CN101211114A - 一种改进型栅极多晶硅掩膜层去除方法 - Google Patents

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詹扬
丁士成
徐友锋
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Abstract

本发明提供了一种改进型栅极多晶硅掩膜层去除方法，涉及半导体制造工艺中的湿法清洗制程。现有的栅极多晶硅掩膜层去除方法存在无法有效去除杂质颗粒的问题。本发明的方法包括氢氟酸清洗步骤、浓磷酸清洗步骤、干燥步骤和SC1清洗步骤，其中，所述SC1清洗步骤在所述浓磷酸清洗步骤和所述干燥步骤之间执行。采用本发明的方法去除栅极多晶硅掩膜层，可在杂质颗粒表面形成磷酸浓缩缺陷之前将杂质颗粒除去，使平均每片晶圆上的杂质颗粒数量从大于15颗减少到小于5颗，相应地，杂质颗粒失效率也从30％降低到1％，从而使平均每片晶圆的良率提高了1％。

Description

一种改进型栅极多晶硅掩膜层去除方法
技术领域
本发明涉及半导体制造工艺中的湿法清洗制程，尤其涉及一种栅极形成之后掩膜层的去除方法。
背景技术
在半导体制造前段工艺中，附着在晶圆表面的杂质颗粒对晶圆的良率具有较大的影响，因此，很多晶圆制程都将去除杂质颗粒作为重要的步骤。
在半导体制造工艺中，前段制程中产生的杂质颗粒缺陷很高，从失效分析(FA)结果来看，30％的内建自测(BIST，Built-in SelfTest)失效是由前段制程中的杂质颗粒引起的。进一步分析结果表明，在栅极多晶硅蚀刻后的氮氧化硅(SiON)掩膜层的去除过程中，所产生的杂质颗粒数对良率的影响是前段制程中最高的。
SiON掩膜层通常覆盖在光阻表面，用于在光刻过程中防止反射。在多晶硅蚀刻结束后，需要将SiON掩膜层去除。目前采用湿法清洗制程(WET process)来去除SiON掩膜层，其步骤如图1所示，包括氢氟酸(HF)清洗步骤10、OF清洗步骤11、浓磷酸(H3PO4)清洗步骤12、HQDR清洗步骤13、以及干燥步骤14。其中OF(Over flow，溢流)清洗步骤11和HQDR(Hot Quick Dump Rinse，热快速排水)清洗步骤13都是用水清洗的步骤。经过上述步骤10-14后，表面的SiON掩模层101即被除去。
图1中位于干燥步骤14之后的SC1清洗步骤15是采用1号清洗液进行清洗的步骤，旨在去除清洗过程中附着在晶圆100表面的杂质颗粒104。然而，从实际工艺过程来看，SC1清洗步骤并未取得良好的效果，使得经过该步骤后晶圆100表面的杂质颗粒104仍然较多。
经过对上述清洗过程分析可知，由于在步骤12中使用了浓磷酸，而磷酸是一种黏性很高的溶液，且不易溶于水，具有难以清洗的特点，经过HQDR清洗步骤后，晶圆100表面仍旧残留着少量磷酸103。因此，当表面覆盖有磷酸残留103的晶圆100经过干燥步骤14后，残留的磷酸103会包裹在杂质颗粒104外，当遇到空气吸收水汽后便会形成浓缩缺陷(condense defect)，使得颗粒104更加紧密地粘附在晶圆100表面而难以去除，从而使SC1清洗步骤15失去效果。
因此，需要对SiON掩膜层的去除方法进行改进，以提高杂质颗粒的去除效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改进型栅极多晶硅掩膜层去除方法，以提高杂质颗粒的去除效果。
