專利名稱：一種消除硅凹坑的方法
技術領域：
本發明涉及半導體存儲器制造領域，尤其涉及ー種NOR Flash芯片的制造方法。
背景技術：
現代社會，各種各樣的電子產品融入人們的工作和生活，例如手機、數碼相機和U盤等。在這些電子產品中，往往使用閃存(Flash)進行數據存儲。閃存有許多類型，從結構上分主要有N0R、NAND、AND、DiN0R等，其中NAND和NOR是目前較為常見的類型。Flash全名叫Flash EEPROM Memory，1984年由東芝公司發明，1988年Intel推出第一款商業性的NORFlash芯片，1989年日立公司研制成功NAND Flash。NOR Flash是目前最通用的閃存，其存儲格式和讀寫方式都與常用的內存相近，支持隨即讀寫，具有較高的速度和低廉的價格，非常適合存儲程序及相關數據。在現有的NOR Flash的制造方法中，通過對硅襯底離子注入產生存儲單元Cell(元胞)區域。離子化金屬等離子注入(1nized metal plasma, IMP)是目前常用的離子注入技木，1996年由應用材料公司推出。離子化金屬等離子注入是將摻雜雜質引入半導體晶片中，是半導體制造中關鍵的處理工藝。在離子注入系統中，將電子引入充有摻雜源氣體的真空Ife室，使尚子源生成尚子。慘雜源氣體包括BF3、B10H14-, B12H22-.PH3> AsH3> PF5-, AsF5等。電子與氣體中摻雜原子及分子的碰撞，導致產生了包含正和負摻雜離子的離子化等離子體。通過在適當形狀的提取電極兩端施加高電壓，而實現離子束的提取，提取束通過提取電極上的通孔。該提取束作為朝向村底加速的準直離子束，穿過通孔并離開離子源。離子束撞擊在半導體晶片的襯底表面上，以在襯底中注入摻雜元素。該離子束穿透襯底表面，以形成期望的摻雜特征。所注入的摻雜原子隨后能夠通過退火而激活，以形成電活性的摻雜區域。所注入的各種離子物料包括B、P、As等。硼是特別廣泛使用的注入物料。IMP注入中，氣體帶著要摻雜的雜質硼在離子注入機中離化，采用高電壓和磁場來控制并加速離子，導致高能雜質離子注入到襯底中。在硼元素的MP注入過程中，一般開啟淹沒式等離子體槍(PlasmaFlood Gun, PFG)對襯底表面噴射負電荷。在硼MP離子注入和隨后的熱處理等エ藝步驟后，會在存儲單元Cell表面形成氧化物、有機物、顆粒和金屬污染物。一般使用緩沖氧化物蝕刻劑(Buffer Oxide Etch, B0E)清洗半導體襯底，BOE蝕刻劑是HF與NH4F依不同比例混合而成。6: 1B0E表示HF = NH4F=1: 6的成分混合而成。HF為主要的蝕刻液，NH4F則作為緩沖劑使用，清洗若干遍。然而，在硼MP注入エ藝中，淹沒式等離子體槍(Plasma Flood Gun, PFG)對襯底表面噴射負電荷，在襯底表面積累過多的負電荷，負電荷和BOE發生電化學反應，導致襯底表面的硅被侵蝕，容易產生硅凹坑，并導致產品的低良，缺陷狀況嚴重的甚至在線剔片，非常影響產品的生產。
發明內容
本發明的目的在于提出ー種在NOR Flash芯片制造過程中，可以通過エ藝優化從根本上消除硅凹坑、解決因硅凹坑導致的在線剔片以及產品低良的方法。為達此目的，本發明采用以下技術方案:一種消除NOR Flash芯片制造過程中硅凹坑的方法，該方法包括:離子化金屬等離子注入步驟和濕法腐蝕步驟，其特征在干:在所述離子化金屬等離子注入步驟中，將所述離子化金屬等離子注入系統中的淹沒式等離子體槍關閉；在所述濕法腐蝕步驟中使用稀釋HF。作為本發明的一種優選方案，所述離子化金屬等離子注入步驟，以低能量注入硼，注入能量為6-12KV。