[发明专利]一种去除晶圆背面氮化硅薄膜的方法

说明书

本发明提供一种去除晶圆背面氮化硅薄膜的方法，包括：提供硅片，在所述硅片正面生长栅氧层；在所述栅氧层上沉积多晶硅栅；在所述硅片正面和背面同时生长氮化硅薄膜，所述硅片正面的氮化硅薄膜覆盖所述栅氧层和所述多晶硅栅的侧壁，以及覆盖所述多晶硅栅的顶部；在所述硅片正面沉积APF薄膜，覆盖所述多晶硅栅和所述栅氧层；去除硅片背面的氮化硅薄膜；去除硅片正面的APF薄膜。本发明在不损伤晶圆正面图形的情况下去除晶背氮化硅薄膜，从而避免晶背氮化硅膜对快速热退火工艺中测温和热处理过程的影响，有效降低晶圆内和晶圆间的不均匀性。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，特别是涉及一种去除晶圆背面氮化硅薄膜的方法。

背景技术

在传统快速热处理工艺中，WAT和良率的晶圆内(Within wafer,WIW)非均匀性作为长期存在的问题受到人们的广泛关注。晶圆边缘往往表现出较差的性能，与晶圆中心之间存在明显差异。例如，晶边区域的漏电流失效是主要的良率损失之一。虽然业界已经采取一些措施来改善这种不均匀性，例如在快速热退火(RTA)工艺中根据wafer的不同区域对加热温度进行相应调制，但目前来看这些改善的效果相当有限。

造成WAT及良率晶圆内非均匀性的RTA工艺主要受侧壁氮化硅薄膜(Spacer)沉积工艺影响。由于Spacer侧壁氮化硅薄膜是在扩散炉管中生长，因此晶圆背面也会同时生长一层氮化硅薄膜。晶圆背面上氮化硅薄膜由于对热能具有更高的辐射率，会对RTA测温过程造成干扰从而影响到晶圆整体的热处理过程。此外，炉管生长氮化硅工艺不仅会造成晶圆内的厚度不均，即晶圆边缘与中心的差异，还会造成不同晶圆与晶圆间(Wafer to wafer，WTW)的差异，即炉管内晶圆所处位置不同(炉管顶部或底部)导致的差异，这些都会带来WAT和良率的不均匀性。尽管业界存在Spacer氮化硅薄膜沉积后的晶背清洗专门设备来克服这一缺点，但设备费用昂贵，且操作复杂，提高了整体的成本。

因此，需要提出一种新的方法来解决上述问题。

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去除晶圆背面氮化硅薄膜的方法，用于解决现有技术中WAT和良率的晶圆内非均匀性的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种去除晶圆背面氮化硅薄膜的方法，该方法至少包括以下步骤：步骤一、提供硅片，在所述硅片正面生长栅氧层；步骤二、在所述栅氧层上沉积多晶硅栅；步骤三、在所述硅片正面和背面同时生长氮化硅薄膜，所述硅片正面的氮化硅薄膜覆盖所述栅氧层和所述多晶硅栅的侧壁，以及覆盖所述多晶硅栅的顶部；步骤四、在所述硅片正面沉积APF薄膜，覆盖所述多晶硅栅和所述栅氧层；步骤五、去除硅片背面的氮化硅薄膜；步骤六、去除硅片正面的APF薄膜。

优选地，步骤三中在所述硅片正面和背面同时生长氮化硅薄膜分两步进行，第一步先形成第一氮化硅薄膜；第二步再形成第二氮化硅薄膜。

优选地，步骤四中的所述APF薄膜为无定型碳薄膜。

优选地，步骤五中去除硅片背面的氮化硅薄膜的方法为湿法腐蚀。

优选地，步骤五中去除硅片背面的氮化硅薄膜的方法为采用热磷酸溶液对硅片进行湿法腐蚀。

优选地，步骤六中去除硅片正面的APF薄膜的方法为分别采用干法刻蚀和湿法腐蚀的方法。

优选地，步骤三中在所述硅片正面和背面先形成第一氮化硅薄膜的厚度为7nm，再形成所述第二氮化硅薄膜的厚度为33nm。

优选地，步骤三中所述硅片正面和背面同时生长氮化硅薄膜是在扩散炉管中进行。

优选地，步骤四中在所述硅片正面沉积所述APF薄膜的方法为采用等离子体增强化学气相沉积法。

优选地，步骤四中在所述硅片正面沉积所述APF薄膜的厚度为450埃至550埃。