一种后栅工艺中去除多晶硅牺牲栅的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种后栅工艺中去除多晶硅牺牲栅的方法及装置，属于半导体技术领域，解决了现有技术中栅沟槽底部区域会产生多晶硅残留的问题。本发明专利技术去除多晶硅牺牲栅的方法采用多晶硅刻蚀剂对多晶硅进行湿法刻蚀形成无多晶硅残留的沟槽，所述多晶硅刻蚀剂中含有异丙醇。本发明专利技术含有异丙醇的多晶硅刻蚀剂可以明显降低表面张力，使之与栅沟槽底部的残留多晶硅充分接触，加强反应，从而解决多晶硅的残留问题。问题。问题。

【技术实现步骤摘要】
一种后栅工艺中去除多晶硅牺牲栅的方法及装置


[0001]本专利技术属于半导体
，特别涉及一种后栅工艺中去除多晶硅牺牲栅的方法及装置。

技术介绍

[0002]集成电路尤其是超大规模集成电路中的主要器件是金属-氧化物-半导体(metal oxidesemiconductor,MOS)场效应晶体管，简称MOS晶体管。自从MOS晶体管被专利技术以来，其几何尺寸一直在不断缩小。在此情况下，各种实际的和基本的限制和技术挑战开始出现，器件尺寸的进一步缩小正变得越来越困难。在晶体管器件在缩小的过程中，由于栅氧化层厚度减小带来的较高的栅极漏电流。为此，现已提出的解决方案是，采用金属栅极和高介电常数(K)栅介质层替代传统的重掺杂多晶硅栅极和二氧化硅(或氮氧化硅)栅介质层。
[0003]在后栅半导体工艺中，用金属栅极替代多晶硅栅极以改善器件性能的过程中，需先去伪多晶硅栅极，然后再用金属栅极进行替代。
[0004]而现有的采用碱液进行湿法刻蚀的伪多晶硅栅极去除工艺中，栅沟槽底部区域会产生多晶硅残留的问题，如图1所示，影响半导体器件的导电性能。即使增加伪多晶硅栅极去除工艺的时间，也不能有效减少此问题的发生，甚至会造成栅氧化层过蚀刻的问题。

