hù)層。采用化學(xué)機(jī)械拋光法去除所述保護(hù)層。

本發(fā)明提供的方法，科學(xué)有效的避免了圖案缺失的問(wèn)題，尤其是掩膜層圖案缺失的問(wèn)題，而且不會(huì)增加工藝時(shí)間和生產(chǎn)成本。

附圖說(shuō)明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中晶圓加工過(guò)程的示意圖。