[發明專利]一種晶圓背面平整度改善的方法

在審

• 申請號: 202110685158.7
• 申請日: 2021-06-21
• 公開（公告）號: CN113506720A
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發明（設計）人: 陸尉;徐曉林;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: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02
• 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

本發明公開了一種晶圓背面平整度改善的方法，包括如下步驟：在生長有第二側壁的晶圓的正面生長應力記憶氮化硅薄膜層；再通過第一次法刻蝕去除應力記憶氮化硅薄膜層、氮化硅薄膜層；之后通過第二次濕法刻蝕去除晶圓背面殘留的氮化硅薄膜層。本發明通過在酸槽清洗工藝后增加一道針對晶圓背面的清洗工藝，可以實現將酸槽工藝中未能完全去除的晶圓背面的氮化硅薄膜層完全去除，去除后，晶圓在后段工藝進入光刻機前的清洗步驟中，就不會發生因氮化硅薄膜層殘留而影響清洗液對Poly的刻蝕效果，進而使Poly的厚度均勻，晶圓背面的平整度得到改善，減少或消除了Defocus缺陷，提高了良率。

技術領域

本發明涉及晶圓制造領域，特別涉及一種晶圓背面平整度改善的方法。

背景技術

晶圓的第二側壁(Space 2)一般包括氮化硅薄膜層和氧化硅薄膜層，其主要是在形成有第一側壁(Space 1)的晶圓表面通過沉積和刻蝕工藝形成，圖1示出了具有Space 2的晶圓的剖面結構示意圖。其中，氮化硅薄膜層一般通過爐管工藝制備，因此，晶圓的正面和背面均會沉積形成氮化硅薄膜層。

同時，為了提高半導體器件的速度，還會在晶圓的正面沉積應力記憶(SMT)氮化硅薄膜層，SMT氮化硅薄膜層具有拉伸應力，之后再通過快速退火工藝，使應力保留在基底的溝道中，最后通過酸槽工藝洗掉SMT氮化硅薄膜層。在通過酸槽工藝洗掉SMT氮化硅薄膜層過程中，由于晶圓的正面與背面同時浸泡于清洗液中，因此，清洗液對晶圓背面的氮化硅薄膜層也會一并清洗，露出多晶硅柵極薄膜(Poly)，但是由于清洗工藝受限，晶圓背面的氮化硅薄膜層不能完全去除，會有氮化硅薄膜層殘留，尤其是晶圓的邊緣位置處，殘留更明顯，而該殘留的氮化硅薄膜層會一直保留至后段工藝；在前、后段工藝共用光刻機的工廠中，后段晶圓在進入光刻機之前，必須對晶圓背面進行清洗以降低金屬離子濃度至安全范圍內，而清洗過程中，清洗液對Poly也會產品刻蝕作用，當Poly上有氮化硅薄膜層的殘留時，清洗液對Poly的刻蝕效果變差，因此，無氮化硅薄膜層殘留的Poly與有氮化硅薄膜層殘留的Poly被刻蝕后的厚度會產生差別，導致晶圓背面的整體平整度不均勻，尤其是氮化硅薄膜層殘留嚴重的邊緣位置處。進入到光刻工藝后，晶圓背面的平整度異常容易造成圖形失焦(Defocus)缺陷，進而影響晶圓的整體良率，雖然可以通過光刻返工進行補救，但補救量僅占小部分，且成本極高，依然無法從根本上解決問題。為了減少晶圓背面平整度異常造成的影響，在晶圓進入光刻機前的清洗步驟中，曾嘗試通過稀釋清洗液的濃度控制清洗液對Poly的刻蝕量達到提高平整度的方法，但效果不理想，且清洗液被稀釋后，對金屬離子的去除效果也變差，甚至無法將金屬離子的濃度控制在標準范圍內，因此，需要進一步探索如何改善晶圓背面的平整度。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種晶圓背面平整度改善的方法，能實現晶圓背面平整度的改善，進而減少或消除Defocus缺陷，提高晶圓良率。

為解決上述技術問題，本發明提供的晶圓背面平整度改善的方法，包括如下步驟：

步驟A、提供已制備完成第二側壁的晶圓，所述晶圓的背面的多晶硅柵極薄膜層外側生長有氮化硅薄膜層；

步驟B、在步驟A提供的所述晶圓的正面生長應力記憶氮化硅薄膜層；

步驟C、對經步驟B處理的所述晶圓進行第一次濕法刻蝕以去除所述應力記憶氮化硅薄膜層、所述氮化硅薄膜層；

步驟D、對經步驟C處理的所述晶圓的背面進行第二次濕法刻蝕以去除殘留的所述氮化硅薄膜層以及對所述多晶硅柵極薄膜層進行刻蝕。

較佳地，步驟A中的所述第二側壁包括側壁氮化硅層，所述側壁氮化硅層通過爐管工藝生長；

所述氮化硅薄膜層生長于爐管工藝過程中。

較佳地，所述側壁氮化硅層的厚度為所述氮化硅薄膜層的厚度為

較佳地，所述應力記憶氮化硅薄膜采用化學氣相沉積工藝制備。