专利名称：移除氮化硅层的方法
技术领域：
本发明是有关于一种蚀刻的方法，且特别是有关于一种移除氮化硅层的方法。
先前技术在半导体制程中，蚀刻制程是用来将未被光阻层或是罩幕层覆盖的层，以化学反应或是物理作用的方式移除，以完成将光罩上之图案转移到层上的目的。而这些经蚀刻之后的层将会成为半导体组件的一部份。另外，在半导体制程中，将整个层移除的方法也经常使用蚀刻制程来完成。目前用于半导体制程上的蚀刻技术，主要分为湿式蚀刻(Wet Etching)以及干式蚀刻(Dry Etching)，其中湿式蚀刻主要是利用化学反应来将进行层的蚀刻。
由于氮化硅层在半导体制程中经常被使用来作为罩幕层，因此移除氮化硅层之步骤是在半导体制程中非常频繁的。而通常移除氮化硅层之方法大都是使用磷酸蚀刻的方式来完成。换言之，一般于进行氮化硅层之蚀刻时，会将晶圆浸于磷酸槽中，以进行氮化硅层之蚀刻制程。而在蚀刻制程之过程中，会由磷酸槽之底部注入水，以使氮化硅层与水产生化学反应，以达到蚀刻或移除氮化硅层之目的。
然而，倘若移除氮化硅层之步骤未控制得宜，移除氮化硅层之蚀刻步骤可能会对晶圆之表面造成损害。特别是，当氮化硅层是用来作为离子植入罩幕时，在进行离子植入步骤之后的晶圆表面会较为脆弱，因此在移除氮化硅层之过程中，晶圆表面将更容易受到损害，其详细之说明如下。
请参照第1A图至第1C图，其系为习知移除氮化硅层时会在晶圆之表面形成凹陷缺陷之剖面示意图。在第1A图中，晶圆100之表面上系形成有一垫氧化层102，而在垫氧化层102上系形成有图案化之一氮化硅层104。之后，利用氮化硅层104作为一植入罩幕进行一离子植入步骤106，以在晶圆100中形成一掺杂区108。
由于离子植入步骤106的高能量会对暴露的垫氧化层102的晶格排列造成影响，因此暴露的垫氧化层102处的抗蚀刻力会较差。之后，进行氮化硅层之移除步骤，如第1B图所示，由于暴露的垫氧化层102之抗蚀刻能力较差，因此，在氮化硅层108未完全移除之前，暴露的垫氧化层102可能已经被蚀开，而暴露出晶圆100(掺杂区108)之表面。
此时，掺杂区108因先前高能量之离子植入步骤106的影响，该处的晶格排列也会受到影响，而较为脆弱。因此，当再继续进行氮化硅层之移除步骤时，将可能会在晶圆100之表面形成凹陷缺陷110，如第1C图所示。而所形成之凹陷缺陷110将会使得后续所形成之组件之可信度降低。
发明内容
因此本发明的目的就是提供一种移除氮化硅层之方法，以解决习知于移除氮化硅层时，会于硅晶圆之表面形成有凹陷缺陷之问题。
本发明的再一目的是提供一种移除氮化硅层之方法，以解决习知当以氮化硅作为罩幕层时(特别是作为植入罩幕时)，特别容易于移除此氮化硅层之过程中，会在晶圆之表面形成凹陷缺陷。
本发明提出一种移除氮化硅层之方法，此方法系首先提供一磷酸槽，其中此磷酸槽具有一加水单元。接着，在磷酸槽中注入一含氧化能力之化学反应物，此含氧化能力之化学反应物例如是含过氧化氢之溶液、含臭氧之溶液或是含臭氧之气体。而在磷酸槽中注入含氧化能力之化学反应物之方法例如是透过加水单元处而将含氧化能力之化学反应物注入磷酸槽中，或是另外再接一管件及一注入单元，而将含氧化能力之化学反应物注入磷酸槽中。之后，将待移除氮化硅层之晶圆置于磷酸槽内，以移除晶圆上之氮化硅层。而在移除氮化硅层之过程中，晶圆在磷酸槽中因含氧化能力之化学反应物之作用，会在裸露的晶圆表面形成一化学氧化层。此化学氧化层可以保护晶圆表面免于遭到蚀刻之损害。
本发明在移除氮化硅层之过程中，会同时在暴露的晶原表面形成一层化学氧化层，而此化学氧化层可以保护晶圆表面免于遭到蚀刻之损害。因此本发明之方法可以解决习知于移除氮化硅层时，会于硅晶圆之表面形成有凹陷缺陷之问题。
为让本发明之上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合所附图
