晶圆的清洗方法及去除氮化硅层和氮氧化硅层的方法.pdf

1、10申请公布号CN102085518A43申请公布日20110608CN102085518ACN102085518A21申请号200910251364622申请日20091203B08B3/08200601C11D7/0820060171申请人无锡华润上华半导体有限公司地址214028江苏省无锡市国家高新技术产业开发区汉江路5号申请人无锡华润上华科技有限公司72发明人曹玉武74专利代理机构北京集佳知识产权代理有限公司11227代理人李丽54发明名称晶圆的清洗方法及去除氮化硅层和氮氧化硅层的方法57摘要一种晶圆的清洗方法，所述方法包括提供晶圆，所述晶圆中形成有隔离结构，所述晶圆上形成有氮化硅层、

2、及位于所述氮化硅层上的氮氧化硅层；采用氢氟酸溶液去除氮氧化硅层；其中，所述氢氟酸溶液中，氢氟酸与水的体积比为1701110。本发明还提供一种去除氮化硅层和氮氧化硅层的方法，包括提供结构，所述结构形成有待去除的氮化硅层，及位于所述氮化硅层表面上待去除的氮氧化硅层；采用氢氟酸溶液去除氮氧化硅层；其中，所述氢氟酸溶液中，氢氟酸与水的体积比为1701110。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4页附图3页CN102085521A1/1页21一种晶圆的清洗方法，所述方法包括提供晶圆，所述晶圆中形成有隔离结构，所述晶圆上形成有氮化硅层、及位于所述氮化硅层上的氮

3、氧化硅层；采用氢氟酸溶液去除氮氧化硅层；其特征在于，所述氢氟酸溶液中，氢氟酸与水的体积比为1701110。2根据权利要求1所述的晶圆的清洗方法，其特征在于，所述采用氢氟酸溶液去除氮氧化硅层时为室温。3根据权利要求1所述的晶圆的清洗方法，其特征在于，所述氢氟酸溶液去除氮氧化硅层时的去除速率为每分钟20404根据权利要求1所述的晶圆的清洗方法，其特征在于，所述隔离结构为浅沟槽隔离结构、场氧隔离结构或局域氧化隔离结构。5根据权利要求1所述的晶圆的清洗方法，其特征在于，所述氮氧化硅层的厚度约为2003006根据权利要求1所述的晶圆的清洗方法，还包括采用磷酸溶液去除氮化硅层，所述磷酸溶液中，磷酸与水的体

4、积比为8010090100。7一种去除氮化硅层和氮氧化硅层的方法，所述方法包括提供结构，所述结构包括氮化硅层，及位于所述氮化硅层表面上的氮氧化硅层；采用氢氟酸溶液去除氮氧化硅层；其特征在于，所述氢氟酸溶液中，氢氟酸与水的体积比为1701110。8根据权利要求7所述的晶圆的清洗方法，其特征在于，所述采用氢氟酸溶液去除氮氧化硅层时的温度为室温。9根据权利要求7所述的去除方法，其特征在于，所述氢氟酸溶液去除氮氧化硅层时的去除速率为每分钟204010根据权利要求7所述的晶圆的清洗方法，还包括采用磷酸溶液去除氮化硅层，所述磷酸溶液中的磷酸与水的体积比为8010090100。权利要求书CN10208551

5、8ACN102085521A1/4页3晶圆的清洗方法及去除氮化硅层和氮氧化硅层的方法技术领域0001本发明涉及半导体制造工艺，特别涉及晶圆的清洗方法及去除氮化硅层和氮氧化硅层的方法。背景技术0002半导体器件中，通常形成有隔离结构，以使得不同元件之间相互隔离。其中，所述隔离结构包括浅沟槽隔离结构、场氧隔离结构、局域氧化隔离结构等。0003在申请号2004100256353的中国专利申请提供了一种形成浅沟槽隔离结构的方法，包括如图1所示，首先，在半导体衬底100上依次形成氧化层101与氮化硅层102，其中，所述氧化层101作为中间粘接层，为了解决半导体衬底100与后续形成的氮化硅层102之间的应

6、力问题，所述氮化硅层102作为硬掩膜层；通过光刻工艺定义出浅沟槽隔离结构的图形后，依序进行氮化硅层102、氧化层101的刻蚀，以形成浅沟槽图中未标示。所述浅沟槽的深度在300NM700NM之间；接着，以化学气相沉积法CHEMICALVAPORDEPOSITIN，CVD沉积氧化物填充在浅沟槽内；最后以化学机械研磨抛光CHEMICALVAPORDEPOSTION，CMP工艺去除表面多余的填充氧化物，形成所述浅沟槽隔离结构104。0004上述浅沟槽隔离结构形成以后，需要去除所述氮化硅层102，以进行后续制作步骤。但是，由于所述形成浅沟槽隔离结构过程是在高温下进行的，因此在氮化硅层102表面会因高温氧

