[发明专利]一种防止图案缺失的方法及其晶圆制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造方法，尤其涉及一种防止图案缺失的方法。

背景技术

多晶硅步骤是芯片制造过程的重要环节，如图1所示，在现有技术中，这个过程包括在晶圆101一表面上生长多晶硅层102，然后扩散形成掩膜层103、103’，再生长保护层104，去除晶圆背面所不需要的掩膜层103’，再去除保护层104，最后进行掩膜层和多晶硅层的刻蚀/光刻，形成电路图案。如图1所示，其中的掩膜层103、103’以氮化硅（SiN）为例，保护层104以氧化硅（SiO₂）为例进行说明。

在步骤S1中，在晶圆101的一个表面上形成多晶硅层102，相对于多晶硅层的另一侧成为晶圆101的背面。

步骤S2中，采用炉管扩散（Diffusion）的方法生成氮化硅掩膜层103、103’，这里，形成的氮化硅的厚度为1400-1600埃。氮化硅掩膜层的作用是为多晶硅层的光刻提供防反射层，使得其覆盖住的部分不被刻蚀，而刻蚀其没有覆盖的部分，从而形成所需的电路图案。由于炉管生长的特点是在晶圆101的正面和背面都生成氮化硅，而背面的氮化硅是不需要的，会产生不必要的应力，所以需要去除。因此，需要在所需要保留的正面氮化硅层103的表面形成保护层，再将背面不需要的氮化硅层103’去除。

在步骤S3中，通过CVD气相沉积法在正面氮化硅层103的表面形成二氧化硅保护层104。由于CVD方法能够只在晶圆101的一个表面上形成保护层，因而，在该步骤中，不会在晶圆101的背面形成保护层，而暴露出需要去除的氮化硅层103’。

在接下来的步骤S4中，将晶圆101进行酸洗，去除氮化硅103’。通常采用不与氧化硅反应而只与氮化硅反应的磷酸作为清洗液，将晶圆放入磷酸溶液中浸泡，即可去除所不需要的氮化硅层103’。如上所述的，如果晶圆101正面的氮化硅103没有氧化硅104的保护，会在酸洗步骤一同被去除，这正是氧化硅的作用。在步骤S5中，再去除保护层104。在步骤S6中对晶圆进曝光和刻蚀，形成电路图案。

如图2A和2B所示，在现有技术中，由于CVD生长方法非常容易产生膜层内颗粒(in-filmparticle)1100，现有工艺中所产生的SiO₂厚度通常只有2000埃，而比较大的膜层内颗粒会纵向贯穿SiO₂，并且和SiN层接触，图2A示出了在步骤S3和S4中形成膜层内颗粒的晶圆截面结构示意图。因此，在下一步进行磷酸酸洗去除SiO₂层的时候，磷酸会腐蚀掉膜层内颗粒,然后与SiN接触并腐蚀SiN，形成图案缺失（pattern missing），图2B示出了该膜层内颗粒导致图案缺失的照片，该膜层内颗粒最终导致SiN的腐蚀，甚至晶圆的报废。

因此提供一种防止膜层内颗粒导致图案缺失的方法具有非常重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提出一种防止图案缺失的方法，能够有效地避免图案缺失（pattern missing）。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种防止图案缺失的方法，依次包括：在晶圆的一个表面上生长多晶硅层；在多晶硅层表面形成掩膜层；在多晶硅层表面形成的掩膜层上形成厚度为4000埃以上的保护层；去除多余掩膜层；去除保护层。其中，掩膜层的厚度在4000埃至6000埃之间，例如，可以是4000埃、4500埃、5000埃、5500埃或6000埃。掩膜层为氮化硅（SiN）层，也可以是氮氧化硅（SiON）层；并且保护层为SiO₂层。采用炉管扩散方法在多晶硅层表面和晶圆的背面均生成掩膜层。采用CVD气相沉积方法生成保护层。采用化学机械抛光法去除保护层。

本发明还提供了一种防止图案缺失的晶圆制造方法，依次包括：在晶圆上的一个表面上生长多晶硅层；在多晶硅层上形成掩膜层；在掩膜层上形成大于4000埃的保护层；去除晶圆背面的掩膜层；去除保护层；刻蚀晶圆形成电路图案。其中，保护层的厚度在4000埃至6000埃之间，例如，可以是4000埃、4500埃、5000埃、5500埃或6000埃。掩膜层为氮化硅或氮氧化硅，并且所述保护层为氧化硅。采用炉管扩散方法生成所述掩膜层。采用CVD气相沉积法生成保护层。将晶圆浸入酸性溶液清洗晶圆的保护层。采用化学机械抛光法去除所述保护层。

本发明提供的方法，科学有效的避免了图案缺失的问题，尤其是掩膜层图案缺失的问题，而且不会增加工艺时间和生产成本。

附图说明

图1是现有技术中晶圆加工过程的示意图。