式，作详细说明如下实施方式请参照第2图，其绘示是依照本发明一较佳实施例之移除氮化硅层之设备示意图。此设备系由一磷酸槽200、一加水单元202、一管件212、一加热装置204以及一文件板206所构成。
其中，磷酸槽200中系装盛有浓磷酸液，此浓磷酸液例如是市售浓度为86％的磷酸液。磷酸槽200与加水单元202之间系藉由管件212而连通，且加水单元202又与一加压装置210连接，而管件212之一端系连接在磷酸槽200之底部，以使加水单元202能定时的由磷酸槽200底部注入定量的水。
在此，磷酸槽200例如是一溢流槽，而且由溢流槽200溢流出来之磷酸液会溢流至收集槽214中，透过管件212以及加压装置210，可将收集槽214中之磷酸液再输送至磷酸槽200中，如此循环再利用。
另外，加热装置204系配置在磷酸槽200之底部，以使磷酸槽200能保持在一固定之温度。在此，加热装置204例如是一加热板(HotPlate)，且加热板204系使磷酸槽之温度固定在摄氏160度左右。
此外，文件板206系配置在磷酸槽200内之底部，其中档板206上具有多个微孔。在磷酸槽200内之底部设置档板206之目的是当加水单元202将水经管件212而由磷酸槽200之底部注入磷酸槽200之后，水在通过档板206上之微孔之后，才会到达放置在磷酸槽200中之晶圆100。由于档板206上之微孔可以使得水滴颗粒变小，因此，设置此档板206可以使磷酸槽100内的水滴颗粒变小，以促进水滴与磷酸液之混合均匀度。
利用上述之设备来移除氮化硅层的方法系首先提供一待移除氮化硅层之晶圆100。其中，待移除氮化硅层之晶圆100，如第4A图所示。在此所举之例系为晶圆100上之氮化硅层104是用来作为植入罩幕之用，而且通常在晶圆100上形成此氮化硅层104之前都会先在晶圆100之表面上形成一垫氧化层102，之后才在垫氧化层102上系成图案化之氮化硅层104。在形成氮化硅层104之后，利用氮化硅层104作为一植入罩幕进行一离子植入步骤106，以在晶圆100中形成一掺杂区108。在进行离子植入步骤之后，接着就是要将氮化硅层104移除。
而移除氮化硅层104之方法就是将晶圆100放置在上述之磷酸槽200中，而且在将晶圆100放置在磷酸槽200之前，系于磷酸槽200内注入一含有氧化能力之化学反应物。
在一较佳实施例中，此含有氧化能力之化学反应物例如是含过氧化氢之溶液、含臭氧之溶液或是含臭氧之气体。而且将含有氧化能力之化学反应物注入磷酸槽200之方法例如是经由加水单元202处将此含有氧化能力之化学反应物注入磷酸槽200内(如第2图所示)，或是外接另一条管件302以及注入单元300将此含有氧化能力之化学反应物注入磷酸槽200内(如第3图所示)。
当晶圆100浸没在磷酸槽200内进行氮化硅层之移除步骤时，因被氮化硅层104a暴露出的垫氧化层102a较为脆弱，因此该处之垫氧化层102a会被移除，而使硅晶圆100之表面暴露出来，如第4B图所示。此时，由于含有氧化能力之化学反应物之作用，因此会在暴露的晶圆100表面上形成一化学氧化层400。而所形成之化学氧化层400可以保护晶圆100之表面免于遭到移除氮化硅层104之蚀刻液之侵蚀。
特别值得一提的是，因所形成之化学氧化层400相较于先前遭到离子植入步骤损害之垫氧化层102a具有较高的抗蚀刻能力，因此在移除氮化硅层之蚀刻过程中，可以有效的保护晶圆100表面免于遭到蚀刻液之侵蚀。
在完成氮化硅层之移除步骤之后，即形成如第4C图之结构，即暴露出垫氧化层102a，且晶圆100表面(掺杂区108之表面)因化学氧化层400之保护，因此不会遭到蚀刻之损害。
本发明在移除氮化硅层之过程中，会同时在暴露的晶原表面形成一层化学氧化层，而此化学氧化层可以保护晶圆表面免于遭到蚀刻之损害。因此本发明之方法可以解决习知于移除氮化硅层时，会于硅晶圆之表面形成有凹陷缺陷之问题。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明之精神和范围内，当可作些许之更动与润饰，因此本发明之保护范围当视后附之申请专利范围所界定者为准。