为了达到上述的目的，本发明的改进型栅极多晶硅掩膜层去除方法，包括氢氟酸清洗步骤、浓磷酸清洗步骤、干燥步骤和SC1清洗步骤，其中，所述SC1清洗步骤在所述浓磷酸清洗步骤和所述干燥步骤之间执行。
在上述的改进型栅极多晶硅掩膜层去除方法中，所述氢氟酸清洗步骤和所述浓磷酸清洗步骤之间还包括一OF清洗步骤。
在上述的改进型栅极多晶硅掩膜层去除方法中，所述浓磷酸清洗步骤和所述SC1清洗步骤之间还包括一HQDR清洗步骤。
在上述的改进型栅极多晶硅掩膜层去除方法中，所述SC1清洗步骤和所述干燥步骤之间还包括一QDR清洗步骤。
在上述的改进型栅极多晶硅掩膜层去除方法中，所述干燥步骤之后还可包括一SC1清洗步骤。
本发明的改进型栅极多晶硅掩膜层去除方法，通过将SC1清洗步骤放在浓磷酸清洗步骤和干燥步骤之间执行，可在杂质颗粒表面形成磷酸浓缩缺陷之前就除去杂质颗粒，使之与现有技术相比，提高了杂质颗粒的去除效果，使平均每片晶圆上的杂质颗粒数量从大于15颗减少到小于5颗，相应地，杂质颗粒失效率从30％降低到1％，从而使平均每片晶圆的良率提高了1％。
附图说明
通过以下实施例并结合其附图的描述，可以进一步理解其发明的目的、具体结构特征和优点。其中，附图为：
图1是现有的一种栅极多晶硅掩膜层的去除方法的步骤流程图。
图2是本发明的改进型栅极多晶硅掩膜层去除方法的步骤流程图。
具体实施方式
以下将对本发明的改进型栅极多晶硅掩膜层去除方法作进一步的详细描述。
请参阅图2，本发明一具体实施例的栅极多晶硅掩膜层去除方法包括氢氟酸HF清洗步骤20、OF清洗步骤21、浓磷酸H3PO4清洗步骤22、HQDR清洗步骤23、SC1清洗步骤24、QDR清洗步骤25和干燥步骤26。其中的每个步骤均为现有技术，因此在此不对其展开描述。
与图1所示的现有技术相比，本方法的主要特点是将SC1清洗步骤24放在浓磷酸清洗步骤22之后、干燥步骤26之前执行，以便在杂质颗粒表面形成一层浓缩磷酸之前除去杂质颗粒。SC1清洗步骤24之后，可以执行一步QDR(QuickDump Rinse)清洗步骤25，利用清水冲洗掉1号清洗液SC1。
在本发明的另一个实施例中，还可根据需要在干燥步骤26之后再执行一次SC1清洗步骤。
采用本发明的改进型栅极多晶硅掩膜层去除方法可获得明显的有益效果，杂质颗粒的数量从平均每片大于15颗减小到小于5颗，相应地，杂质颗粒失效率从30％减小到1％，这使平均每片晶圆的良率提高了1％。同时，SC1清洗步骤执行时机的改变并未引起任何不良后果。

Claims (5)

1.一种改进型栅极多晶硅掩膜层去除方法，包括氢氟酸清洗步骤、浓磷酸清洗步骤、干燥步骤和SC1清洗步骤，其特征在于：所述SC1清洗步骤在所述浓磷酸清洗步骤和所述干燥步骤之间执行。
2.如权利要求1所述的改进型栅极多晶硅掩膜层去除方法，其特征在于：所述氢氟酸清洗步骤和所述浓磷酸清洗步骤之间还包括一OF清洗步骤。
3.如权利要求1所述的改进型栅极多晶硅掩膜层去除方法，其特征在于：所述浓磷酸清洗步骤和所述SC1清洗步骤之间还包括一HQDR清洗步骤。
4.如权利要求1所述的改进型栅极多晶硅掩膜层去除方法，其特征在于：所述SC1清洗步骤和所述干燥步骤之间还包括一QDR清洗步骤。
5.如权利要求1所述的改进型栅极多晶硅掩膜层去除方法，其特征在于：所述干燥步骤之后还包括一SC1清洗步骤。
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