作為本發明的一種優選方案，所述離子化金屬等離子注入步驟，注入能量為10KV。作為本發明的一種優選方案，所述離子化金屬等離子注入步驟中，劑量為1.1-1.8 X 1015cnT2。作為本發明的一種優選方案，所述離子化金屬等離子注入步驟中，劑量為1.5 X IO15Cm 2O作為本發明的一種優選方案，所述濕法腐蝕步驟中，稀釋HF成分為HF:H2O=1: 100。作為本發明的一種優選方案，所述濕法腐蝕步驟，溫度為20_26°C。作為本發明的一種優選方案，所述濕法腐蝕步驟，溫度為23°C。作為本發明的一種優選方案，所述濕法腐蝕步驟中，所述濕法腐蝕時間是根據氧化物的消耗來確定的。作為本發明的一種優選方案，還包括在濕法腐蝕后，進行ー去離子水清洗步驟。與現有技術相比，本發明掲示的用于消除NOR Flash芯片制造過程中硅凹坑的方法，通過將硼離子化金屬等離子注入系統中的淹沒式等離子體槍關閉，并使用稀釋HF濕法腐蝕，從而可從根本上消除硅凹坑，解決因硅凹坑導致的在線剔片和產品的低良。
圖1是本發明消除硅凹坑方法的流程圖。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明作進ー步的詳細說明。可以理解的是，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋本發明，而非對本發明的限定。第一實施例參見圖1，圖中介紹了消除硅凹坑的流程圖，主要包括離子化金屬等離子注入步驟和濕法腐蝕步驟。本實施例掲示了一種消除NOR Flash芯片制造過程中硅凹坑的方法。該方法包括:離子化金屬等離子注入和濕法腐蝕步驟。在MP離子注入中，氣體帶著要摻雜的雜質硼在離子注入機中離化，采用高電壓和磁場來控制并加速離子，導致高能雜質離子注入到襯底中。在硼元素的IMP注入過程中，一般開啟淹沒式等離子體槍(Plasma Flood Gun,PFG)對襯底表面噴射負電荷，目的是為了使離子束集中不發散。申請人經大量實驗，發現在硼MP元素注入エ藝中，淹沒式等離子體槍(Plasma Flood Gun, PFG)對襯底表面噴射負電荷，在襯底表面積累過多的負電荷，負電荷和BOE發生電化學反應,導致襯底表面的娃被侵蝕，容易產生硅凹坑，但是，把BOE替換成稀釋HF則不會發生這種電化學反應。因此，本發明公開了ー種可以從根本上消除硅凹坑的方法:在離子化金屬等離子注入步驟中，將硼離子化金屬等離子注入系統中的淹沒式等離子體槍關閉，不再向硅襯底表面噴灑負電荷；在濕法エ藝中用稀釋HF代替B0E，硼元素以低能量注入。采用上述方案，可以把NOR Flash芯片的制造良品率提高大約8%。第二實施例本實施例掲示了一種消除NOR Flash芯片制造過程中硅凹坑的方法。該方法包括:離子化金屬等離子注入(1nized metal plasma, IMP)和濕法腐蝕步驟。在IMP離子注入中，氣體帶著要摻雜的雜質硼在離子注入機中離化，采用高電壓和磁場來控制并加速離子，導致高能雜質離子注入到襯底中。在硼元素的MP注入過程中，一般開啟淹沒式等離子體槍(Plasma Flood Gun，PFG)對襯底表面噴射負電荷，目的是為了使離子束集中不發散。申請人經大量實驗，發現在硼MP元素注入エ藝中，淹沒式等離子體槍(Plasma Flood Gun,PFG)對襯底表面噴射負電荷，在襯底表面積累過多的負電荷，負電荷和BOE發生電化學反應，導致襯底表面的硅被侵蝕，容易產生硅凹坑，但是，把BOE替換成稀釋HF則不會發生這種電化學反應。