專利名稱：晶圓背面薄膜結(jié)構(gòu)的形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)，特別涉及一種晶圓背面薄膜結(jié)構(gòu)的形成方法。
背景技術(shù)：
對(duì)著半導(dǎo)體制作工藝的飛速發(fā)展，在半導(dǎo)體的制造過(guò)程中，晶圓背面薄膜結(jié)構(gòu)的 制作方法對(duì)制作而成的晶圓缺陷密度的降低以及產(chǎn)品質(zhì)量的提高具有重要作用。在制作動(dòng) 態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器(Dynamic Random Access Memory,DRAM)時(shí)，需要通過(guò)多晶硅(Poly)制作而 成的互連線，將已制作于晶圓上的三極管的柵極與已制作于晶圓上的電容連接起來(lái)，再在 連接?xùn)艠O和電容的位線(Bit Line)表面覆蓋一層保護(hù)層，以保護(hù)其下的半導(dǎo)體器件不受損 害。上述保護(hù)層包含氮化硅(Si3N4)和正硅酸乙酯(TEOS)。圖1為現(xiàn)有的晶圓結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為現(xiàn)有的晶圓背面薄膜結(jié)構(gòu)形成方法的流程 圖?，F(xiàn)結(jié)合圖1及圖2，對(duì)現(xiàn)有的晶圓背面薄膜結(jié)構(gòu)的形成方法進(jìn)行說(shuō)明為了表述清楚，先對(duì)制作上述互連線及保護(hù)層的反應(yīng)腔進(jìn)行說(shuō)明，通常將已制作 有柵極和電容的晶圓置于化學(xué)氣相沉積反應(yīng)腔中制作互連線及保護(hù)層，該反應(yīng)腔可放置多 片晶圓，且每片晶圓層疊放置于反應(yīng)腔的晶舟上，相鄰兩層的晶圓間具有一定的距離。在 利用化學(xué)氣相沉積的方法在晶圓正面形成薄膜結(jié)構(gòu)時(shí)，晶圓的背面也會(huì)形成相同的薄膜結(jié) 構(gòu)。步驟201 利用化學(xué)氣相沉積在晶圓正面及背面淀積一層介質(zhì)層；利用化學(xué)氣相沉積在晶圓101正面制作的器件表面淀積一層介質(zhì)層103，同時(shí)，晶 圓101未制作有器件的表面也淀積形成一層介質(zhì)層103。該介質(zhì)層為二氧化硅(SiO2)；上 述的器件為制作于晶圓101正面的三極管及電容(圖1中未示出)。步驟202 利用化學(xué)機(jī)械研磨平坦化晶圓正面的介質(zhì)層；利用化學(xué)機(jī)械研磨使晶圓101正面淀積形成的介質(zhì)層103平坦化。步驟203 刻蝕晶圓正面的介質(zhì)層形成通孔；刻蝕晶圓101正面的介質(zhì)層103形成連通三極管的柵極102的通孔及連通電容 (圖1中未示出)的通孔。步驟204 利用化學(xué)氣相沉積在晶圓正面及背面淀積多晶硅；利用化學(xué)氣相沉積在晶圓101正面和背面淀積多晶硅104 ；在晶圓101正面淀積 的多晶硅104填充于連通三極管的柵極102的通孔、連通電容的通孔及晶圓101正面的介 質(zhì)層103的表面；在晶圓101背面淀積的多晶硅104在晶圓101背面的介質(zhì)層103的表面
形成一層多晶硅層。步驟205 刻蝕晶圓正面的多晶硅形成互連線；根據(jù)預(yù)設(shè)的圖案對(duì)晶圓101正面淀積的多晶硅104進(jìn)行刻蝕，形成連通三極管的 柵極102和電容(圖1中未示出)的互連線。步驟206 利用化學(xué)氣相沉積在晶圓正面和背面形成保護(hù)層；利用化學(xué)氣相沉積在晶圓101正面的多晶硅104互連線表面、晶圓101正面的介質(zhì)層103表面和晶圓101背面的多晶硅104表面形成一層氮化硅(Si3N4) 105，利用化學(xué)機(jī)械 研磨使晶圓101正面制作的氮化硅105平坦化；利用化學(xué)氣相沉積在平坦化后的晶圓101 正面的氮化硅105表面及晶圓101背面的氮化硅105表面制作一層正硅酸乙酯(TEOS) 106。 晶圓101正面的互連線表面制作的氮化硅105和正硅酸乙酯106構(gòu)成了保護(hù)其下的半導(dǎo)體 器件不受損害的保護(hù)層。步驟207:結(jié)束。