[發明專利]一種去除晶圓背面氮化硅薄膜的方法

在審

• 申請號: 201910530015.1
• 申請日: 2019-06-19
• 公開（公告）號: CN110246761A
• 公開（公告）日: 2019-09-17
• 發明（設計）人: 劉哲郡;黃然;徐瑩;周維
• 申請（專利權）人: 上海華力集成電路制造有限公司
• 主分類號: H01L21/311
• 分類號: H01L21/311
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 戴廣志

本發明提供一種去除晶圓背面氮化硅薄膜的方法，包括：提供硅片，在所述硅片正面生長柵氧層；在所述柵氧層上沉積多晶硅柵；在所述硅片正面和背面同時生長氮化硅薄膜，所述硅片正面的氮化硅薄膜覆蓋所述柵氧層和所述多晶硅柵的側壁，以及覆蓋所述多晶硅柵的頂部；在所述硅片正面沉積APF薄膜，覆蓋所述多晶硅柵和所述柵氧層；去除硅片背面的氮化硅薄膜；去除硅片正面的APF薄膜。本發明在不損傷晶圓正面圖形的情況下去除晶背氮化硅薄膜，從而避免晶背氮化硅膜對快速熱退火工藝中測溫和熱處理過程的影響，有效降低晶圓內和晶圓間的不均勻性。

技術領域

本發明涉及半導體制造領域，特別是涉及一種去除晶圓背面氮化硅薄膜的方法。

背景技術

在傳統快速熱處理工藝中，WAT和良率的晶圓內(Within wafer,WIW)非均勻性作為長期存在的問題受到人們的廣泛關注。晶圓邊緣往往表現出較差的性能，與晶圓中心之間存在明顯差異。例如，晶邊區域的漏電流失效是主要的良率損失之一。雖然業界已經采取一些措施來改善這種不均勻性，例如在快速熱退火(RTA)工藝中根據wafer的不同區域對加熱溫度進行相應調制，但目前來看這些改善的效果相當有限。

造成WAT及良率晶圓內非均勻性的RTA工藝主要受側壁氮化硅薄膜(Spacer)沉積工藝影響。由于Spacer側壁氮化硅薄膜是在擴散爐管中生長，因此晶圓背面也會同時生長一層氮化硅薄膜。晶圓背面上氮化硅薄膜由于對熱能具有更高的輻射率，會對RTA測溫過程造成干擾從而影響到晶圓整體的熱處理過程。此外，爐管生長氮化硅工藝不僅會造成晶圓內的厚度不均，即晶圓邊緣與中心的差異，還會造成不同晶圓與晶圓間(Wafer to wafer，WTW)的差異，即爐管內晶圓所處位置不同(爐管頂部或底部)導致的差異，這些都會帶來WAT和良率的不均勻性。盡管業界存在Spacer氮化硅薄膜沉積后的晶背清洗專門設備來克服這一缺點，但設備費用昂貴，且操作復雜，提高了整體的成本。

因此，需要提出一種新的方法來解決上述問題。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種去除晶圓背面氮化硅薄膜的方法，用于解決現有技術中WAT和良率的晶圓內非均勻性的問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種去除晶圓背面氮化硅薄膜的方法，該方法至少包括以下步驟：步驟一、提供硅片，在所述硅片正面生長柵氧層；步驟二、在所述柵氧層上沉積多晶硅柵；步驟三、在所述硅片正面和背面同時生長氮化硅薄膜，所述硅片正面的氮化硅薄膜覆蓋所述柵氧層和所述多晶硅柵的側壁，以及覆蓋所述多晶硅柵的頂部；步驟四、在所述硅片正面沉積APF薄膜，覆蓋所述多晶硅柵和所述柵氧層；步驟五、去除硅片背面的氮化硅薄膜；步驟六、去除硅片正面的APF薄膜。

優選地，步驟三中在所述硅片正面和背面同時生長氮化硅薄膜分兩步進行，第一步先形成第一氮化硅薄膜；第二步再形成第二氮化硅薄膜。

優選地，步驟四中的所述APF薄膜為無定型碳薄膜。

優選地，步驟五中去除硅片背面的氮化硅薄膜的方法為濕法腐蝕。

優選地，步驟五中去除硅片背面的氮化硅薄膜的方法為采用熱磷酸溶液對硅片進行濕法腐蝕。

優選地，步驟六中去除硅片正面的APF薄膜的方法為分別采用干法刻蝕和濕法腐蝕的方法。

優選地，步驟三中在所述硅片正面和背面先形成第一氮化硅薄膜的厚度為7nm，再形成所述第二氮化硅薄膜的厚度為33nm。

優選地，步驟三中所述硅片正面和背面同時生長氮化硅薄膜是在擴散爐管中進行。

優選地，步驟四中在所述硅片正面沉積所述APF薄膜的方法為采用等離子體增強化學氣相沉積法。

優選地，步驟四中在所述硅片正面沉積所述APF薄膜的厚度為450埃至550埃。