CN113643961A - 一种vdmos多晶硅栅返工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种VDMOS多晶硅栅返工工艺，包含以下步骤：先测量返工产品上多晶硅的厚度，再用硝化酸混合物‑4F腐蚀液去除返工产品上的多晶硅，然后测量返工产品上栅氧的厚度，接着用BOE腐蚀液去除返工产品上的栅氧，然后使用FSI清洗设备对晶圆进行清洗，去除颗粒，最后重新淀积栅氧和多晶硅；本发明通过先去除多晶硅，再去除栅氧，最后对晶圆表面进行清洗的工艺流程，不仅能够保证多晶硅和栅氧去除干净，对场氧损伤较小，还能够保证返工后的晶圆表面的洁净度，提高返工后产品性能，节约了成本。
Description
技术领域
本发明涉及半导体制造技术领域，特指一种VDMOS多晶硅栅返工工艺。
背景技术
VDMOS栅极主要由多晶硅和氧化层组成，对栅氧和多晶硅薄膜质量要求极高，在加工过程中容易出现颗粒脱落、温度异常等原因，造成栅氧和多晶硅质量差，进而影响VDMOS器件性能；因此，需要对VDMOS栅极进行返工处理，但由于不能完全、均匀地去除多晶硅和栅氧，导致晶圆表面有多晶硅或者栅氧残留，并且不能控制场氧层的膜厚，在返工时失败率较高。
如现有技术201910923286.3公开的一种沟槽肖特基多晶硅沉积后栅氧中断返工方法，返工方法存在以下问题：1、所用的化学溶液不能均匀快速去除多晶硅，需要进行多次测量确认多晶硅厚度，并多次进行加腐，流程复杂，效率低下，对栅氧造成的损伤大；2、在去除栅氧时，使用的化学溶液腐蚀速率过快，对场氧造成严重损伤，晶圆表面化学残留、颗粒残留较多；因此通常返工后的VDMOS器件整体性能较差。
发明内容
本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种VDMOS多晶硅栅返工工艺，流程简便，能够有效快速去除多晶硅，对栅氧及场氧影响更小，且晶圆表面洁净度较高，能达到优良返工效果。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种VDMOS多晶硅栅返工工艺，包含以下步骤：
S1：测量返工产品上多晶硅的厚度；
S2：用硝化酸混合物-4F腐蚀液去除返工产品上的多晶硅；
S3：测量返工产品上栅氧的厚度；
S4：用BOE腐蚀液去除返工产品上的栅氧；
S5：使用FSI清洗设备对晶圆进行清洗，去除颗粒；
S6：重新淀积栅氧和多晶硅。
优选的，所述硝化酸混合物-4F腐蚀液由以下体积百分比的成分组成：60-65％HNO3、0.3-0.6％的NH4F和HF、10-15％HAC、其余为H2O。
优选的，所述BOE腐蚀液为HF水溶液和NH4F水溶液的混合溶液；所述HF水溶液和NH4F水溶液的体积比为1：7。
优选的，步骤S2和S4中，均通过腐蚀设备进行腐蚀，且腐蚀设备具有鼓泡循环的功能。
优选的，步骤S1和S3中，均通过膜厚仪测量多晶硅和栅氧的厚度。
由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
1、本发明通过先去除多晶硅，再去除栅氧，最后对晶圆表面进行清洗的工艺流程，不仅能够保证多晶硅和栅氧去除干净，对场氧损伤较小，还能够保证返工后的晶圆表面的洁净度，提高返工后产品性能，节约了成本；
2、本发明使用的硝化酸混合物-4F腐蚀液，由于HF含量极少，且含有NH4F作为缓冲剂，因此，能在短时间内将多晶硅均匀的去除干净，大大提高工作效率，且无残留，并且过程中不会对栅氧的厚度造成影响；
3、本发明使用的BOE腐蚀液，由于HF水溶液和NH4F水溶液的体积比为1：7，腐蚀速率较低，能保证去除栅氧的同时，,较好控制下层场氧厚度；
4、本发明在腐蚀过程中，利用循环鼓泡的方式，不需要进行加腐，流程简便，操作简单，对栅氧损伤更低，提高了返工效率。
