CN117012620A - 改善晶背清洗的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种改善晶背清洗的方法，提供晶圆，晶圆的正面形成有自下而上依次堆叠的第一垫氧化层、浅沟槽隔离氧化层和第一无定形硅层，晶圆的背面形成有第二垫氧化层以及位于第二垫氧化层上的第二无定形硅层；在第一无定形硅层上形成硬掩膜层；将晶圆的正面固定在承载台上的旋转座上，之后利用是旋转座带动晶圆旋转，利用喷头向晶圆的背面喷洒清洗液，利用背面管路向晶圆的正面喷保护气体，使得第二无定形硅层去除，第一无定形硅不被清洗液刻蚀。本发明加快晶圆的转速以及增加保护气体的流量，改善了清洗液反溅到晶圆边缘上对第一无定形硅刻蚀刻蚀的现象，使得晶圆上的第一无定形硅刻蚀不被损伤。
Description
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及一种改善晶背清洗的方法。
背景技术
在先进节点中，炉管成膜的无定形硅A-Si(Amorphous Silicon)多次使用，炉管成膜的A-Si在晶背也会生长，需要对应的清洗晶背A-Si制程。目前，A-Si生长成膜后下一步工艺为湿法蚀刻清洗晶背，A-Si晶背清洗溶液主要采用DHF与NH4OH。清洗背面时，利用晶圆(wafer)正面吹N2以及清洗转动时溶液离心力，防止清洗溶液反溅到晶圆正面。
但是，清洗晶背时，无法避免有少量的清洗溶液会反溅到晶圆正面边缘区域，反溅的NH4OH溶液会蚀晶圆边缘的A-Si造成损失，进而成为缺陷源，影响良率的提升。
具体地，其工艺流程如下：
步骤一、请参阅图1，提供晶圆103，晶圆103的正面形成有自下而上依次堆叠的第一垫氧化层104、浅沟槽隔离氧化层105和第一无定形硅层106，晶圆103的背面形成有第二垫氧化层102以及位于第二垫氧化层102上的第二无定形硅层101；
步骤二、将晶圆103的正面固定在承载台上的旋转座上，旋转座上设置有晶圆103固定装置，晶圆103固定装置可通过夹持、静电吸附或真空吸附等方式将晶圆103固定在旋转座上，之后利用是旋转座带动晶圆103旋转，利用喷头向晶圆103的背面喷洒清洗液108，利用背面管路向晶圆103的正面喷保护气体109，使得第二无定形硅层101去除，形成如图2所示的结构；
步骤三、在第一无定形硅层106上形成硬掩膜层，形成如图3所示的结构。
为解决上述问题，需要提出一种新型的改善晶背清洗的方法。
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改善晶背清洗的方法，用于解决现有技术中清洗晶背时，无法避免有少量的清洗溶液会反溅到晶圆正面边缘区域，反溅的NH4OH溶液会蚀晶圆边缘的A-Si造成损失，进而成为缺陷源，影响良率的提升的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种改善晶背清洗的方法，包括：
步骤一、提供晶圆，所述晶圆的正面形成有自下而上依次堆叠的第一垫氧化层、浅沟槽隔离氧化层和第一无定形硅层，所述晶圆的背面形成有第二垫氧化层以及位于所述第二垫氧化层上的第二无定形硅层；
步骤二、在所述第一无定形硅层上形成硬掩膜层；
步骤三、将所述晶圆的正面固定在承载台上的旋转座上，之后利用是旋转座带动所述晶圆旋转，利用喷头向所述晶圆的背面喷洒清洗液，利用背面管路向所述晶圆的正面喷保护气体，使得所述第二无定形硅层去除，所述第一无定形硅不被所述清洗液刻蚀。
优选地，步骤一中的所述晶圆的材料为硅。
优选地，步骤二中的所述硬掩膜层的材料为氮化硅。
优选地，步骤二中利用化学气相沉积的方法形成所述硬掩膜层。
优选地，步骤三中利用喷头向所述晶圆的背面喷洒清洗液的方法包括：首先喷洒DHF溶液，之后喷洒NH4OH溶液。
优选地，步骤三中利用所述背面管路向所述晶圆的正面的中心处喷保护气体。
优选地，步骤三中的所述保护气体为氮气。
优选地，步骤三中的所述旋转座带动所述晶圆旋转的转速为800至1200rmp/min。
优选地，步骤三中的所述保护气体的气体流量为230至270L/min。
如上所述，本发明的改善晶背清洗的方法，具有以下有益效果：
本发明利用湿法蚀刻工艺特点，在保证晶背清洗干净的同时，加快晶圆的转速以及增加保护气体的流量，改善了清洗液反溅到晶圆边缘上对第一无定形硅刻蚀刻蚀的现象；利用湿法蚀刻溶液对不同材料的选择性，调整工艺顺序，使得晶圆上的第一无定形硅刻蚀不被损伤。
附图说明
图1显示为现有技术的待清洗晶圆结构示意图；
图2显示为现有技术的晶圆正面受损示意图；
图3显示为现有技术的形成硬掩膜层示意图；
图4显示为本发明的工艺流程示意图；
图5显示为本发明的待清洗晶圆结构示意图；
图6显示为本发明的形成硬掩膜层示意图；
图7显示为本发明的晶圆清洗示意图；
图8显示为本发明的晶圆清洗后结构示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅图4，本发明提供一种改善晶背清洗的方法，包括：
