[發明專利]去除晶片上的二氧化硅的方法及制造工藝

在審

• 申請號: 201610879096.2
• 申請日: 2016-10-08
• 公開（公告）號: CN107919277A
• 公開（公告）日: 2018-04-17
• 發明（設計）人: 馬振國;張軍;吳鑫
• 申請（專利權）人: 北京北方華創微電子裝備有限公司
• 主分類號: H01L21/311
• 分類號: H01L21/311
• 代理公司: 北京思創畢升專利事務所11218
• 代理人: 孫向民,廉莉莉

技術領域

本發明涉及集成電路制造工藝領域，更具體地，涉及一種應用于集成電路制造工藝中去除晶片上的二氧化硅的方法以及應用該去除晶片上的二氧化硅的方法集成電路制造工藝。

背景技術

在集成電路制造工藝領域，目前通常使用硅基材料制造集成電路，硅(或者多晶硅)在空氣中放置的情況下表面會自然氧化形成一層致密的二氧化硅(SiO₂)層，如圖1a所示。在有些工藝中，例如，在金屬硅化物(Silicide)工藝中，金屬鎳鉑(NiPt)薄膜要與硅襯底直接接觸，如果襯底表面有一層SiO₂，則會增加電阻率，影響器件性能，因此，制造后續工藝前需要去除這層SiO₂。而在去除這層SiO₂的同時，必須保護其他薄膜/結構不能被去除或者損傷，如圖1a所示，隔離層(Spacer，由氮化硅(Si₃N₄)材料制成)的線寬尺寸會影響器件電性，如漏電(leakage)增加等。因此，需要在去除SiO₂的同時盡量保持隔離層(Spacer，Si₃N₄)不被去除。

如圖1b所示，現有工藝多采用濕法刻蝕、等離子體干法刻蝕等方法去除SiO₂，其對Si₃N₄的刻蝕選擇比低，對隔離層去除過多，造成隔離層尺寸縮小，增大漏電，從而影響器件性能。

因此，有必要開發一種應用于集成電路制造工藝中的高選擇比、高效率的去除晶片上的二氧化硅的方法。

公開于本發明背景技術部分的信息僅僅旨在加深對本發明的一般背景技術的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域技術人員所公知的現有技術。

發明內容

本發明提出了一種應用于集成電路制造工藝中去除晶片上的二氧化硅的方法，其通過使氣態的刻蝕劑在高壓力下與二氧化硅直接反應，并在反應后將反應產物抽出，實現高選擇比、高效率地去除二氧化硅。

根據本發明的一方面，提出了一種去除晶片上的二氧化硅的方法，所述方法包括：向工藝腔室內通入脫水的氟化氫氣體和脫水的醇類氣體；使所述脫水的氟化氫氣體和脫水的醇類氣體混合，生成氣態的刻蝕劑；使所述刻蝕劑與所述工藝腔室內的晶片反應，并使所述工藝腔室內保持高壓狀態以提高刻蝕選擇比；以及將所述反應的副產物從所述工藝腔室內抽出。

優選地，所述反應的條件可以包括：工藝腔室內的壓力為50Torr-300Torr，工藝腔室內的溫度為20℃-80℃。進一步優選地，所述反應的條件包括：工藝腔室內的壓力為200Torr，工藝腔室內的溫度為40℃。

優選地，所述氟化氫氣體的流量可以為100sccm-500sccm，所述醇類氣體的流量為100sccm-1000sccm。進一步優選地，所述氟化氫氣體的流量為150sccm-225sccm，所述醇類氣體的流量為200sccm-450sccm。

優選地，所述氟化氫氣體與所述醇類氣體的流量比可以為0.8～1.2:1。進一步優選地，所述氟化氫氣體與所述醇類氣體的流量比為1:1。

優選地，所述醇類氣體可以為C₁-C₈一元醇氣體中的至少一種。進一步優選地，所述醇類氣體為甲醇、乙醇和異丙醇中的至少一種。

根據本發明的另一方面，提出了一種集成電路制造工藝，所述制造工藝包括如上所述的去除晶片上的二氧化硅的方法。

根據本發明的去除晶片上的二氧化硅的方法的優點在于：

1、采用氣相刻蝕工藝，不同于濕法刻蝕工藝或等離子體干法刻蝕工藝，氣相刻蝕工藝不容易形成其他副產物，對晶片不會造成電損傷，腔室內干凈，顆粒少；同時降低設備成本。

2、采用高壓工藝，提高了SiO₂對Si₃N₄(或多晶硅、HARP等)的刻蝕選擇比，還能夠降低對襯底損傷。

3、通過氣相刻蝕工藝的化學反應去除SiO₂，無固態產物，反應物可以被泵抽出。

4、低溫反應，反應過程簡單，無需加熱和/或冷卻步驟，一步即可完成反應，產能高。

5、本工藝腔室可以與下一道工序的工藝腔室集成在一個真空平臺，晶片在去除了其表面的SiO₂后，無需破壞其所處的真空環境，即可進入其他工藝腔室進行下一道工序，防止晶片在空氣中放置再次氧化，影響后續工藝。