7、化形成有一层氮氧化硅层。如图2所示，所述氮氧化硅层103覆盖在氮化硅层102的表面，阻碍氮化硅层102的去除，即阻碍去除氮化硅层102的试剂如磷酸和氮化硅层102产生反应。因此在进行氮化硅层102去除前，必须增加一去除氮氧化硅层103的程序才能使氮化硅层102暴露在外并与磷酸等产生反应。发明内容0005本发明解决的问题是提供一种晶圆的清洗方法及去除氮化硅层和氮氧化硅层的方法，增强清洗效果，提高晶圆质量。0006为解决上述问题，本发明提供了一种晶圆的清洗方法，所述方法包括0007提供晶圆，所述晶圆中形成有隔离结构，所述晶圆上形成有氮化硅层、及位于所述氮化硅层上的氮氧化硅层；0008采用氢氟酸溶液

8、去除氮氧化硅层；0009其中，所述氢氟酸溶液中，氢氟酸与水的体积比为1701110。0010可选的，所述采用氢氟酸溶液去除氮氧化硅层时为室温。0011可选的，所述氢氟酸溶液去除氮氧化硅层时的去除速率为每分钟20400012可选的，所述隔离结构为浅沟槽隔离结构、场氧隔离结构或局域氧化隔离结构。0013可选的，所述氮氧化硅层的厚度约为2003000014可选的，还包括采用磷酸溶液去除氮化硅层，所述磷酸溶液中，磷酸与水的体积比为8010090100。说明书CN102085518ACN102085521A2/4页40015本发明还提供一种去除氮化硅层和氮氧化硅层的方法，所述方法包括0016提供结构，所

9、述结构包括氮化硅层，及位于所述氮化硅层表面上的氮氧化硅层；0017采用氢氟酸溶液去除氮氧化硅层；。0018其中，所述氢氟酸溶液中，氢氟酸与水的体积比为1701110。0019可选的，所述采用氢氟酸溶液去除氮氧化硅层时的温度为室温。0020可选的，所述氢氟酸溶液去除氮氧化硅层时的去除速率为每分钟20400021可选的，还包括采用磷酸溶液去除氮化硅层，所述磷酸溶液中的磷酸与水的体积比为8010090100。0022与现有技术相比，上述方案具有以下优点本发明方法在晶圆清洗过程中，首先采用氢氟酸溶液去除氮化硅层上的氧化物，即氮氧化硅，使氮化硅层暴露在外，然后再进行氮化硅层的清洗。所述方法增强了清洗的效

10、果，提高晶圆质量。附图说明0023图1至图2是现有技术中形成有隔离结构的晶圆结构示意图；0024图3是本发明一个实施例的晶圆的清洗方法流程示意图；0025图4是形成有氮化硅层和氮氧化硅层的结构示意图；0026图5是本发明一个实施例的去除氮化硅层和氮氧化硅层的方法流程示意图。具体实施方式0027本发明提供一种晶圆清洗方法，在晶圆清洗过程中，首先采用氢氟酸溶液去除氮化硅层上的氧化物，即氮氧化硅，使氮化硅层暴露在外，然后再进行氮化硅层的清洗。所述方法增强了清洗的效果，提高晶圆质量。其中，所述氢氟酸溶液中，氢氟酸与水的体积比为1701110。0028为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下

11、面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。0029在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广。因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。0030图3为本发明一个实施例的晶圆的清洗方法流程示意图，包括0031执行步骤S101，提供晶圆，所述晶圆中形成有隔离结构，所述晶圆上形成有氮化硅层、及位于所述氮化硅层上的氮氧化硅层；0032执行步骤S102，采用氢氟酸溶液去除氮氧化硅层；0033执行步骤S103，采用去离子水对所述晶圆进行清洗；0034执行步骤S104，采用磷酸溶液去除氮化硅层；

12、0035执行步骤S105，采用去离子水对所述晶圆进行清洗；0036执行步骤S106，对所述晶圆进行干燥。0037其中，所述氢氟酸溶液中，氢氟酸与水的体积比为1701110。0038以下作为一个实施例，对本发明晶圆清洗方法加以详细说明。0039提供晶圆，如图2所示的，包括半导体衬底100、依次位于所述半导体衬底100上说明书CN102085518ACN102085521A3/4页5的氧化层101和氮化硅层102，及因高温氧化而在氮化硅层102表面上形成的氮氧化硅层103。所述晶圆中还形成有隔离结构104，所述隔离结构104用于对待形成的半导体元件之间的隔离。0040其中，所述氮氧化硅层103的厚