图式简单说明第1A图至第1C图为习知移除氮化硅层时会在晶圆之表面形成凹陷缺陷之流程剖面示意图；第2图是依照本发明一较佳实施例之一种用于移除氮化硅层之设备示意图；第3图是依照本发明一较佳实施例之另一种用于移除氮化硅层之设备示意图；以及第4A图至第4C图为依照本发明一较佳实施例之移除氮化硅层之流程剖面示意图。
图式标示说明100基底(晶圆)102、102a垫氧化层104、104a氮化硅层106离子植入步骤108掺杂区110凹陷缺陷200磷酸槽202加水单元204加热装置206檔板210加压装置212管件214收集槽300管件302注入单元400化学氧化层
权利要求
1.一种移除氮化硅层的方法，包括提供一晶圆，其中该晶圆上已形成有一氮化硅层；以及将该晶圆置于一蚀刻反应槽中，且该蚀刻反应槽中系注入有一含氧化能力之化学反应物，以移除该氮化硅层，其中在移除该氮化硅层之过程中，会同时在裸露的该晶圆表面形成一化学氧化层。
2.如申请专利范围第1项所述之移除氮化硅层的方法，其中该含氧化能力之化学反应物系为一含过氧化氢之溶液。
3.如申请专利范围第1项所述之移除氮化硅层的方法，其中该含氧化能力之化学反应物系为一含臭氧之溶液。
4.如申请专利范围第1项所述之移除氮化硅层的方法，其中该含氧化能力之化学反应物系为一含臭氧之气体。
5.如申请专利范围第1项所述之移除氮化硅层的方法，其中移除该氮化硅层之方法系将该晶圆置于一磷酸槽中。
6.如申请专利范围第1项所述之移除氮化硅层的方法，其中在形成该氮化硅层之前，更包括先在该晶圆之表面上形成一垫氧化层。
7.如申请专利范围第1项所述之移除氮化硅层的方法，其中在形成该氮化硅层之后，更包括进行一离子植入步骤。
8.一种移除氮化硅层的方法，包括提供一磷酸槽，其中该磷酸槽具有一加水单元；在该磷酸槽中注入一含氧化能力之化学反应物；以及将一晶圆置于该磷酸槽内，其中该晶圆上已形成有图案化之一氮化硅层，以移除该氮化硅层，其中该晶圆在该磷酸槽中因该含氧化能力之化学反应物之作用，因此会在裸露的该晶圆表面形成一化学氧化层。
9.如申请专利范围第8项所述之移除氮化硅层的方法，其中该含氧化能力之化学反应物系为一含过氧化氢之溶液。
10.如申请专利范围第8项所述之移除氮化硅层的方法，其中该含氧化能力之化学反应物系为一含臭氧之溶液。
11.如申请专利范围第8项所述之移除氮化硅层的方法，其中该含含氧化能力之化学反应物系为一含臭氧之气体。
12.如申请专利范围第8项所述之移除氮化硅层的方法，其中将该含氧化能力之化学反应物注入该磷酸槽之方法系由该加水单元处将该含氧化能力之化学反应物注入该磷酸槽中。
13.如申请专利范围第8项所述之移除氮化硅层的方法，其中将该含氧化能力之化学反应物注入该磷酸槽之方法系外接另一条管件以及一注入单元，以将该含氧化能力之化学反应物注入该磷酸槽中。
14.如申请专利范围第8项所述之移除氮化硅层的方法，其中在形成该氮化硅层之前，更包括先在该晶圆之表面上形成一垫氧化层。
15.如申请专利范围第8项所述之移除氮化硅层的方法，其中在形成该氮化硅层之后，更包括进行一离子植入步骤。
全文摘要
一种移除氮化硅层的方法，此方法系首先提供一晶圆，其中晶圆上已形成有一氮化硅层，且氮化硅层系暴露出部分晶圆。之后，将晶圆置于一蚀刻反应槽中，且此蚀刻反应槽中系注入有一含氧化能力之化学反应物，以移除晶圆上氮化硅层。其中在移除氮化硅层之过程中，会同时在裸露的晶圆表面形成一化学氧化层。由于在晶圆之表面会形成有一化学氧化层以保护晶圆之表面，因此在移除氮化硅层之过程中，蚀刻液就不会对晶圆表面造成损害。
文档编号H01L21/02GK1549310SQ03131388
公开日2004年11月24日 申请日期2003年5月16日 优先权日2003年5月16日
发明者张庆裕 申请人:旺宏电子股份有限公司