因此，本發明公開了ー種可以從根本上消除硅凹坑的方法:在離子化金屬等離子注入步驟中，將硼離子化金屬等離子注入系統中的淹沒式等離子體槍關閉，不再向硅襯底表面噴灑負電荷；在濕法エ藝中用稀釋HF代替BOE ;在硼MP注入中，以6-12KV的能量注入硼元素。第三實施例本實施例掲示了一種消除NOR Flash芯片制造過程中硅凹坑的方法。該方法包括:離子化金屬等離子注入(1nized metal plasma, IMP)和濕法腐蝕步驟。在IMP離子注入中，氣體帶著要摻雜的雜質硼在離子注入機中離化，采用高電壓和磁場來控制并加速離子，導致高能雜質離子注入到襯底中。在硼元素的MP注入過程中，一般開啟淹沒式等離子體槍(Plasma Flood Gun，PFG)對襯底表面噴射負電荷，目的是為了使離子束集中不發散。申請人經大量實驗，發現在硼MP元素注入エ藝中，淹沒式等離子體槍(Plasma Flood Gun,PFG)對襯底表面噴射負電荷，在襯底表面積累過多的負電荷，負電荷和BOE發生電化學反應，導致襯底表面的硅被侵蝕，容易產生硅凹坑，但是，把BOE替換成稀釋HF則不會發生這種電化學反應。因此，本發明公開了ー種可以從根本上消除硅凹坑的方法:在離子化金屬等離子注入步驟中，將硼離子化金屬等離子注入系統中的淹沒式等離子體槍關閉，不再向硅襯底表面噴灑負電荷；在濕法エ藝中用稀釋HF代替BOE ;在硼MP注入中，以10KV的能量注入硼元素。第四實施例本實施例掲示了一種消除NOR Flash芯片制造過程中硅凹坑的方法。該方法包括:離子化金屬等離子注入(1nized metal plasma, IMP)和濕法腐蝕步驟。在IMP離子注入中，氣體帶著要摻雜的雜質硼在離子注入機中離化，采用高電壓和磁場來控制并加速離子，導致高能雜質離子注入到襯底中。在硼元素的IMP注入過程中，一般開啟淹沒式等離子體槍(Plasma Flood Gun，PFG)對襯底表面噴射負電荷，目的是為了使離子束集中不發散。申請人經大量實驗，發現在硼MP元素注入エ藝中，淹沒式等離子體槍(Plasma FloodGun, PFG)對襯底表面噴射負電荷，在襯底表面積累過多的負電荷，負電荷和BOE發生電化學反應，導致襯底表面的硅被侵蝕，容易產生硅凹坑，但是，把BOE替換成稀釋HF則不會發生這種電化學反應。因此，本發明公開了ー種可以從根本上消除硅凹坑的方法:在離子化金屬等離子注入步驟中，將硼離子化金屬等離子注入系統中的淹沒式等離子體槍關閉，不再向硅襯底表面噴灑負電荷；在濕法エ藝中用稀釋HF代替BOE ;在硼MP注入中，劑量為1.1-1.8 X 1015cnT2。第五實施例本實施例掲示了一種消除NOR Flash芯片制造過程中硅凹坑的方法。該方法包括:離子化金屬等離子注入(1nized metal plasma, IMP)和濕法腐蝕步驟。在IMP離子注入中，氣體帶著要摻雜的雜質硼在離子注入機中離化，采用高電壓和磁場來控制并加速離子，導致高能雜質離子注入到襯底中。在硼元素的IMP注入過程中，一般開啟淹沒式等離子體槍(Plasma Flood Gun，PFG)對襯底表面噴射負電荷，目的是為了使離子束集中不發散。申請人經大量實驗，發現在硼MP元素注入エ藝中，淹沒式等離子體槍(Plasma Fl oodGun, PFG)對襯底表面噴射負電荷，在襯底表面積累過多的負電荷，負電荷和BOE發生電化學反應，導致襯底表面的硅被侵蝕，容易產生硅凹坑，但是，把BOE替換成稀釋HF則不會發生這種電化學反應。因此，本發明公開了ー種可以從根本上消除硅凹坑的方法:在離子化金屬等離子注入步驟中，將硼離子化金屬等離子注入系統中的淹沒式等離子體槍關閉，不再向硅襯底表面噴灑負電荷；在濕法エ藝中用稀釋HF代替BOE ;在硼MP注入中，劑量為
