一种集成电路的制造工艺制造技术

公开了一种集成电路的制造工艺，包括：去除晶片上的二氧化硅的方法，该方法可包括：向工艺腔室内通入脱水的氟化氢气体和脱水的醇类气体；使所述脱水的氟化氢气体和脱水的醇类气体混合，生成气态的刻蚀剂；使所述刻蚀剂与所述工艺腔室内的晶片反应，并使所述工艺腔室内保持高压状态以提高刻蚀选择比；以及将所述反应的副产物从所述工艺腔室内抽出。根据本发明专利技术的集成电路的制造工艺中，去除晶片上的二氧化硅的方法通过使气态的刻蚀剂在高压力下与二氧化硅直接反应，并在反应后将反应产物抽出，实现高选择比、高效率地去除二氧化硅。高效率地去除二氧化硅。高效率地去除二氧化硅。

【技术实现步骤摘要】
HARP的刻蚀选择比，以便快速去除所述SiO2自然氧化层，且避免过度刻蚀STI HARP。
[0010]优选地，所述制造工艺包括去除衬垫氧化层的子工艺，所述衬垫氧化层为采用加热方式在衬底表面氧化形成SiO2层，其为STI的硬掩膜层Si3N4 的缓冲层，在所述子工艺中，利用所述的去除晶片上的二氧化硅的方法对所述衬垫氧化层进行刻蚀，并控制所述衬垫氧化层相对于STI HARP的刻蚀选择比，以便快速去除所述衬垫氧化层，且避免过度刻蚀STI HARP。
[0011]优选地，所述制造工艺包括沉积锗硅之前去除硅衬底上的SiO2自然氧化层的子工艺，在所述子工艺中，利用所述的去除晶片上的二氧化硅的方法对所述硅衬底上的SiO2自然氧化层进行刻蚀，并控制所述SiO2自然氧化层相对于多晶硅的刻蚀选择比，以便快速去除所述SiO2自然氧化层，且避免过度损伤Si衬底。
[0012]优选地，所述制造工艺包括沉积硅化物之前去除衬底表面和多晶硅栅极表面的SiO2自然氧化层的子工艺，在所述子工艺中，利用所述的去除晶片上的二氧化硅的方法对所述衬底表面和多晶硅栅极表面的SiO2自然氧化层进行刻蚀，并控制所述SiO2自然氧化层相对于多晶硅的刻蚀选择比，以便快速去除所述SiO2自然氧化层，且避免过度损伤Si衬底。
[0013]优选地，所述制造工艺包括2D NAND存储器制造过程中的STI凹槽子工艺，所述NAND存储器包括位于图形密集区域内的浮置栅极和图形密集区域STI HARP以及位于图形稀疏区域内的控制开关栅极和图形稀疏区域 STI HARP，所述浮置栅极和所述控制开关栅极为多晶硅，所述图形密集区域STI HARP和所述图形稀疏区域STI HARP为二氧化硅，在所述子工艺中，利用所述的去除晶片上的二氧化硅的方法对所述图形密集区域STI HARP 和所述图形稀疏区域STI HARP进行刻蚀，并控制所述STI HARP相对于所述浮置栅极或者相对于所述控制开关栅极的刻蚀选择比，以便快速去除所述STI HARP，且避免过度损伤所述浮置栅极和所述控制开关栅极。
[0014]优选地，在所述的去除晶片上的二氧化硅的方法中，反应的条件可以包括：工艺腔室内的压力为50Torr
‑
300Torr，工艺腔室内的温度为20℃
ꢀ‑
80℃。进一步优选地，所述反应的条件包括：工艺腔室内的压力为 200Torr，工艺腔室内的温度为40℃。
[0015]优选地，在所述的去除晶片上的二氧化硅的方法中，所述氟化氢气体的流量可以为100sccm
‑
500sccm，所述醇类气体的流量为 100sccm
‑
1000sccm。进一步优选地，所述氟化氢气体的流量为 150sccm
‑
225sccm，所述醇类气体的流量为200sccm
‑
450sccm。
[0016]优选地，在所述的去除晶片上的二氧化硅的方法中，所述氟化氢气体与所述醇类气体的流量比可以为0.8～1.2:1。进一步优选地，所述氟化氢气体与所述醇类气体的流量比为1:1。
[0017]优选地，在所述的去除晶片上的二氧化硅的方法中，所述醇类气体可以为C1‑
C8一元醇气体中的至少一种。进一步优选地，所述醇类气体为甲醇、乙醇和异丙醇中的至少一种。
[0018]根据本专利技术的集成电路的制造工艺的优点在于：
[0019]1、在去除晶片上的二氧化硅的方法中，采用气相刻蚀工艺，不同于湿法刻蚀工艺或等离子体干法刻蚀工艺，气相刻蚀工艺不容易形成其他副产物，对晶片不会造成电损伤，腔室内干净，颗粒少；同时降低设备成本。
[0020]2、在去除晶片上的二氧化硅的方法中，采用高压工艺，提高了SiO2对Si3N4(或多晶
硅、HARP等)的刻蚀选择比，还能够降低对衬底损伤。
[0021]3、在去除晶片上的二氧化硅的方法中，通过气相刻蚀工艺的化学反应去除SiO2，无固态产物，反应物可以被泵抽出。
[0022]4、在去除晶片上的二氧化硅的方法中，低温反应，反应过程简单，无需加热和/或冷却步骤，一步即可完成反应，产能高。
