CN104882362A - 氧化硅层清洗工艺及改善阱注入前光刻残留的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种氧化硅层清洗工艺及改善阱注入前光刻残留的方法，所述方法将氧化硅层表面的残留氨盐去除，消除了残留的氨盐对后续的阱离子注入的影响，所述清洗工艺包括；利用氢氟酸溶液对所述氧化硅层进行厚度调整，去除部分氧化硅层；利用氨水与双氧水的溶液对厚度调整之后的氧化硅层的表面进行颗粒物去除步骤。其中，在所述颗粒物去除步骤之后进行清洗步骤，将所述去除步骤中在氧化硅层表面形成的氨盐去除。
Description
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，特别涉及氧化硅层清洗工艺及改善阱注入前光刻残留的方法。
背景技术
现有的半导体结构的制作方法通常包括以下步骤，参考图1，包括：提供半导体衬底，在所述半导体衬底上依次形成氧化硅层和氮化硅层；在所述半导体衬底中形成浅沟槽；在所述浅沟槽中填充浅沟槽隔离层；去除所述氮化硅层；对所述氮化硅层进行厚度调整工艺；进行光刻工艺，所述光刻工艺为后续阱离子注入形成光刻胶层；以所述光刻胶层为掩膜，进行阱离子注入工艺。
在实际中发现，现有技术的阱离子注入前发现，氧化硅层表面有残留，影响阱离子注入工艺的进行，影响最终形成的半导体器件的良率。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供了一种氧化硅层清洗工艺及改善阱注入前光刻残留的方法，所述方法将氧化硅层表面的残留氨盐去除，消除了残留的氨盐对后续的阱离子注入的影响。
为了解决上述问题，本发明提供一种氧化硅层的清洗工艺，所述氧化硅层形成在半导体衬底上，包括：
利用氢氟酸溶液对所述氧化硅层进行厚度调整，去除部分氧化硅层；
利用氨水与双氧水的溶液对厚度调整之后的氧化硅层的表面进行颗粒物去除步骤。
其中，在所述颗粒物去除步骤之后，还包括：
进行清洗步骤，将所述去除步骤中在氧化硅层表面形成的氨盐去除。
可选地，所述清洗步骤利用酸性溶液进行。
可选地，所述清洗步骤利用硫酸或盐酸溶液进行。
可选地，所述清洗步骤利用硫酸溶液进行，所述硫酸溶液浓度为90％-98％，所述浓度为质量浓度。
可选地，所述清洗步骤的工艺时间为2-15分钟，所述硫酸溶液的温度范围为50-150摄氏度。
可选地，所述清洗步骤利用盐酸溶液进行，所述盐酸溶液浓度为10％-50％，所述浓度为质量浓度。
可选地，所述清洗步骤的工艺时间为2-10分钟，所述盐酸溶液的温度范围为20-80摄氏度。
可选地，所述清洗步骤利用中性溶液进行。
可选地，所述中性溶液为去离子水，所述清洗步骤的时间为1-10分钟，所述清洗步骤的温度范围为1-80摄氏度。
本发明还提供一种改善阱注入前光刻残留的方法，包括：
在半导体衬底上形成氧化硅层；
利用氢氟酸溶液对所述氧化硅层进行厚度调整；
利用氨水与双氧水的溶液对厚度调整之后的氧化硅层的表面进行颗粒物去除，在所述颗粒物去除之后，还包括清洗步骤，所述清洗步骤用于将颗粒物去除之后的氧化硅层表面的氨盐去除，利用酸性溶液或中性溶液对氧化硅层表面的氨盐残留去除，以消除所述氨盐对后续的阱注入前的光刻残留问题。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明在氨水与双氧水的溶液对厚度调整之后，对氧化硅层的表面进行颗粒物去除，在所述颗粒物去除之后，利用清洗步骤将颗粒物去除之后的氧化硅层表面的氨盐去除，利用酸性溶液或中性溶液对氧化硅层表面的氨盐残留去除，以消除所述氨盐对后续的阱注入前的光刻残留问题。
