防止磷摻雜硅氧化膜表面產生晶體狀缺陷的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及集成電路制造領域，特別涉及一種防止磷摻雜硅氧化膜表面產生晶體狀缺陷的方法。
【背景技術】
[0002]在半導體器件制造工藝中，當表面淀積有磷摻雜硅氧化膜，例如:磷硅玻璃(phosphorous silica glass,PSG)的晶圓暴露在含有水汽的環境中時，晶圓表面容易形成晶狀體的沉淀物，且隨著時間的推移，沉淀物會越來越多，從而在硅氧化膜表面形成嚴重的晶體狀缺陷。這些晶體缺陷在后續的刻蝕過程中，會使晶圓表面形成通孔或溝渠，影響了晶圓的良率。
[0003]為此，如何防止磷摻雜硅氧化膜表面產生晶體狀缺陷，實為一重要課題。
【發明內容】
[0004]本發明提供一種防止磷摻雜硅氧化膜表面產生晶體狀缺陷的方法，以防止磷摻雜硅氧化膜表面產生晶體狀缺陷。
[0005]為解決上述技術問題，本發明提供一種防止磷摻雜硅氧化膜表面產生晶體狀缺陷的方法，包括:
[0006]提供一表面形成有磷摻雜娃氧化膜的晶圓；
[0007]采用pH值介于5?7的弱酸對該晶圓執行一清洗步驟。
[0008]可選的，在所述的防止磷摻雜硅氧化膜表面產生晶體狀缺陷的方法中，所述弱酸的pH值介于6?7之間。
[0009]可選的，在所述的防止磷摻雜硅氧化膜表面產生晶體狀缺陷的方法中，所述磷摻雜硅氧化膜是磷硅玻璃。
[0010]可選的，在所述的防止磷摻雜硅氧化膜表面產生晶體狀缺陷的方法中，所述磷摻雜硅氧化膜是摻磷的氮氧化硅。
[0011]可選的，在所述的防止磷摻雜硅氧化膜表面產生晶體狀缺陷的方法中，所述弱酸是碳酸。
[0012]可選的，在所述的防止磷摻雜硅氧化膜表面產生晶體狀缺陷的方法中，采用pH值介于5?7的弱酸對該晶圓執行一清洗步驟中，將表面形成有磷摻雜硅氧化膜的晶圓置于晶圓擦洗裝置中清洗，并于清洗過程中不斷向去離子水中通入二氧化碳，形成PH值介于5?7的碳酸。
[0013]可選的，在所述的防止磷摻雜硅氧化膜表面產生晶體狀缺陷的方法中，采用化學氣相淀積工藝在晶圓上形成磷摻雜硅氧化膜。
[0014]可選的，在所述的防止磷摻雜硅氧化膜表面產生晶體狀缺陷的方法中，采用高密度等離子體化學氣相淀積工藝在晶圓上形成磷摻雜硅氧化膜。
[0015]可選的，在所述的防止磷摻雜硅氧化膜表面產生晶體狀缺陷的方法中，所述磷摻雜硅氧化膜用作金屬前介電絕緣層。
[0016]與現有技術相比，本發明在晶圓表面完成磷摻雜硅氧化膜的淀積后，采用pH值介于5?7的弱酸對該晶圓執行一清洗步驟，采用該方法可使磷離子與弱酸電解產生的氫離子結合形成磷酸，從而磷酸在清洗過程中可直接揮發掉或者被水沖洗掉，有效減少了晶圓表面磷離子的數量，使得清洗后的晶圓即使長時間暴露在含有水汽的環境中也不會形成晶體狀缺陷。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發明實施例的防止磷摻雜硅氧化膜表面產生晶體狀缺陷的方法的流程示意圖；
[0018]圖2為采用本發明實施例的防止磷摻雜硅氧化膜表面產生晶體狀缺陷的方法前后的晶體狀缺陷數量示意圖。
【具體實施方式】
[0019]在【背景技術】中已經提及，當表面淀積有磷摻雜硅氧化膜的晶圓暴露在含有水汽的環境中時，在很短的時間內(一般幾個小時)，晶圓表面會形成晶體狀缺陷，導致晶圓產率的下降。經本申請發明人長期研究發現，產生此缺陷的原因是磷摻雜硅氧化膜中的磷離子和水汽反應后形成晶狀體的沉淀物。為了減少晶體狀缺陷的產生，現有的方法是盡可能縮短磷摻雜硅氧化膜淀積后后一道工序之間的等待時間(Q-time)，一般將該時間控制在3小時以內。然而，對于大批量生產而言，Q-time的長短是很難控制的，因此在實際應用中還是無法避免晶體狀缺陷的產生。為此，本發明提供一種防止磷摻雜硅氧化膜表面產生晶體狀缺陷的方法，在晶圓表面完成磷摻雜硅氧化膜的淀積后，采用PH值介于5?7的弱酸對該晶圓執行一清洗步驟。采用該方法可使磷離子與弱酸電解產生的氫離子結合形成磷酸，從而磷酸在清洗過程中可直接揮發掉或者被水沖洗掉，有效減少了晶圓表面磷離子的數量，使得清洗后的晶圓即使長時間暴露在含有水汽的環境中也不會形成晶體狀缺陷。
[0020]如圖1所示，本發明實施例的防止磷摻雜硅氧化膜表面產生晶體狀缺陷的方法，包括:
[0021]步驟SlOO:提供一表面形成有磷摻雜硅氧化膜的晶圓；
[0022]步驟SllO:采用pH值介于5?7的弱酸對該晶圓執行一清洗步驟。