采用上述方法在晶圓101的正面形成介質(zhì)層103、多晶硅104互連線和保護(hù)層的 同時(shí)，晶圓101的背面也會(huì)沉積一層介質(zhì)層103、一層多晶硅104、一層氮化硅105和一層正 硅酸乙酯106 ；由于氮化硅105和正硅酸乙酯106的重力作用以及氮化硅105和多晶硅104 之間的應(yīng)力不匹配的問(wèn)題，可能會(huì)造成位于晶圓101背面的部分氮化硅105和正硅酸乙酯 106脫落，污染位于該晶圓下層的另一晶圓表面制作的器件，使得采用上述方法制作而成的 晶圓的缺陷密度增高，也就是制作而成的晶圓上具有缺陷的器件的密度增高，降低了產(chǎn)品 質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供了一種晶圓背面薄膜結(jié)構(gòu)的形成方法，該方法能夠降低晶 圓的缺陷密度，提高產(chǎn)品質(zhì)量。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案具體是這樣實(shí)現(xiàn)的一種晶圓背面薄膜結(jié)構(gòu)的形成方法，應(yīng)用于制作動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器的晶圓，該晶圓 正面制作有三極管和電容，在晶圓正面制作的三極管及電容表面制作有一層介質(zhì)層，所述 三極管和所述電容間的互連線由制作于晶圓正面的介質(zhì)層表面的多晶硅形成，晶圓背面具 有一層介質(zhì)層及一層制作于晶圓背面介質(zhì)層表面的多晶硅，該方法包括利用化學(xué)氣相沉積在晶圓正面由多晶硅形成的互連線表面、晶圓正面的介質(zhì)層表 面及晶圓背面的多晶硅表面形成保護(hù)層；利用濕法清洗去除晶圓背面的多晶硅表面的保護(hù)層。上述方法中，所述形成保護(hù)層的方法為利用化學(xué)氣相沉積在晶圓正面由多晶硅形成的互連線表面、晶圓正面的介質(zhì)層表 面及晶圓背面的多晶硅表面形成一層氮化硅；利用化學(xué)機(jī)械研磨平坦化晶圓正面形成的的氮化硅層；利用化學(xué)氣相沉積在平坦化后的晶圓正面的氮化硅層表面及晶圓背面的氮化硅 表面形成一層正硅酸乙酯。上述方法中，所述利用濕法清洗去除晶圓背面的多晶硅表面的保護(hù)層包括利用氫氟酸、硝酸及水的混合溶液持續(xù)噴灑晶圓的背面，且每去除100埃厚的保 護(hù)層需要持續(xù)噴灑10秒至120秒。上述方法中，所述混合溶液中氫氟酸的體積百分比為20%至70% ；所述混合溶液 中硝酸的體積百分比為15%至65% ；所述混合溶液中水的體積百分比為15%至65%。上述方法中，所述化學(xué)氣相沉積為低壓化學(xué)氣相沉積。由上述的技術(shù)方案可見，本發(fā)明提供了一種晶圓背面薄膜結(jié)構(gòu)的形成方法，應(yīng)用 于制作動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器的晶圓，該晶圓正面制作有三極管和電容，在晶圓正面制作的三極管及電容表面制作有一層介質(zhì)層，所述三極管和所述電容間的互連線由制作于晶圓正面的 介質(zhì)層表面的多晶硅形成，晶圓背面具有一層介質(zhì)層及一層制作于晶圓背面介質(zhì)層表面的 多晶硅，該方法包括利用化學(xué)氣相沉積在晶圓正面由多晶硅形成的互連線表面、晶圓正面 的介質(zhì)層表面及晶圓背面的多晶硅表面形成保護(hù)層；利用濕法清洗去除晶圓背面的多晶硅 表面的保護(hù)層。采用本發(fā)明的方法，避免了晶圓背面的保護(hù)層脫落至與該晶圓相鄰的下層 晶圓正面制作的器件上，降低了制作的晶圓的缺陷密度，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量。


圖1為現(xiàn)有的晶圓結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為現(xiàn)有的晶圓背面薄膜結(jié)構(gòu)形成方法的流程圖。圖3為采用本發(fā)明的方法制作的晶圓背面薄膜結(jié)構(gòu)的示意圖。圖4為本發(fā)明晶圓背面薄膜結(jié)構(gòu)形成方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案、及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下參照附圖并舉實(shí)施例， 對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明提供了一種晶圓背面薄膜結(jié)構(gòu)的形成方法，該方法對(duì)晶圓背面薄膜結(jié)構(gòu)進(jìn) 行了改進(jìn)，在多晶硅互連線上制作了保護(hù)層之后，增加了利用濕法清洗去除晶圓背面多晶 硅表面的保護(hù)層的步驟，可防止晶圓背面多晶硅表面的保護(hù)層脫落至下層晶圓造成的晶圓 缺陷密度較高的問(wèn)題，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量。