1.5 X IO15Cm 2O第六實施例本實施例掲示了一種消除NOR Flash芯片制造過程中硅凹坑的方法。該方法包括:離子化金屬等離子注入(1nized metal plasma, IMP)和濕法腐蝕步驟。在IMP離子注入中，氣體帶著要摻雜的雜質硼在離子注入機中離化，采用高電壓和磁場來控制并加速離子，導致高能雜質離子注入到襯底中。在硼元素的MP注入過程中，一般開啟淹沒式等離子體槍(Plasma Flood Gun，PFG)對襯底表面噴射負電荷，目的是為了使離子束集中不發散。申請人經大量實驗，發現在硼MP元素注入エ藝中，淹沒式等離子體槍(Plasma Flood Gun,PFG)對襯底表面噴射負電荷，在襯底表面積累過多的負電荷，負電荷和BOE發生電化學反應，導致襯底表面的硅被侵蝕，容易產生硅凹坑，但是，把BOE替換成稀釋HF則不會發生這種電化學反應。因此，本發明公開了ー種可以從根本上消除硅凹坑的方法:在離子化金屬等離子注入步驟中，將硼離子化金屬等離子注入系統中的淹沒式等離子體槍關閉，不再向硅襯底表面噴灑負電荷；在濕法エ藝中用稀釋HF代替B0E，稀釋HF成分為HF = H2O=1: 60-150。第七實施例本實施例掲示了一種消除NOR Flash芯片制造過程中硅凹坑的方法。該方法包括:離子化金屬等離子注入(1nized metal plasma, IMP)和濕法腐蝕步驟。在IMP離子注入中，氣體帶著要摻雜的雜質硼在離子注入機中離化，采用高電壓和磁場來控制并加速離子，導致高能雜質離子注入到襯底中。在硼元素的MP注入過程中，一般開啟淹沒式等離子體槍(Plasma Flood Gun，PFG)對襯底表面噴射負電荷，目的是為了使離子束集中不發散。申請人經大量實驗，發現在硼MP元素注入エ藝中，淹沒式等離子體槍(Plasma Flood Gun,PFG)對襯底表面噴射負電荷，在襯底表面積累過多的負電荷，負電荷和BOE發生電化學反應，導致襯底表面的硅被侵蝕，容易產生硅凹坑，但是，把BOE替換成稀釋HF則不會發生這種電化學反應。因此，本發明公開了ー種可以從根本上消除硅凹坑的方法:在離子化金屬等離子注入步驟中，將硼離子化金屬等離子注入系統中的淹沒式等離子體槍關閉，不再向硅襯底表面噴灑負電荷；在濕法エ藝中用稀釋HF代替BOE，稀釋HF成分為HF = H2O=1: 100。第八實施例本實施例掲示了一種消除NOR Flash芯片制造過程中硅凹坑的方法。該方法包括:離子化金屬等離子注入(1nized metal plasma, IMP)和濕法腐蝕步驟。在IMP離子注入中，氣體帶著要摻雜的雜質硼在離子注入機中離化，采用高電壓和磁場來控制并加速離子，導致高能雜質離子注入到襯底中。在硼元素的MP注入過程中，一般開啟淹沒式等離子體槍(Plasma Flood Gun，PFG)對襯底表面噴射負電荷，目的是為了使離子束集中不發散。申請人經大量實驗，發現在硼MP元素注入エ藝中，淹沒式等離子體槍(Plasma Flood Gun,PFG)對襯底表面噴射負電荷，在襯底表面積累過多的負電荷，負電荷和BOE發生電化學反應，導致襯底表面的硅被侵蝕，容易產生硅凹坑，但是，把BOE替換成稀釋HF則不會發生這種電化學反應。因此，本發明公開了ー種可以從根本上消除硅凹坑的方法:在離子化金屬等離子注入步驟中，將硼離子化金屬等離子注入系統中的淹沒式等離子體槍關閉，不再向硅襯底表面噴灑負電荷；在濕法エ藝中用稀釋HF代替B0E，溫度為20-26°C。