13、度约为200300所述隔离结构104为浅沟槽隔离结构、场氧隔离结构或局域氧化隔离结构。0041将所述待清洗的晶圆置放于氢氟酸溶液槽中，利用氢氟与氮氧化硅层的反应，去除氮氧化硅层。所述氢氟酸溶液中，氢氟酸与水的体积比为1701110。采用的氢氟酸溶液槽的设备为全自动腐蚀设备，浸泡时间为1020MIN，浸泡温度为室温。具体的，所述浸泡时间与氮氧化硅的厚度及氢氟酸的浓度有关，所述氢氟酸的刻蚀速率为每分钟20400042作为一个实施例，氢氟酸溶液槽中，所述氢氟酸与水的体积比为180。0043作为另一个实施例，氢氟酸溶液槽中，所述氢氟酸与水的体积比为190。0044作为再一个实施例，氢氟酸溶液槽中，所述

14、氢氟酸与水的体积比为1100。0045进行氢氟酸溶剂去除氮氧化硅层之后，将所述晶圆放入去离子水中，对所述晶圆进行清洗。浸泡清洗时间为1018MIN。0046去离子水清洗之后，直接将所述晶圆放入磷酸溶液槽中，进行氮化硅层的去除。所述磷酸溶液中，磷酸与水的体积比为8010090100。0047采用的磷酸溶液槽的设备为全自动腐蚀设备。浸泡时间为4080MIN，浸泡温度为150170。0048进行磷酸溶剂去除氮化硅层之后，将所述晶圆置放于去离子水中，对所述晶圆进行清洗，浸泡时间为1018MIN。0049最后，对所述晶圆进行干燥。所述干燥设备为滚桶式甩干机，干燥时间为520MIN。0050本发明还提供一

15、种去除氮化硅层和氮氧化硅层的方法，如图5所示，包括0051执行步骤S201，提供结构，所述结构包括氮化硅层，及位于所述氮化硅层表面上的氮氧化硅层；0052执行步骤S202，采用氢氟酸溶液去除氮氧化硅层；0053执行步骤S203，采用去离子水对所述结构进行清洗；0054执行步骤S204，采用磷酸溶液去除氮化硅层；0055执行步骤S205，采用去离子水对所述结构进行清洗；0056执行步骤S206，对所述结构进行干燥。0057其中，所述氢氟酸溶液中，氢氟酸与水的体积比为1701110。0058以下作为一个实施例，对本发明去除氮化硅层和氮氧化硅层的方法加以详细说明。0059提供结构，如图4所示的，包括

16、半导体衬底200、依次位于所述半导体衬底200上的氧化层201、氮化硅层202，氮氧化硅层203。其中，所述氮氧化硅层103的厚度约为2003000060将所述结构置放于氢氟酸溶液槽中，利用氢氟与氮氧化硅层的反应，去除氮氧化硅层203。所述氢氟酸溶液中，氢氟酸与水的体积比为1701110。采用的氢氟酸说明书CN102085518ACN102085521A4/4页6溶液槽的设备为全自动腐蚀设备，浸泡时间为1020MIN，浸泡温度为室温。具体地，所述浸泡时间与氮氧化硅的厚度及氢氟酸的浓度有关，所述氢氟酸的刻蚀速率为每分钟20400061作为一个实施例，氢氟酸溶液槽中，所述氢氟酸与水的体积比为185

17、。0062作为另一个实施例，氢氟酸溶液槽中，所述氢氟酸与水的体积比为195。0063作为再一个实施例，氢氟酸溶液槽中，所述氢氟酸与水的体积比为1105。0064进行氢氟酸溶剂去除氮氧化硅层之后，将所述结构置放于去离子水中，对所述结构进行清洗，浸泡清洗时间为1018MIN，所述氢氟酸的刻蚀速率为每分钟20400065去离子水清洗之后，将所述结构放入磷酸溶液槽中，进行氮化硅层的去除。所述磷酸溶液中，磷酸与水的体积比为8010090100。0066采用的磷酸溶液槽的设备为全自动腐蚀设备，浸泡时间为4080MIN，浸泡温度为150170。0067进行磷酸溶剂去除氮化硅层之后，将所述结构置放于去离子水中

18、，对所述结构进行清洗，浸泡清洗时间为1018MIN。0068最后，对所述结构进行干燥。所述干燥设备为滚桶式甩干机，干燥时间为520MIN。0069本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。说明书CN102085518ACN102085521A1/3页7图1图2说明书附图CN102085518ACN102085521A2/3页8图3图4说明书附图CN102085518ACN102085521A3/3页9图5说明书附图CN102085518A