附图说明
图1是现有的半导体结构的制作方法流程示意图；
图2-图4是现有技术的氨盐残留对光刻残留的原因分析示意图；
图5是本发明一个实施例的氧化硅层清洗工艺的流程示意图。
具体实施方式
请参考图2-图4，图2-图4为现有技术的氨盐残留对光刻残留的原因分析示意图。如图2所示，半导体衬底10上形成有氧化硅层11，所述半导体衬底10的材质为硅。根据需要，所述半导体衬底10中还可以形成有浅沟槽隔离结构(图中未示出)。在所述氧化硅层11上还可以形成氮化硅层，但是在浅沟槽隔离结构形成后，所述氮化硅层将会被去除。
所述氧化硅层11的厚度需要进行调整，本发明利用氢氟酸溶液将氧化硅层的一部分去除。所述氢氟酸对氧化硅层的去除是利用氢氟酸与氧化硅层11进行化学反应将其去除。在厚度调整后，利用氨水与双氧水对氧化硅层11的表面进行颗粒物去除。但是，在氢氟酸溶液进行的厚度调整后，氧化硅层11表面会残留F离子，该F离子在后续容易与氨水中的氨根离子容易在氧化硅层11表面形成氟化氨残留氨盐12。
参考图3，在颗粒物去除后，将进行光刻涂胶工艺，在氧化硅层11表面形成光刻胶层13，所述光刻胶层13覆盖所述氟化氨残留氨盐12的上方。
参考图4，进行光刻显影工艺，使得所述光刻胶层13能够形成用于阱离子注入的掩膜图形。而在所述光刻显影过程中，所述残留的氨盐12遇强碱显影液会迅速释放出氨气，在光刻胶层的界面上发生二次反应形成光刻残留，从而影响阱离子注入的正常进行。
为了解决上述问题，本发明提供一种氧化硅层的清洗工艺，所述氧化硅层形成在半导体衬底上，参考图5所示的本发明一个实施例的氧化硅层清洗工艺的流程示意图，所述清洗工艺包括：
步骤S1，利用氢氟酸溶液对所述氧化硅层进行厚度调整，去除部分氧化硅层；
步骤S2，利用氨水与双氧水的溶液对厚度调整之后的氧化硅层的表面进行颗粒物去除步骤。
步骤S3，进行清洗步骤，所述清洗步骤用于将颗粒物去除之后的氧化硅层表面的氨盐去除。
所述半导体衬底的材质为硅。通常，所述氧化硅层上还可以形成氮化硅层，在所述氮化硅层形成之后，还需要在所述半导体衬底上形成浅沟槽隔离结构。在浅沟槽隔离结构形成之后，需要将氮化硅层去除。之后，对所述氢氟酸进行本发明所述的清洗工艺。上述氮化硅层的形成、浅沟槽隔离结构的形成以及氮化硅层的去除工艺与现有技术相同，在此不做赘述。
本发明所述的清洗工艺包括多个工艺步骤。其中第一个工艺步骤就是对氧化硅层的厚度进行调整。作为一个实施例，所述氧化硅层的厚度调整利用氢氟酸溶液进行。为了保证工艺的可靠性以及对于厚度调整的精确度，所述氢氟酸溶液的浓度范围为1％-10％，所述浓度为质量浓度，所述氢氟酸溶液的温度范围为10-80摄氏度，工艺时间范围为1-10分钟。
之后，利用氨水与双氧水对氧化硅层的表面进行颗粒物去除的步骤。所述氨水与双氧水的体积比的比例范围为1：1-1：5，工艺时间为1-10mins，温度为10-80摄氏度。
其中，在所述颗粒物去除步骤的过程中，氧化硅层表面残留的氟离子会与氨水中的氨根离子结合，形成铵盐，所述铵盐会影响后续的光刻显影工艺的进行，因此在颗粒物去除步骤之后，本发明还进行清洗步骤，将所述去除步骤中在氧化硅层表面形成的氨盐去除。
作为一个实施例，所述清洗步骤利用酸性溶液进行。比如，所述清洗步骤利用硫酸或盐酸溶液进行。
作为一个实施例，所述清洗步骤利用硫酸溶液进行，所述清洗步骤利用硫酸溶液进行，所述硫酸溶液浓度为90％-98％，所述浓度为质量浓度。作为一个实施例，所述清洗步骤的工艺时间为2-15分钟，所述硫酸溶液的温度范围为50-150摄氏度。较为优选的，所述硫酸溶液浓度范围为93-95％，所述清洗步骤的工艺时间为5-10分钟，所述硫酸溶液的温度范围为60-100摄氏度。