第九實施例本實施例掲示了一種消除NOR Flash芯片制造過程中硅凹坑的方法。該方法包括:離子化金屬等離子注入(1nized metal plasma, IMP)和濕法腐蝕步驟。在IMP離子注入中，氣體帶著要摻雜的雜質硼在離子注入機中離化，采用高電壓和磁場來控制并加速離子，導致高能雜質離子注入到襯底中。在硼元素的MP注入過程中，一般開啟淹沒式等離子體槍(Plasma Flood Gun，PFG)對襯底表面噴射負電荷，目的是為了使離子束集中不發散。申請人經大量實驗，發現在硼MP元素注入エ藝中，淹沒式等離子體槍(Plasma Flood Gun,PFG)對襯底表面噴射負電荷，在襯底表面積累過多的負電荷，負電荷和BOE發生電化學反應，導致襯底表面的硅被侵蝕，容易產生硅凹坑，但是，把BOE替換成稀釋HF則不會發生這種電化學反應。因此，本發明公開了ー種可以從根本上消除硅凹坑的方法:在離子化金屬等離子注入步驟中，將硼離子化金屬等離子注入系統中的淹沒式等離子體槍關閉，不再向硅襯底表面噴灑負電荷；在濕法エ藝中用稀釋HF代替B0E，溫度為23°C。第十實施例本實施例掲示了一種消除NOR Flash芯片制造過程中硅凹坑的方法。該方法包括:離子化金屬等離子注入(1nized metal plasma, IMP)和濕法腐蝕步驟。在IMP離子注入中，氣體帶著要摻雜的雜質硼在離子注入機中離化，采用高電壓和磁場來控制并加速離子，導致高能雜質離子注入到襯底中。在硼元素的MP注入過程中，一般開啟淹沒式等離子體槍(Plasma Flood Gun，PFG)對襯底表面噴射負電荷，目的是為了使離子束集中不發散。申請人經大量實驗，發現在硼MP元素注入エ藝中，淹沒式等離子體槍(Plasma Fl ood Gun,PFG)對襯底表面噴射負電荷，在襯底表面積累過多的負電荷，負電荷和BOE發生電化學反應，導致襯底表面的硅被侵蝕，容易產生硅凹坑，但是，把BOE替換成稀釋HF則不會發生這種電化學反應。因此，本發明公開了ー種可以從根本上消除硅凹坑的方法:在離子化金屬等離子注入步驟中，將硼離子化金屬等離子注入系統中的淹沒式等離子體槍關閉，不再向硅襯底表面噴灑負電荷；在濕法エ藝中用稀釋HF代替B0E，腐蝕時間不固定。
第^^ 一實施例本實施例掲示了一種消除NOR Flash芯片制造過程中硅凹坑的方法。該方法包括:離子化金屬等離子注入(1nized metal plasma, IMP)和濕法腐蝕步驟。在IMP離子注入中，氣體帶著要摻雜的雜質硼在離子注入機中離化，采用高電壓和磁場來控制并加速離子，導致高能雜質離子注入到襯底中。在硼元素的MP注入過程中，一般開啟淹沒式等離子體槍(Plasma Flood Gun，PFG)對襯底表面噴射負電荷，目的是為了使離子束集中不發散。申請人經大量實驗，發現在硼MP元素注入エ藝中，淹沒式等離子體槍(Plasma Fl ood Gun,PFG)對襯底表面噴射負電荷，在襯底表面積累過多的負電荷，負電荷和BOE發生電化學反應，導致襯底表面的硅被侵蝕，容易產生硅凹坑，但是，把BOE替換成稀釋HF則不會發生這種電化學反應。因此，本發明公開了ー種可以從根本上消除硅凹坑的方法:在離子化金屬等離子注入步驟中，將硼離子化金屬等離子注入系統中的淹沒式等離子體槍關閉，不再向硅襯底表面噴灑負電荷；在濕法エ藝中用稀釋HF代替B0E，根據氧化物的消耗確定濕法腐蝕時間。第十二實施例本實施例掲示了一種消除NOR Flash芯片制造過程中硅凹坑的方法。該方法包括:離子化金屬等離子注入(1nized metal plasma, IMP)和濕法腐蝕步驟。