圖3為采用本發(fā)明的方法制作的晶圓背面薄膜結(jié)構(gòu)的示意圖。圖4為本發(fā)明晶圓 背面薄膜結(jié)構(gòu)形成方法的流程圖。現(xiàn)結(jié)合圖3及圖4，對(duì)本發(fā)明的晶圓背面薄膜結(jié)構(gòu)的形成 方法進(jìn)行說(shuō)明本發(fā)明采用的化學(xué)氣相沉積的反應(yīng)腔與現(xiàn)有技術(shù)的相同，具體地，該反應(yīng)腔可放 置多片晶圓，且每片晶圓層疊放置，相鄰兩層的晶圓間具有一定的距離。在利用化學(xué)氣相沉 積的方法在晶圓正面形成薄膜結(jié)構(gòu)時(shí)，晶圓的背面也會(huì)形成相同的薄膜結(jié)構(gòu)。步驟401 利用化學(xué)氣相沉積在晶圓正面及背面淀積一層介質(zhì)層；利用化學(xué)氣相沉積在晶圓301正面制作的器件表面淀積一層介質(zhì)層303，同時(shí)，晶 圓301未制作有器件的表面也淀積形成一層介質(zhì)層303。該介質(zhì)層為二氧化硅(SiO2)；上 述的器件為制作于晶圓301正面的三極管及電容(圖3中未示出)。步驟402 利用化學(xué)機(jī)械研磨平坦化晶圓正面的介質(zhì)層；利用化學(xué)機(jī)械研磨使晶圓301正面淀積形成的介質(zhì)層303平坦化。步驟403 刻蝕晶圓正面的介質(zhì)層形成通孔；刻蝕晶圓301正面的介質(zhì)層303形成連通三極管的柵極302的通孔及連通電容 (圖3中未示出)的通孔。步驟404 利用化學(xué)氣相沉積在晶圓正面及背面淀積多晶硅；利用化學(xué)氣相沉積在晶圓301正面的介質(zhì)層303表面淀積多晶硅304，同時(shí)，晶圓 301背面的介質(zhì)層303表面也會(huì)淀積一層多晶硅304 ；在晶圓301正面介質(zhì)層303表面淀積 的多晶硅304填充于制作于晶圓301正面的介質(zhì)層303上的連通三極管的柵極302的通孔、連通電容的通孔及晶圓301正面的介質(zhì)層303的表面；在晶圓301背面淀積的多晶硅304 在晶圓301背面的介質(zhì)層303的表面形成一層多晶硅層。步驟405 刻蝕晶圓正面的多晶硅形成互連線；根據(jù)預(yù)設(shè)的圖案對(duì)晶圓301正面淀積的多晶硅304進(jìn)行刻蝕，形成連通三極管的 柵極302和電容(圖3中未示出)的互連線。步驟406 利用化學(xué)氣相沉積在晶圓正面和背面形成保護(hù)層；利用低壓化學(xué)氣相沉積(LPCVD)，在置于爐管中的晶圓301正面的由多晶硅304形 成的互連線表面、晶圓301正面的介質(zhì)層303表面及晶圓301背面的多晶硅304表面形成 保護(hù)層。利用化學(xué)氣相沉積在晶圓301正面的由多晶硅304形成的互連線表面及晶圓301 正面的介質(zhì)層303表面形成一層氮化硅(Si3N4) 305，同時(shí)，晶圓301背面的多晶硅304表面 也會(huì)淀積形成一層氮化硅(Si3N4) 305 ；利用化學(xué)機(jī)械研磨使晶圓301正面制作的氮化硅305 平坦化；利用化學(xué)氣相沉積在平坦化后的晶圓301正面的氮化硅305表面及晶圓301背面 的氮化硅305表面制作一層正硅酸乙酯(TEOS) 306。晶圓301正面的互連線表面及晶圓301 正面的介質(zhì)層303表面制作的氮化硅305和正硅酸乙酯306構(gòu)成了保護(hù)其下的半導(dǎo)體器件 不受損害的保護(hù)層。上述的化學(xué)氣相沉積為低壓化學(xué)氣相沉積。由于氮化硅305和多晶硅304間的應(yīng)力不匹配，加之晶圓301背面制作于多晶硅 304表面的氮化硅305和正硅酸乙酯306的重力作用，晶圓301背面的多晶硅304表面的氮 化硅305和正硅酸乙酯306極易脫落。步驟407 利用濕法清洗去除晶圓背面的多晶硅表面的保護(hù)層；利用噴頭對(duì)單個(gè)晶圓301的背面進(jìn)行濕法清洗，也就是利用酸性試劑逐一噴灑晶 圓301的背面，去除晶圓301背面多晶硅304表面的氮化硅305及正硅酸乙酯306，使得晶 圓301背面的多晶硅304的厚度在120埃至250埃。