技术实现思路

[0005]鉴于以上分析，本专利技术旨在提供了一种后栅工艺中去除多晶硅牺牲栅的方法及装置，解决了现有技术中栅沟槽底部区域会产生多晶硅残留的问题。
[0006]本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：
[0007]本专利技术提供了一种后栅工艺中去除多晶硅牺牲栅的方法，采用多晶硅刻蚀剂对多晶硅进行湿法刻蚀形成无多晶硅残留的沟槽，多晶硅刻蚀剂中含有异丙醇。
[0008]在一种可能的设计中，多晶硅刻蚀剂还含有碱液，碱液为氨水或四甲基氢氧化铵，碱液采用去离子水稀释。
[0009]在一种可能的设计中，碱液、异丙醇和去离子水分别加入化学药品混合罐中混合均匀后进入刻蚀剂供给线。
[0010]在一种可能的设计中，碱液和去离子水加入化学药品混合罐中混合均匀后进入蚀刻剂供给线，在刻蚀剂供给线中加入异丙醇。
[0011]在一种可能的设计中，化学药品混合罐中的药品经过循环泵依次进入加热器和过滤器后循环至化学药品混合罐。
[0012]在一种可能的设计中，碱液与去离子水的体积比为1：2～1：10；异丙醇体积为碱液和水的混合液体积的0.5％～5％。
[0013]在一种可能的设计中，刻蚀剂的刻蚀温度为30～80℃。
[0014]在一种可能的设计中，刻蚀剂流量为600～2500ml/min。
[0015]本专利技术还提供了一种后栅工艺中去除多晶硅牺牲栅的装置，包括化学药品混合
罐、药品供给线、药品加热过滤循环管线和刻蚀剂供给线；
[0016]化学药品混合罐上部设置有全部或部分药品供给线；
[0017]化学药品混合罐一侧设置有药品加热过滤循环管线；用于对多晶硅刻蚀剂所需的化学药品进行加热和过滤处理；沿循环方向，药品加热过滤循环管线上依次设置有循环泵、加热器和过滤器；
[0018]化学药品混合罐底部设置有刻蚀剂供给线，用于供给刻蚀剂；化学药品混合罐上部设置有部分药品供给线时，其余药品供给线设置在刻蚀剂供给线上。
[0019]在一种可能的设计中，药品供给线包括去离子水供给线、碱液供给线和异丙醇供给线；去离子水供给线、碱液供给线和异丙醇供给线分别设置在化学药品混合罐上部。
[0020]在一种可能的设计中，药品供给线包括去离子水供给线、碱液供给线和异丙醇供给线；去离子水供给线和碱液供给线分别设置在化学药品混合罐上部，异丙醇供给线设置在刻蚀剂供给线上。
[0021]与现有技术相比，本专利技术至少能实现以下技术效果之一：
[0022]1)本专利技术湿法刻蚀采用的多晶硅刻蚀剂包括异丙醇(IPA)，IPA可以明显降低多晶硅刻蚀剂表面张力，使之与栅沟槽底部的残留多晶硅充分接触，加强反应，从而解决多晶硅的残留问题。且不会因为需要延长刻蚀时间，造成栅氧化层厚度的缩减。
[0023]2)化学药品混合罐上部设置有全部或部分药品供给线；其中异丙醇供给线设置在刻蚀剂供给线上，当刻蚀工艺不需要IPA时，只需停止IPA供给即可，不用将化学药品混合罐中的溶液整体更换；或者异丙醇供给线设置在化学药品混合罐上部，采用化学药品混合罐可使药品混合更加均匀，加入IPA剂量控制更准确，且多晶硅去除装置的结构简单成本较低。
[0024]3)化学药品混合罐一侧设置有药品加热过滤循环管线；沿循环方向，药品加热过滤循环管线上依次设置有循环泵、加热器和过滤器。加热器对刻蚀剂进行加热处理，使其达到理想的反应速率，从而取得理想的刻蚀效果；过滤器可过滤刻蚀剂中的颗粒，防止杂质在刻蚀时堵塞刻蚀剂供给线。
[0025]本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
[0026]附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本专利技术的限制，在整个附图中，相同的附图标记表示相同的部件。
[0027]图1为现有技术去除多晶硅效果示意图；
[0028]图2为本专利技术去除多晶硅效果示意图；
[0029]图3为本专利技术去除多晶硅装置示意图一；
[0030]图4为本专利技术去除多晶硅装置示意图二；
[0031]图5为对比例1去除多晶硅装置示意图。
[0032]附图标记
[0033]1-半导体衬底；2-界面层；3-牺牲栅；4-介质层；5-侧墙；6-化学药品混合罐；7-去
离子水供给线；8-碱液供给线；9-异丙醇供给线；10-刻蚀剂供给线；11-循环泵；12-加热器；13-过滤器。
具体实施方式
[0034]以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。
[0035]在附图中示出了根据本公开实施例的各种结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状以及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
[0036]在本公开的上下文中，当将一层/元件称作位于另一层/元件“上”时，该层/元件可以直接位于该另一层/元件上，或者它们之间可以存在居中层/元件。另外，如果在一种朝向中一层/元件位于另一层/元件“上”，那么当调转朝向时，该层/元件可以位于该另一层/元件“下”。
[0037]本申请的实施例运用于后栅工艺中的多晶硅牺牲栅去除。以下将根据本专利技术的一个实施例描述如何采用本专利技术的技术方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种后栅工艺中去除多晶硅牺牲栅的方法，其特征在于，采用多晶硅刻蚀剂对多晶硅进行湿法刻蚀形成无多晶硅残留的沟槽，所述多晶硅刻蚀剂中含有异丙醇。2.根据权利要求1所述的后栅工艺中去除多晶硅牺牲栅的方法，其特征在于，所述多晶硅刻蚀剂还含有碱液，所述碱液为氨水或四甲基氢氧化铵，所述碱液采用去离子水稀释。3.根据权利要求2所述的后栅工艺中去除多晶硅牺牲栅的方法，其特征在于，所述碱液、异丙醇和去离子水分别加入化学药品混合罐中混合均匀后进入刻蚀剂供给线。4.根据权利要求2所述的后栅工艺中去除多晶硅牺牲栅的方法，其特征在于，所述碱液和去离子水加入化学药品混合罐中混合均匀后进入蚀刻剂供给线，在刻蚀剂供给线中加入异丙醇。5.根据权利要求3或4所述的后栅工艺中去除多晶硅牺牲栅的方法，其特征在于，化学药品混合罐中的药品经过循环泵依次进入加热器和过滤器后循环至化学药品混合罐。6.根据权利要求2所述的所述的后栅工艺中去除多晶硅牺牲栅的方法，其特征在于，碱液与去离子水的体积比为1：2～1：10；异丙醇体积为碱液和水的混合液体积的0.5％～5％。7.根据权利要求2所述的所述的后栅工...

【专利技术属性】
技术研发人员：李春雨，胡艳鹏，卢一泓，李琳，
申请(专利权)人：真芯北京半导体有限责任公司，
类型：发明
国别省市：