在IMP離子注入中，氣體帶著要摻雜的雜質硼在離子注入機中離化，采用高電壓和磁場來控制并加速離子，導致高能雜質離子注入到襯底中。在硼元素的MP注入過程中，一般開啟淹沒式等離子體槍(Plasma Flood Gun，PFG)對襯底表面噴射負電荷，目的是為了使離子束集中不發散。申請人經大量實驗，發現在硼MP元素注入エ藝中，淹沒式等離子體槍(Plasma Flood Gun,PFG)對襯底表面噴射負電荷，在襯底表面積累過多的負電荷，負電荷和BOE發生電化學反應，導致襯底表面的硅被侵蝕，容易產生硅凹坑，但是，把BOE替換成稀釋HF則不會發生這種電化學反應。因此，本發明公開了ー種可以從根本上消除硅凹坑的方法:在離子化金屬等離子注入步驟中，將硼離子化金屬等離子注入系統中的淹沒式等離子體槍關閉，不再向硅襯底表面噴灑負電荷；在濕法エ藝中用稀釋HF代替B0E，進行ー去離子水清洗步驟。本發明掲示的用于消除NOR Flash芯片制造過程中硅凹坑的方法，在硼離子化金屬等離子注入過程中，通過將硼離子化金屬等離子注入系統中的淹沒式等離子體槍關閉，并使用稀釋HF濕法腐蝕，從而可從根本上消除硅凹坑，解決因硅凹坑導致的在線剔片和產品的低良，大大提聞了良品的廣出率。注意，上述僅為本發明的較佳實施例及所運用技術原理。本領域技術人員會理解，本發明不限于這里所述的特定實施例，對本領域技術人員來說能夠進行各種明顯的變化、重新調整和替代而不會脫離本發明的保護范圍。因此，雖然通過以上實施例對本發明進行了較為詳細的說明，但是本發明不僅僅限于以上實施例，在不脫離本發明構思的情況下，還可以包括更多其他等效 實施例，而本發明的范圍由所附的權利要求范圍決定。
權利要求
1.一種消除硅凹坑的方法，該方法包括:離子化金屬等離子注入步驟和濕法腐蝕步驟，其特征在于:在所述離子化金屬等離子注入步驟中，將所述離子化金屬等離子注入系統中的淹沒式等離子體槍關閉；在所述濕法腐蝕步驟中使用稀釋HF。
2.如權利要求1所述的消除硅凹坑的方法，其特征在于，所述離子化金屬等離子注入步驟，以低能量注入硼，注入能量為6-12KV。
3.如權利要求2所述的消除硅凹坑的方法，其特征在于，注入能量為10KV。
4.如權利要求3所述的消除硅凹坑的方法，其特征在干，所述離子化金屬等離子注入步驟中，劑量為1.1-1.8X 1015cnT2。
5.如權利要求4所述的消除硅凹坑的方法，其特征在干，劑量為1.5X1015cm_2。
6.如權利要求1所述的消除硅凹坑的方法，其特征在于，所述濕法腐蝕步驟中，稀釋HF成分為 HFiH2O=1:1OO0
7.如權利要求1所述的消除硅凹坑的方法，其特征在于，所述濕法腐蝕步驟，溫度為20-26 °C。
8.如權利要求7所述的消除硅凹坑的方法，其特征在于，溫度為23°C。
9.如權利要求1所述的消除硅凹坑的方法，其特征在于，所述濕法腐蝕步驟中，所述濕法腐蝕時間是根據氧化物的消耗來確定的。
10.如權利要求1所述的消除硅凹坑的方法，其特征在于，還包括在濕法腐蝕后，進行去離子水清洗步驟。
全文摘要
本發明公開了一種消除硅凹坑的方法，該方法包括離子化金屬等離子注入和濕法腐蝕步驟，其特征在于在所述離子化金屬等離子步驟中，將所述離子化金屬等離子注入系統中的淹沒式等離子體槍關閉；在所述濕法工藝中用稀釋HF代替BOE。本發明可從根本上消除硅凹坑，解決因硅凹坑導致的在線剔片和產品的低良。
文檔編號H01L21/8247GK103137562SQ20131004890
公開日2013年6月5日 申請日期2013年2月7日 優先權日2013年2月7日
發明者王輝, 黃兆興 申請人:無錫華潤上華科技有限公司