CN102487037A - 缓冲高温工艺中薄膜局部应力释放的方法 - Google Patents

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陈瑜
孙尧
罗啸
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Shanghai Huahong Grace Semiconductor Manufacturing Corp
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Shanghai Hua Hong NEC Electronics Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种缓冲高温工艺中薄膜局部应力释放的方法，包括以下步骤：步骤一、在晶圆上沉积一层或多层膜结构；步骤二、进行涂胶、光刻、蚀刻，形成器件所需要的图形；步骤三、完成700℃以下的非高温工艺；步骤四、沉积一层或多层膜结构；步骤五、700℃以上高温激活掺杂离子；步骤六、湿法剥去高温工艺前所沉积的膜。本发明通过在高温工艺之前沉积一层或多层膜，由于此时沉积的薄膜覆盖于整个晶圆的表面，下层薄膜的内部应力的释放将加之于整片晶圆之上，因此不易出现膜层的剥离并形成缺陷。

Description

缓冲高温工艺中薄膜局部应力释放的方法
技术领域
本发明涉及一种集成电路制造技术，具体涉及一种集成电路制造缓冲高温工艺中应用的方法。
背景技术
在半导体集成电路芯片制造中，薄膜沉积、蚀刻以及晶圆高温处理都是形成器件必不可少的工艺过程。薄膜的沉积工艺本身也需要一定的温度，因此在降温到常温后，薄膜内部就存在一定的应力，根据薄膜的密度和沉积温度，对硅片和上下层膜起到拉伸或挤压的作用。这样的薄膜若经过蚀刻，膜层不再完整，那么之后在高温工艺下，局部应力有可能释放出来，造成整个膜层在结合不太牢固的层次剥离，形成缺陷。由于高温工艺是针对整片晶圆的，此种缺陷会在整个晶圆表面广泛存在，若不加以消除将对产品的良率有很大影响。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种缓冲高温工艺中薄膜局部应力释放的方法，它可以解决现有技术中高温工艺造成的薄膜应力释放而剥离的缺陷问题。
为了解决以上技术问题，本发明提供了一种缓冲高温工艺中薄膜局部应力释放的方法，包括以下步骤：
步骤一、在晶圆上沉积一层或多层膜结构；
步骤二、进行涂胶、光刻、蚀刻，形成器件所需要的图形；
步骤三、完成700℃以下的非高温工艺；
步骤四、沉积一层或多层膜结构；
步骤五、700℃以上高温激活掺杂离子；
步骤六、湿法剥去高温工艺前所沉积的膜。
本发明的有益效果在于：通过在高温工艺之前沉积一层或多层膜，由于此时沉积的薄膜覆盖于整个晶圆的表面，下层薄膜的内部应力的释放将加之于整片晶圆之上，因此不易出现膜层的剥离并形成缺陷。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
图1是通过沉积、光刻、蚀刻，完成前膜的图形，接着完成离子注入等非高温工艺的示意图；
图2是沉积保护膜层，高温工艺处理激活注入离子的示意图；
图3是湿法剥去保护膜层的示意图；
图4是高温工艺造成的薄膜剥离实例的示意图。
具体实施方式
本发明提出一种缓冲高温工艺过程中薄膜内部应力释放的方法：在高温工艺之前沉积一层或多层膜(例如氧化硅)，由于此时沉积的薄膜覆盖于整个晶圆的表面，下层薄膜的内部应力的释放将加之于整片晶圆之上，因此不易出现膜层的剥离并形成缺陷；高温工艺处理后，再用湿法将覆盖在表面的膜层剥去即可。这种保护膜结构对改善高温工艺造成的缺陷有很大的帮助，可以广泛应用于各种热处理的工艺过程。
本发明实施例以互补金-氧-半场效应管(即CMOS)的源/漏离子注入和高温热退火激活过程为例，说明缓冲高温工艺中薄膜局部应力释放的方法。在图1-3中，1为N型阱，2为P型阱，3为栅极多晶硅，4为顶层氮化硅，5为P+区，6为N+区，7为保护氧化层；图4为原有的未沉积保护氧化膜流程中，在高温工艺后氮化硅剥离的实例照片。
本发明实施例包括以下步骤：
1.在晶圆上沉积实际需要的一层或多层栅极膜结构，包括栅极氧化硅、多晶硅和顶层氮化硅；
2.涂胶+光刻+蚀刻，形成器件所需要的栅极层图形；
3.完成700℃以下的非高温工艺，比如完成源极和漏极的离子注入；图1显示的上述三步后的结构。
4.沉积氧化硅保护膜层；沉积的膜层厚度与高温工艺的温度和时间成正比。例如1000℃的高温热退火其对应的氧化硅厚度约为100A。
5.700℃以上高温工艺处理(用于激活掺杂离子)；图2所示的是沉积保护膜层，高温工艺处理激活注入离子两个步骤(空心箭头为内部应力方向)。
6.如图3所示，湿法(常用稀氢氟酸药液)剥去高温工艺前所沉积的膜，完成整个流程。湿法药液对保护膜层和内部膜层的蚀刻速率选择比在10以上。
本发明并不限于上文讨论的实施方式。以上对具体实施方式的描述旨在于为了描述和说明本发明涉及的技术方案。基于本发明启示的显而易见的变换或替代也应当被认为落入本发明的保护范围。以上的具体实施方式用来揭示本发明的最佳实施方法，以使得本领域的普通技术人员能够应用本发明的多种实施方式以及多种替代方式来达到本发明的目的。

Claims (6)

1.一种缓冲高温工艺中薄膜局部应力释放的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、在晶圆上沉积一层或多层膜结构；
步骤二、进行涂胶、光刻、蚀刻，形成器件所需要的图形；
步骤三、完成700℃以下的非高温工艺；
步骤四、沉积一层或多层膜结构；
步骤五、700℃以上高温激活掺杂离子；
步骤六、湿法剥去高温工艺前所沉积的膜。
2.如权利要求1所述的缓冲高温工艺中薄膜局部应力释放的方法，所述步骤四中沉积的膜结构可以为氧化硅。
3.如权利要求2所述的缓冲高温工艺中薄膜局部应力释放的方法，所述步骤四中沉积的膜层厚度与高温工艺的温度和时间成正比。
4.如权利要求3所述的缓冲高温工艺中薄膜局部应力释放的方法，1000℃的高温热退火其对应的氧化硅厚度约为100A。
5.如权利要求1所述的缓冲高温工艺中薄膜局部应力释放的方法，所述步骤六中湿法药液对保护膜层和内部膜层的蚀刻速率选择比在10以上。
6.如权利要求1所述的缓冲高温工艺中薄膜局部应力释放的方法，所述步骤三中的非高温工艺包括离子注入。
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