处理异常MIM电容介质层的方法技术

本发明专利技术公开了一种处理异常MIM电容介质层的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一,测量发生异常的MIM膜厚；步骤二，计算湿法DHF刻蚀时间，并使用湿法DHF刻蚀MIM电容介质层；步骤三，测量残留MIM膜厚，并由此计算出干法刻蚀的时间；步骤四，用干法设备进行选择刻蚀，刻蚀终点直接停留在TiN上；步骤五，用湿法洗净将干法刻蚀时残留在硅片表面的POLYMER去除；步骤六，确认MIM无残留膜厚，并在线缺陷确认；步骤七，重新生长MIM电容介质层。使用本发明专利技术的方法处理异常的MIM，能将膜质有问题的电容介质层去除，并重新成长后，MIM电容的特性与正常的水准一致，而且不会影响良率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种处理MIM电容介质层的方法，尤其是一种处理异常MIM电容介质层的方法。
技术介绍
MIM(Metal-insulator-Metal金属与金属间的介质层)电容介质层，通常是由PECVD SiN作成，其膜质决定了MIM电容的大小以及击穿电压等性能。如果在其生长过程中，当设备发生异常，反应气体流量等实际流量与设定流量不符，造成最终电容介质层膜质发生变化，如不将整层介质层去除，最终的电容容量及各种性质都会发生异常。在实际的操作中，若直接使用湿法刻蚀会造成湿法槽的金属污染以及电容金属层的腐蚀，而使用干法设备直接刻蚀去除薄膜会造成干刻蚀腔体腔壁等POLYMER过多，如图1-3所示,硅片表面残留薄膜的碎屑而且很难被清除，且刻蚀量过多容易造成干刻腔体颗粒超标。
技术实现思路
本申请所要解决的技术问题是提供一种方法,来解决在处理异常MIM电容介质层过程中使用湿法刻蚀会造成湿法槽的金属污染，而使用干法设备直接刻蚀去除薄膜会造成干刻蚀腔体腔壁等POLYMER过多，硅片表面残留薄膜的碎屑而且很难被清除的问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种处理异常MIM电容介质层的方法，其特征在于，包括：以下步骤：步骤一,测量发生异常的MIM膜厚；步骤二，计算湿法DHF刻蚀时间，并使用湿法DHF刻蚀MIM电容介质层；步骤三，测量残留MIM膜厚，并由此计算出干法刻蚀的时间；步骤四，用干法设备进行选择刻蚀，刻蚀终点直接停留在TiN上；步骤五，用湿法洗净将干法刻蚀时残留在硅片表面的POLYMER去除；步骤六，确认MIM无残留膜厚，并在线缺陷确认步骤七，重新生长MIM电容介质层。较佳地，步骤二湿法DHF刻蚀需预留100-300A左右的MIM膜厚。较佳地，步骤三计算干法刻蚀的时间后需追加50％以上的过刻量。较佳地，在步骤五后使用高压纯水清洗硅片表面。较佳地，所述DHF湿法刻蚀中的溶液浓度HF/H2O＝0.1-5％。较佳地，所述DHF湿法刻蚀处理时间为20-100s。较佳地，所述干法刻蚀采用CH2F2，Ar及O2作为刻蚀气体。较佳地，其中CH2F2的体积流量为5-100sccm，Ar的体积流量为10-500sccm，O2的体积流量为5-100sccm。较佳地，其中干法刻蚀的温度为20-100度。较佳地，其中RF射频电压的功率为100-1000W。附图说明图1是现有技术直接用干法刻蚀后的颗粒图。图2是现有技术直接用干刻刻蚀后的表面颗粒形貌图。图3是现有技术直接用干刻刻蚀后的干刻腔体颗粒对比图。图4是本专利技术处理异常MIM电容介质层方法流程图。图5是本专利技术处理异常MIM电容介质层方法中MIM结构图。图6是本专利技术处理异常MIM电容介质层方法中湿法DHF刻蚀示意图。图7是本专利技术处理异常MIM电容介质层方法中干法刻蚀示意图。图8是使用本专利技术处理异常MIM电容介质层方法后的颗粒图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术一较佳实施例做详细说明。如图4-7所示，即当MIM膜质发生异常需要重新生长时，需先测量MIM膜厚，通过实验计算出DHF所需要的刻蚀时间，为防止金属污染，并金属腐蚀，需预留100-300A左右的MIM膜厚。随后进行湿法DHF刻蚀。在本专利技术的实施例中，DHF湿法刻蚀中的溶液浓度HF/H2O＝0.1-5％，处理时间为20-100s。使用DHF刻蚀完后，需测量残留MIM膜厚，并由此计算出干法刻蚀的时间，并追加50％以上的过刻量。然后进行干法刻蚀，刻蚀终点直接停留在TiN上。在本专利技术的实施例中，干法刻蚀采用CH2F2，Ar及O2作为刻蚀气体，其中CH2F2的体积流量为5-100sccm，Ar的体积流量为10-500sccm，O2的体积流量为5-100sccm，温度20-100度，RF射频电压的功率为100-1000W。在干法刻蚀后，需用湿法洗净将干法刻蚀时残留在硅片表面的POLYMER去除，随后将硅片表面用高压纯水清洗硅片表面以进一步去除颗粒，在确认表面无残留的MIM薄膜和在缺陷正常的情况下，重新生长MIM薄膜。图8示出了本专利技术的方法处理异常的MIM后的颗粒图，可以看出杂质颗粒明显减少。同时，使用本专利技术的方法处理异常的MIM，能将膜质有问题的电容介质层去除，并重新成长后，MIM电容的特性与正常的水准一致，而且不会影响良率。以上仅为本申请的优选实施例，并不用于限定本申请。对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种处理异常MIM电容介质层的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一,测量发生异常的MIM膜厚；步骤二，计算湿法DHF刻蚀时间，并使用湿法DHF刻蚀MIM电容介质层；步骤三，测量残留MIM膜厚，并由此计算出干法刻蚀的时间；步骤四，用干法设备进行选择刻蚀，刻蚀终点直接停留在TiN上；步骤五，用湿法洗净将干法刻蚀时残留在硅片表面的POLYMER去除；步骤六，确认MIM无残留膜厚，并在线缺陷确认步骤七，重新生长MIM电容介质层。

【技术特征摘要】
1.一种处理异常MIM电容介质层的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一,测量发生异常的MIM膜厚；步骤二，计算湿法DHF刻蚀时间，并使用湿法DHF刻蚀MIM电容介质层；步骤三，测量残留MIM膜厚，并由此计算出干法刻蚀的时间；步骤四，用干法设备进行选择刻蚀，刻蚀终点直接停留在TiN上；步骤五，用湿法洗净将干法刻蚀时残留在硅片表面的POLYMER去除；步骤六，确认MIM无残留膜厚，并在线缺陷确认步骤七，重新生长MIM电容介质层。2.如权利要求1所述的处理异常MIM电容介质层的方法，其特征在于，步骤二湿法DHF刻蚀需预留100-300A左右的MIM膜厚。3.如权利要求1所述的处理异常MIM电容介质层的方法，其特征在于，步骤三计算干法刻蚀的时间后需追加50％以上的过刻量。4.如权利要求1所述的处理异常MIM电容介质层的方法，其特征在于，在步骤五后使用高压纯水清洗硅片表面...

【专利技术属性】
技术研发人员：王剑敏，
申请(专利权)人：上海华虹宏力半导体制造有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31