酸性試劑可為氫氟酸、硝酸和水的混合溶液，混合溶液中氫氟酸的體積百分比為 20%至70%，混合溶液中硝酸的體積百分比為15%至65%，混合溶液中水的體積百分比為 15%至65%;利用酸性試劑噴灑的時(shí)間由保護(hù)層的厚度確定，每去除100埃厚的保護(hù)層，利 用酸性試劑噴灑的時(shí)間為10秒至120秒。步驟408:結(jié)束。綜上所述，以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。 凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的 保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種晶圓背面薄膜結(jié)構(gòu)的形成方法，應(yīng)用于制作動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器的晶圓，該晶圓正 面制作有三極管和電容，在晶圓正面制作的三極管及電容表面制作有一層介質(zhì)層，所述三 極管和所述電容間的互連線由制作于晶圓正面的介質(zhì)層表面的多晶硅形成，晶圓背面具有 一層介質(zhì)層及一層制作于晶圓背面介質(zhì)層表面的多晶硅，該方法包括利用化學(xué)氣相沉積在晶圓正面由多晶硅形成的互連線表面、晶圓正面的介質(zhì)層表面及 晶圓背面的多晶硅表面形成保護(hù)層；利用濕法清洗去除晶圓背面的多晶硅表面的保護(hù)層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述形成保護(hù)層的方法為利用化學(xué)氣相沉積在晶圓正面由多晶硅形成的互連線表面、晶圓正面的介質(zhì)層表面及 晶圓背面的多晶硅表面形成一層氮化硅；利用化學(xué)機(jī)械研磨平坦化晶圓正面形成的氮化硅層；利用化學(xué)氣相沉積在平坦化后的晶圓正面的氮化硅層表面及晶圓背面的氮化硅表面 形成一層正硅酸乙酯。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述利用濕法清洗去除晶圓背面的多 晶硅表面的保護(hù)層包括利用氫氟酸、硝酸及水的混合溶液持續(xù)噴灑晶圓的背面，且每去除100埃厚的保護(hù)層 需要持續(xù)噴灑10秒至120秒。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述混合溶液中氫氟酸的體積百分比為 20%至70% ；所述混合溶液中硝酸的體積百分比為15%至65% ；所述混合溶液中水的體積 百分比為15%至65%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述化學(xué)氣相沉積為低壓化學(xué)氣相沉積。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種晶圓背面薄膜結(jié)構(gòu)的形成方法，應(yīng)用于制作動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器的晶圓，該晶圓正面制作有三極管和電容，在晶圓正面制作的三極管及電容表面制作有一層介質(zhì)層，所述三極管和所述電容間的互連線由制作于晶圓正面的介質(zhì)層表面的多晶硅形成，晶圓背面具有一層介質(zhì)層及一層制作于晶圓背面介質(zhì)層表面的多晶硅，該方法包括利用化學(xué)氣相沉積在晶圓正面由多晶硅形成的互連線表面、晶圓正面的介質(zhì)層表面及晶圓背面的多晶硅表面形成保護(hù)層；利用濕法清洗去除晶圓背面的多晶硅表面的保護(hù)層。采用本發(fā)明的方法，避免了晶圓背面的保護(hù)層脫落至與該晶圓相鄰的下層晶圓正面制作的器件上，降低了制作的晶圓的缺陷密度，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量。
文檔編號(hào)H01L21/31GK102110654SQ20091020099
公開日2011年6月29日 申請(qǐng)日期2009年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月23日
發(fā)明者徐長(zhǎng)春, 郝娟玲 申請(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司