[0023]5、去除晶片上的二氧化硅的方法采用的工艺腔室可以与下一道工序的工艺腔室集成在一个真空平台，晶片在去除了其表面的SiO2后，无需破坏其所处的真空环境，即可进入其他工艺腔室进行下一道工序，防止晶片在空气中放置再次氧化，影响后续工艺。
[0024]本专利技术的方法具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本专利技术的特定原理。
附图说明
[0025]通过结合附图对本专利技术示例性实施方式进行更详细的描述，本专利技术的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本专利技术示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
[0026]图1a示出了具有自然氧化层的集成电路器件的示意图。
[0027]图1b示出了根据现有技术的方法去除二氧化硅的效果的示意图。
[0028]图2示出了根据本专利技术的去除晶片上的二氧化硅的方法的步骤的流程图。
[0029]图3示出了根据本专利技术的去除晶片上的二氧化硅的方法的效果的示意图。
[0030]图4a、4b和4c分别示出了根据现有技术的HARP填充浅沟道绝缘层轮廓调整的示意图。
[0031]图5a、5b、5c和5d分别示出了根据本专利技术的去除晶片上的二氧化硅的方法在HARP填充浅沟道绝缘层轮廓调整过程中的作用的示意图。
[0032]图6a和6b分别示出了具有自然氧化层的器件和根据本专利技术的方法去除自然氧化层后的器件的示意图。
[0033]图7a和7b分别示出了具有衬垫氧化层的器件和根据本专利技术的方法去除衬垫氧化层后的器件的示意图。
[0034]图8a和8b分别示出了具有自然氧化层的器件和根据本专利技术的方法去除自然氧化层后的器件的示意图。
[0035]图9a和9b分别示出了具有氧化物凹槽的集成电路器件和根据本专利技术的方法去除二氧化硅后的器件的效果的示意图。
具体实施方式
[0036]下面将参照附图更详细地描述本专利技术。虽然附图中显示了本专利技术的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本专利技术而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本专利技术更加透彻和完整，并且能够将本专利技术的范围完整地传达给本领域的技术人员。
[0037]图2示出了根据本专利技术的去除晶片上的二氧化硅的方法的步骤的流程图。
[0038]在该实施方式中，根据本专利技术的去除晶片上的二氧化硅的方法包括：步骤201，向工艺腔室内通入脱水的氟化氢气体和脱水的醇类气体；步骤 202，使所述脱水的氟化氢气体和脱水的醇类气体混合，生成气态的刻蚀剂；步骤203，使所述刻蚀剂与所述工艺腔室内的晶片反应，并使所述工艺腔室内保持高压状态以提高刻蚀选择比；以及步骤2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
HARP和所述图形稀疏区域STI HARP进行刻蚀，并控制所述STI HARP相对于所述浮置栅极或者相对于所述控制开关栅极的刻蚀选择比，以便快速去除所述STI HARP，且避免过度损伤所述浮置栅极和所述控制开关栅极。8.根据权利要求1
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7任一项所述的集成电路的制造工艺，其特征在于，在所述的去除晶片上的二氧化硅的方法中，所述工艺腔室内的压力为50Torr
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300Torr。9.根据权利要求8所述的集成电路的制造工艺，其特征在于，所述工艺腔室内的压力为200Torr。10.根据权利要求1
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7任一项所述的集成电路的制造工艺，其特征在于，在所述的去除晶片上的二氧化硅的方法中，所述工艺腔室内的温度为20℃
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80℃。11.根据权利要求10所述的集成电路的制造工艺，其特征在于，所述工艺腔室内的温度为40℃。12.根据权利要求1
‑
7任一项所述的集成电路的制造工艺，其特征在于，在所述的去除晶片上的二氧化硅的方法中，所述氟化氢气体的流量为10...

【专利技术属性】
技术研发人员：马振国，张军，吴鑫，
申请(专利权)人：北京北方华创微电子装备有限公司，
类型：发明
国别省市：