步骤一、请参阅图5，提供晶圆203，晶圆203的正面形成有自下而上依次堆叠的第一垫氧化层204、浅沟槽隔离氧化层205和第一无定形硅层206，晶圆203的背面形成有第二垫氧化层202以及位于第二垫氧化层202上的第二无定形硅层201，第一、二垫氧化层和浅沟槽隔离层的材料均为二氧化硅，通常可由热氧化或化学气相沉积的方法形成，也可以采用其他方式形成，此处不作具体限定；
在一种可选的实施方式中，步骤一中的晶圆203的材料为硅。
步骤二、请参阅图6，在第一无定形硅层206上形成硬掩膜层，即相对于现有技术中首先清洗去除第二无定形硅层201，之后在第一无定形硅层206上形成掩膜层，在清洗去除第二无定形硅层201之前形成硬掩膜层，其起到了对第一无定形硅的保护作用，在之后的清洗过程中，能够避免清洗液208反溅对于晶圆203边缘上的第一无定形硅刻蚀；
在一种可选的实施方式中，步骤二中的硬掩膜层的材料为氮化硅。
在一种可选的实施方式中，步骤二中利用化学气相沉积的方法形成硬掩膜层。
步骤三、请参阅图7，将晶圆203的正面固定在承载台上的旋转座上，旋转座上设置有晶圆203固定装置，晶圆203固定装置可通过夹持、静电吸附或真空吸附等方式将晶圆203固定在旋转座上，之后利用是旋转座带动晶圆203旋转，利用喷头向晶圆203的背面喷洒清洗液208，利用背面管路向晶圆203的正面喷保护气体209，使得第二无定形硅层201去除，第一无定形硅不被清洗液208刻蚀，形成如图8所示的结构。即利用湿法蚀刻工艺特点，在保证晶背清洗干净的同时，加快晶圆203的转速以及增加保护气体209的流量，改善了清洗液208反溅到晶圆203边缘上对第一无定形硅刻蚀刻蚀的现象；利用湿法蚀刻溶液对不同材料的选择性，调整工艺顺序，使得晶圆203上的第一无定形硅刻蚀不被损伤。
在一种可选的实施方式中，步骤三中利用喷头向晶圆的背面喷洒清洗液208的方法包括：首先喷洒DHF溶液，之后喷洒NH4OH溶液。
在一种可选的实施方式中，步骤三中利用背面管路向晶圆203的正面的中心处喷保护气体209。
在一种可选的实施方式中，步骤三中的保护气体209为氮气。
在一种可选的实施方式中，步骤三中的旋转座带动晶圆203旋转的转速为800至1200rmp/min，例如800rmp/min，900rmp/min，1000rmp/min，1100rmp/min，1200rmp/min。
在一种可选的实施方式中，步骤三中的保护气体209的气体流量为230至270L/min，例如230L/min，240L/min，250L/min，260L/min，270L/min。
需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
综上所述，本发明利用湿法蚀刻工艺特点，在保证晶背清洗干净的同时，加快晶圆的转速以及增加保护气体的流量，改善了清洗液反溅到晶圆边缘上对第一无定形硅刻蚀刻蚀的现象；利用湿法蚀刻溶液对不同材料的选择性，调整工艺顺序，使得晶圆上的第一无定形硅刻蚀不被损伤。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (9)
1.一种改善晶背清洗的方法，其特征在于，至少包括：
步骤一、提供晶圆，所述晶圆的正面形成有自下而上依次堆叠的第一垫氧化层、浅沟槽隔离氧化层和第一无定形硅层，所述晶圆的背面形成有第二垫氧化层以及位于所述第二垫氧化层上的第二无定形硅层；
步骤二、在所述第一无定形硅层上形成硬掩膜层；
步骤三、将所述晶圆的正面固定在承载台上的旋转座上，之后利用是旋转座带动所述晶圆旋转，利用喷头向所述晶圆的背面喷洒清洗液，利用背面管路向所述晶圆的正面喷保护气体，使得所述第二无定形硅层去除，所述第一无定形硅不被所述清洗液刻蚀。
2.根据权利要求1所述的改善晶背清洗的方法，其特征在于：步骤一中的所述晶圆的材料为硅。
3.根据权利要求1所述的改善晶背清洗的方法，其特征在于：步骤二中的所述硬掩膜层的材料为氮化硅。
4.根据权利要求3所述的改善晶背清洗的方法，其特征在于：步骤二中利用化学气相沉积的方法形成所述硬掩膜层。
5.根据权利要求1所述的改善晶背清洗的方法，其特征在于：步骤三中利用喷头向所述晶圆的背面喷洒清洗液的方法包括：首先喷洒DHF溶液，之后喷洒NH4OH溶液。
6.根据权利要求1所述的改善晶背清洗的方法，其特征在于：步骤三中利用所述背面管路向所述晶圆的正面的中心处喷保护气体。
7.根据权利要求1所述的改善晶背清洗的方法，其特征在于：步骤三中的所述保护气体为氮气。
8.根据权利要求1所述的改善晶背清洗的方法，其特征在于：步骤三中的所述旋转座带动所述晶圆旋转的转速为800至1200rmp/min。
9.根据权利要求1或7所述的改善晶背清洗的方法，其特征在于：步骤三中的所述保护气体的气体流量为230至270L/min。
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