附图说明
下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：
附图1为本发明中多晶硅、栅氧以及场氧化层在VDMOS中的结构示意图；
附图2为本发明所述的VDMOS多晶硅栅返工工艺的流程图，
其中：1、多晶硅；2、栅氧；3、场氧化层。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1所述，本发明所述的VDMOS多晶硅栅返工工艺的原理为：VDMOS栅极由多晶硅1和氧化硅薄膜(简称栅氧2)组成，在返工时需要将两层薄膜去除干净并重新淀积，并且不能影响场氧化层3厚度，从而保证产品的电学特性。
如图2所述，本发明所述的VDMOS多晶硅栅返工工艺，包含以下步骤：
S1：通过膜厚仪测量返工产品上多晶硅1的厚度；
S2：确认多晶硅1的膜厚后，用硝化酸混合物-4F腐蚀液去除返工产品上的多晶硅1；所述硝化酸混合物-4F腐蚀液由以下体积百分比的成分组成：61％HNO3、04％的NH4F和HF、11.5％HAC其余为H2O；由于HF含量极少，且含有NH4F作为缓冲剂，因此，能在短时间内将多晶硅1均匀的去除干净，无多晶残留，且过程中不会对栅氧2的厚度造成影响；其中多晶硅1的厚度约为8000A，腐蚀速率约为2700A/min，直到多晶硅1的厚度低于10A，才停止腐蚀，腐蚀过程中，利用腐蚀设备的鼓泡循环功能，在浸泡腐蚀的环境下，保证多晶硅1在短时间内均匀去除干净，不需要进行加腐，操作简单。
S3：多晶硅1去除完成后，通过膜厚仪测量返工产品上栅氧2的厚度；
S4：用BOE腐蚀液去除返工产品上的栅氧2；所述BOE腐蚀液为HF水溶液和NH4F水溶液的混合溶液；所述HF水溶液和NH4F水溶液的体积比为1：7，腐蚀速率较低，能保证去除栅氧2的同时对下层场氧厚度控制较好；由于硝化酸混合物-4F腐蚀液并未影响栅氧2厚度，栅氧2厚度约为1000A，腐蚀速率约为950A/min，直到栅氧2的厚度低于10A，才停止腐蚀，腐蚀过程中，同样利用腐蚀设备的鼓泡循环功能，保证栅氧2能在规定时间去除干净，且不影响场氧化层3的厚度；
S5：多晶硅1和氧化硅薄膜去除完成，使用FSI清洗设备对晶圆进行清洗，保证晶圆表面无化学残留、无颗粒；
S6：最后重新淀积栅氧2和多晶硅1。
以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。
Claims (5)
1.一种VDMOS多晶硅栅返工工艺，其特征在于：包含以下步骤：
S1：测量返工产品上多晶硅的厚度；
S2：用硝化酸混合物-4F腐蚀液去除返工产品上的多晶硅；
S3：测量返工产品上栅氧的厚度；
S4：用BOE腐蚀液去除返工产品上的栅氧；
S5：使用FSI清洗设备对晶圆进行清洗，去除颗粒；
S6：重新淀积栅氧和多晶硅。
2.根据权利要求1所述的VDMOS多晶硅栅返工工艺，其特征在于：所述硝化酸混合物-4F腐蚀液由以下体积百分比的成分组成：60-65％HNO3、0.3-0.6％的NH4F和HF、10-15％HAC、其余为H2O。
3.根据权利要求1所述的VDMOS多晶硅栅返工工艺，其特征在于：所述BOE腐蚀液为HF水溶液和NH4F水溶液的混合溶液；所述HF水溶液和NH4F水溶液的体积比为1：7。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的VDMOS多晶硅栅返工工艺，其特征在于：步骤S2和S4中，均通过腐蚀设备进行腐蚀，且腐蚀设备具有鼓泡循环的功能。
5.根据权利要求4所述的VDMOS多晶硅栅返工工艺，其特征在于：步骤S1和S3中，均通过膜厚仪测量多晶硅和栅氧的厚度。
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