作为又一实施例，所述清洗步骤利用盐酸溶液进行，所述盐酸溶液浓度为10％-50％，所述浓度为质量浓度。采用盐酸溶液进行清洗步骤时，对应的工艺时间为2-10分钟，所述盐酸溶液的温度范围为20-80摄氏度。
作为本发明的再一实施例，所述清洗步骤利用中性溶液进行。优选地，所述中性溶液为去离子水，所述清洗步骤的时间为1-10分钟，所述清洗步骤的温度范围为1-80摄氏度。
相应地，本发明还提供一种改善阱注入前光刻残留的方法，包括：
在半导体衬底上形成氧化硅层；
利用氢氟酸溶液对所述氧化硅层进行厚度调整；
利用氨水与双氧水的溶液对厚度调整之后的氧化硅层的表面进行颗粒物去除，在所述颗粒物去除之后，还包括清洗步骤，所述清洗步骤用于将颗粒物去除之后的氧化硅层表面的氨盐去除，利用酸性溶液或中性溶液对氧化硅层表面的氨盐残留去除，以消除所述氨盐对后续的阱注入前的光刻残留问题。
综上，本发明在氨水与双氧水的溶液对厚度调整之后，对氧化硅层的表面进行颗粒物去除，在所述颗粒物去除之后，利用清洗步骤将颗粒物去除之后的氧化硅层表面的氨盐去除，利用酸性溶液或中性溶液对氧化硅层表面的氨盐残留去除，以消除所述氨盐对后续的阱注入前的光刻残留问题。
因此，上述较佳实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种氧化硅层的清洗工艺，所述氧化硅层形成在半导体衬底上，包括：
利用氢氟酸溶液对所述氧化硅层进行厚度调整，去除部分氧化硅层；
利用氨水与双氧水的溶液对厚度调整之后的氧化硅层的表面进行颗粒物去除步骤；
其特征在于，在所述颗粒物去除步骤之后，还包括：
进行清洗步骤，将所述去除步骤中在氧化硅层表面形成的氨盐去除。
2.如权利要求1所述的氧化硅层的清洗工艺，其特征在于，所述清洗步骤利用酸性溶液进行。
3.如权利要求2所述的氧化硅层的清洗工艺，其特征在于，所述清洗步骤利用硫酸或盐酸溶液进行。
4.如权利要求3所述的氧化硅层的清洗工艺，其特征在于，所述清洗步骤利用硫酸溶液进行，所述硫酸溶液浓度为90％-98％，所述浓度为质量浓度。
5.如权利要求4所述的氧化硅层的清洗工艺，其特征在于，所述清洗步骤的工艺时间为2-15分钟，所述硫酸溶液的温度范围为50-150摄氏度。
6.如权利要求3所述的氧化硅层的清洗工艺，其特征在于，所述清洗步骤利用盐酸溶液进行，所述盐酸溶液浓度为10％-50％，所述浓度为质量浓度。
7.如权利要求6所述的氧化硅层的清洗工艺，其特征在于，所述清洗步骤的工艺时间为2-10分钟，所述盐酸溶液的温度范围为20-80摄氏度。
8.如权利要求1所述的氧化硅层的清洗工艺，其特征在于，所述清洗步骤利用中性溶液进行。
9.如权利要求8所述的氧化硅层的清洗工艺，其特征在于，所述中性溶液为去离子水，所述清洗步骤的时间为1-10分钟，所述清洗步骤的温度范围为1-80摄氏度。
10.一种改善阱注入前光刻残留的方法，包括：
在半导体衬底上形成氧化硅层；
利用氢氟酸溶液对所述氧化硅层进行厚度调整；
利用氨水与双氧水的溶液对厚度调整之后的氧化硅层的表面进行颗粒物去除，
其特征在于，在所述颗粒物去除之后，还包括清洗步骤，所述清洗步骤用于将颗粒物去除之后的氧化硅层表面的氨盐去除，利用酸性溶液或中性溶液对氧化硅层表面的氨盐残留去除，以消除所述氨盐对后续的阱注入前的光刻残留问题。
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