[发明专利]一种湿法刻蚀中清除晶圆表面缺陷的方法

说明书

本发明提供一种湿法刻蚀中清除晶圆表面缺陷的方法，该方法采用控片代替制程晶圆制作适当的含有硅化物的磷酸溶液，降低了生产成本；控片自带的氮化硅薄膜与磷酸反应生成用于抑制二氧化硅腐蚀的硅化物，有效避免了由于单独在磷酸中添加硅化物造成声场成本上升的问题；采用适当配比的磷酸与硫酸的混合溶液来去除控片中氮化硅腐蚀后在晶圆表面粘附的杂质，并以相同配比的磷酸和硫酸的混合溶液来清除制程晶圆表面杂质，使得晶圆表面无缺陷的情况下有效降低了产品的良率。

技术领域

本发明涉及一种半导体制备方法，特别是涉及一种湿法刻蚀中清除晶圆表面缺陷的方法。

背景技术

氮化硅是一种广泛使用于晶圆制程中的介电材料。氮化硅薄膜典型地是形成在半导体基底上，一般用作刻蚀晶圆中二氧化硅的阻挡层，形成于二氧化硅层的上表面。而在湿法刻蚀工艺过程中，常常用磷酸来刻蚀或腐蚀该氮化硅阻挡层。在腐蚀的过程中，通常是将数目众多的晶圆同时置于磷酸溶液中，由于处于磷酸溶液中的氮化硅和二氧化硅具有不同的刻蚀速率(刻蚀选择比)，即同样时间内磷酸腐蚀氮化硅和二氧化硅的速率不同。

影响氮化硅和二氧化硅在磷酸中的刻蚀选择比的因素通常有浸泡时间、磷酸溶液的温度以及刻蚀反应槽的槽寿命等；若这些影响因素掌握不当则有可能造成在腐蚀氮化硅的同时也对二氧化硅造成腐蚀，因此便形成了晶圆的缺陷。

当含有磷酸的刻蚀槽中的硅浓度增加时，二氧化硅的刻蚀速率会降低。目前为了使得在腐蚀氮化硅的同时不对二氧化硅形成腐蚀，常常在磷酸溶液中加入硅粉或硅化物等物质来抑制对二氧化硅形成腐蚀。该方法一方面造成制造成本的上升；另一方面腐蚀氮化硅后形成的硅化物和氧化物等杂质粘附在晶圆的表面会进一步对晶圆造成缺陷。

另外一种降低二氧化硅被腐蚀的方法是尽量控制刻蚀槽中晶圆的数目，这样不得不降低生产的效率。

因此，有必要提出一种新的湿法刻蚀中用于清除晶圆表面缺陷的方法，来解决上述问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种湿法刻蚀中清除晶圆表面缺陷的方法，用于解决现有技术中在磷酸溶液中另外添加硅物质引起的成本上升、氮化硅被刻蚀后形成的杂质易对晶圆造成缺陷以及为降低晶圆缺陷而不得不降低生产效率的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种湿法刻蚀中清除晶圆表面缺陷的方法，该方法至少包括：(1)提供若干含二氧化硅和氮化硅薄膜的控片；(2)将所述控片浸于含有磷酸溶液的第一腐蚀槽中；(3)调节浸泡时间使得所述控片上的氮化硅薄膜被完全溶解；溶解于磷酸的氮化硅在所述第一腐蚀槽中形成硅化物以抑制磷酸对二氧化硅的腐蚀；(4)将若干含有二氧化硅和氮化硅薄膜的制程晶圆置于经步骤(3)中处理过的第一腐蚀槽中将氮化硅薄膜去除；(5)提供含有磷酸和硫酸溶液的第二腐蚀槽；(6)调节所述第二腐蚀槽中磷酸和硫酸的配比使得氮化硅对二氧化硅的刻蚀选择比最高；(7)将步骤(4)中的所述制程晶圆置于与步骤(6)中相同配比的磷酸和硫酸溶液中以去除所述制程晶圆表面的杂质，得到无缺陷的制程晶圆。

作为本发明的湿法刻蚀中清除晶圆表面缺陷的方法的一种优选方案，所述步骤(2)中第一腐蚀槽中磷酸溶液的温度为150℃～160℃。

作为本发明的湿法刻蚀中清除晶圆表面缺陷的方法的一种优选方案，所述步骤(1)中控片的数目为100片～200片。

作为本发明的湿法刻蚀中清除晶圆表面缺陷的方法的一种优选方案，所述步骤(3)中的浸泡时间为20分钟～60分钟。

作为本发明的湿法刻蚀中清除晶圆表面缺陷的方法的一种优选方案，所述步骤(3)中所述磷酸溶液中硅的浓度为30ppm～50ppm。

作为本发明的湿法刻蚀中清除晶圆表面缺陷的方法的一种优选方案，所述步骤(2)中的所述第一腐蚀槽中只含有磷酸一种溶液；所述步骤(6)中的所述第二腐蚀槽中只含有由磷酸和硫酸组成的混合溶液。