一种多晶硅栅的表面刻蚀方法与流程

文档序号:20196834发布日期:2020-03-27 20:14阅读:415来源:国知局

本发明涉及多晶硅栅制作技术领域,特别涉及一种多晶硅栅的表面刻蚀方法。



背景技术:

在半导体湿法刻蚀工艺中,热h3po3刻蚀法用于刻蚀si3n4和sion,所使用的热h3po3刻蚀液与去离子水的混合液,其中h3po3的浓度保持在85%—92%,它的工艺温度是150-180℃,由于浓度为85%的h3po3在154℃的时侯就已经达到沸点,所以整个刻蚀相对其它湿法工艺更加复杂和难以控制。但是相比较高浓度的氢氟酸,在高温条件下的热h3po3对于si3n4和sion具有很高的刻蚀选择比,所述业界还是采用热h3po3来刻蚀si3n4和sion。

由于热h3po3刻蚀有很高的温度要求,许多相磁联的参数如热h3po3刻蚀液的浓度、温度、使用寿命等都会对工艺结果产生影响,同时在热h3po3刻蚀之后,si片表面的缺陷也急剧增多,影响si片后续的工艺制程,甚至降产品的可靠性和成品率。到目前为止运用有效清洗方法来降低热h3po3混法刻蚀后的杂质颗粒仍然是一个技术难题。一般采用表面刷洗的方面,但杂质颗粒的去除效果不理想。



技术实现要素:

本发明针对现有技术中热h3po3混法刻蚀后杂质颗粒清洗存在的难题,提供一种可以有效去除多晶硅栅表面杂质去除方法。

本发明的目的是这样实现的,一种多晶硅栅的表面刻蚀方法,氢氟酸刻蚀、溢流清洗氢氟酸、浓h3po3刻蚀,快速排热水清洗浓h3po3、scl湿法清洗表面杂质过程,热水清洗过程和硅片干燥过程。

本发明的杂质去除方法中,根据sion湿法去除后,表面产生的杂质颗粒主要与浓h3po3高黏稠特性有关,硅片在热h3po3的的刻蚀中会有化学反应,生产的副产物会黏附在表面,而且在之后的硅片传递到清洗过程,硅片表面的高黏度h3po3更容易吸附杂质颗粒,而后面的清洗过程只是用于去除硅片表面残留的h3po3,对杂质颗粒的去除没有很大的效果。本发明中在热h3po3刻蚀过程中,硅片表面即使形成了浓缩缺陷以及h3po3残留而粘连颗粒,这时的h3po3也呈现液态,当硅片及时进入scl清洗液中,通过酸碱中和的化学方式实现理解的去除效果,浓缩缺陷和杂质颗粒都可以清洗干净。优选地,所述浓h3po3湿法刻蚀过程包括以下步骤:氢氟酸刻蚀、溢流清洗氢氟酸、浓h3po3刻蚀,快速排热水清洗浓h3po3和硅片干燥过程。

优选地,所述溢流清洗氢氟酸和速排热水清洗浓h3po3均使用超纯水清洗。

优选地,所述scl湿法清洗表面杂质的过程中,所述scl湿法清洗表面杂质的过程中的清洗液为nh4oh、h2o2和h2o的碱性溶液,其中nh4oh、h2o2的质量含量均为20—25%。

具体实施方式

本实施例中的采用200mm硅片,多晶硅栅表面杂质去除方法包括如下过程,将硅片分别经过氢氟酸刻蚀、溢流清洗氢氟酸、浓h3po3刻蚀,快速排热水清洗浓h3po3、快速排热水清洗浓h3po3、scl湿法清洗表面杂质过程,快速排热水清洗过程和硅片干燥过程硅片干燥过程,进行scl湿法清洗表面杂质的过程中所用的清洗液为nh4oh、h2o2和h2o的碱性溶液,其中nh4oh、h2o2的质量含量均为20—25%。

通过上述表面清洗过程,通过kla缺陷扫描仪来测量清洗后表面缺陷效果,如表1中的第3种清洗方式所述,表中还提供了sion掩模层传统湿法制程后表面缺陷数统计如表1中的1种清洗方式sion掩模层传统湿法制程完成后增加一道硅片表面刷洗过程,即通过高压水雾反复冲刷来去除杂质颗粒,清洗后缺陷扫描效果如表1的第2种清洗方式。

经过上述实验结果统计可知,在传统的sion掩模层湿法清洗制程下会产生大量的杂质颗粒,而之后增加硅片表面洗刷,虽然杂质有所减少,但效果并不明显,这是因为在sion刻蚀中产生的杂质颗粒会与残留的h3po3粘合在一起,单纯通过物理方法只能去除部分与硅片粘合不紧密的杂质颗粒,同时,由于残留h3po3已经与硅片表面紧密粘合,通过表面清刷达不到理解的去除效果。而本发明的方法,通过scl湿法清洗,scl清洗液可以将残留的h3po3及杂质颗粒通过酸碱中和的化学方式达到理解的去除效果。

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