[0023]本發明的方法主要是在晶圓表面完成磷摻雜硅氧化膜的淀積后，采用pH值介于5?7的弱酸對該晶圓執行一清洗步驟。較佳地，可將弱酸的pH值控制在6?7以內，保證較佳的清洗效果的同時不會對晶圓上的器件產生其它不良影響。
[0024]于本發明一較佳實施例中，所述弱酸是碳酸。具體地說，將表面淀積有磷硅玻璃(phosphorous silica glass,PSG)的晶圓置于晶圓擦洗裝置(wafer scrubber)中清洗，并于清洗過程中不斷向去離子水中通入二氧化碳，形成PH值介于5?7的碳酸。由于碳酸電解產生氫離子:H2C03 — H++HC03-，氫離子與磷離子結合形成磷酸，使得磷酸在清洗過程中直接揮發掉或者被水沖洗掉，從而大大減少了晶圓表面殘留的磷離子數量，避免晶體狀缺陷的產生。
[0025]如圖2所示，實驗結果表明，采用pH值介于5?7的弱酸對晶圓清洗后晶圓表面的晶體狀缺陷的數量大幅減少，可知，采用本發明的方法可有效避免晶圓表面晶體狀缺陷的產生，即使將清洗后的晶圓長時間暴露在含有水汽的環境中缺陷也很少甚至不會形成缺陷。
[0026]該方法適用于各類磷摻雜硅氧化膜，包括但不限于磷硅玻璃(PSG)、硼磷硅玻璃(BPSG)、摻磷的氮氧化娃(S1N-P)的表面處理,能廣泛應用于半導體制造工藝。
[0027]其中，所述晶圓上的磷摻雜硅氧化膜可采用化學氣相淀積工藝形成，例如，采用高密度等離子體化學汽相淀積生長磷硅玻璃。
[0028]利用上述方法形成的磷摻雜硅氧化膜，是一種低水汽含量，具有良好的階梯覆蓋能力且兼容平坦化工藝的摻磷的硅氧化膜，特別適用于制作半導體器件的金屬前介電絕緣層(Pre-Metal Dielectric, PMD)。
[0029]顯然，本領域的技術人員可以對發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和范圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬于本發明權利要求及其等同技術的范圍之內，則本發明也意圖包括這些改動和變型在內。
【主權項】
1.一種防止磷摻雜娃氧化膜表面產生晶體狀缺陷的方法，包括: 提供一表面形成有磷摻雜硅氧化膜的晶圓；以及 采用PH值介于5?7的弱酸對該晶圓執行一清洗步驟。
2.如權利要求1所述的防止磷摻雜硅氧化膜表面產生晶體狀缺陷的方法，其特征在于，所述弱酸的PH值介于6?7之間。
3.如權利要求1所述的防止磷摻雜硅氧化膜表面產生晶體狀缺陷的方法，其特征在于，所述磷摻雜娃氧化膜是磷娃玻璃。
4.如權利要求1所述的防止磷摻雜硅氧化膜表面產生晶體狀缺陷的方法，其特征在于，所述磷摻雜硅氧化膜是摻磷的氮氧化硅。
5.如權利要求1所述的防止磷摻雜硅氧化膜表面產生晶體狀缺陷的方法，其特征在于，所述磷摻雜硅氧化膜是硼磷硅玻璃。
6.如權利要求1所述的防止磷摻雜硅氧化膜表面產生晶體狀缺陷的方法，其特征在于，所述弱酸是碳酸。
7.如權利要求6所述的防止磷摻雜硅氧化膜表面產生晶體狀缺陷的方法，其特征在于，采用PH值介于5?7的弱酸對該晶圓執行一清洗步驟中，將表面形成有磷摻雜硅氧化膜的晶圓置于晶圓擦洗裝置中清洗，并于清洗過程中不斷向去離子水中通入二氧化碳，形成pH值介于5?7的碳酸。
8.如權利要求1所述的防止磷摻雜硅氧化膜表面產生晶體狀缺陷的方法，其特征在于，采用化學氣相淀積工藝在晶圓上形成磷摻雜硅氧化膜。
9.如權利要求8所述的防止磷摻雜硅氧化膜表面產生晶體狀缺陷的方法，其特征在于，采用高密度等離子體化學氣相淀積工藝在晶圓上形成磷摻雜硅氧化膜。
10.如權利要求1所述的防止磷摻雜硅氧化膜表面產生晶體狀缺陷的方法，其特征在于，所述磷摻雜硅氧化膜用作金屬前介電絕緣層。
【專利摘要】本發明公開了一種防止磷摻雜硅氧化膜表面產生晶體狀缺陷的方法，采用pH值介于5～7的弱酸對該晶圓執行一清洗步驟，使磷離子與弱酸電解產生的氫離子結合形成磷酸，從而磷酸在清洗過程中可直接揮發掉或者被水沖洗掉，有效減少了晶圓表面磷離子的數量，使得清洗后的晶圓即使長時間暴露在含有水汽的環境中也不會形成晶體狀缺陷。
【IPC分類】H01L21-02
【公開號】CN104576312
【申請號】CN201310524355
【發明人】周碩, 李偉
【申請人】中芯國際集成電路制造(上海)有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2013年10月29日