[发明专利]酸腐蚀去除氮化硅工艺的补水装置和方法

说明书

技术领域

本发明属于半导体技术领域，尤其涉及一种用于浅沟槽隔离工艺中的酸腐蚀去除氮化硅工艺的补水装置和方法。

背景技术

在集成电路制造工艺中，浅沟槽隔离(STI)已经成为0.25μm以下技术节点的标准工艺。其中，作为浅沟槽隔离化学机械平坦化(STI CMP)停止层的氮化硅(Si₃N₄)，在STI CMP后需要被彻底移除，目前，采用移除的方法是湿法腐蚀方法，将半导体器件放入槽式腐蚀清洗设备的化学槽中，化学槽内装有化学液，一般采用的化学液是质量百分比为85％的高纯H₃PO₄，工艺温度160-170℃。

研究发现，在H₃PO₄腐蚀工艺中增加适量的去离子水，将会显著提高H₃PO₄对氮化硅和氧化硅的腐蚀选择比；即在腐蚀过程中，含一定量水的H₃PO₄会快速腐蚀去除氮化硅，而对氧化硅的腐蚀速率很低。这样将十分利于H₃PO₄腐蚀去除氮化硅，并保留浅沟槽的氧化硅以及氮化硅层下面的牺牲氧化层。另外，因为H₃PO₄腐蚀去除氮化硅工艺为高温工艺，温度为160-170℃，加入的水很快会因为工艺温度高而蒸发。基于此二原因，需要为H₃PO₄定时定量补水。

目前的H3PO4腐蚀工艺氮化硅，补水工艺是通过人工从化学槽上面完成的，这样做有二个问题，一是人工操作具有不确定性，无法保证定时定量补水；二是人工补水具有一定危险性。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明提供一种酸腐蚀去除氮化硅工艺的补水装置和方法，可定时定量从化学槽底部补水，以满足酸腐蚀去除氮化硅工艺的需求。

实现本发明目的的技术方案是：

一种酸腐蚀去除氮化硅工艺的补水装置，用于浅沟槽隔离工艺，所述补水装置包括相互连接的化学槽、补水管、以及安装于补水管进水口且与控制系统相连的控制阀，补水管铺设于所述化学槽底部，在补水管上开设多个小孔，控制阀对补水管进行定时定量控制。其中化学槽底部包括支架，补水管卧在支架中。化学槽底部为四方形或圆形；补水管在化学槽底部呈回形、或环形铺满并均匀分布。

其中化学槽为盛放酸液的石英缸，补水管为可承受高温耐强酸腐蚀的材料，如PFA材质，或是石英材质。

其中补水管上开设的小孔每隔一段固定间距开设；例如补水管管径为6mm，所开小孔的直径为1mm，孔与孔的固定间距为30mm。

另外本发明还可公开了一种酸腐蚀去除氮化硅工艺的补水装置的补水方法，用于浅沟槽隔离工艺，所述补水装置包括相互连接的化学槽、补水管、以及安装于补水管进水口且与控制系统相连的控制阀，其特征是：所述补水方法通过铺设于所述化学槽底部的补水管由下而上进行补水，在所述补水管上开设多个小孔，由所述控制阀对所述补水管进行定时定量控制。

其中在化学槽底部安装支架，并将补水管卧在支架中以免在高温下因变形而移动。补水管上的多个小孔为均匀间隔开设，例如补水管管径为6mm，所开小孔的直径为1mm，孔与孔的固定间距为30mm。其中补水管在化学槽底部呈回形、或环形铺满并均匀分布。

本发明的酸腐蚀去除氮化硅工艺的补水装置和方法，可定时定量、均匀地从化学槽底部补水，避免了人工补水装置的不确定性和危险，满足了H₃PO₄腐蚀去除氮化硅工艺的需求。

附图说明

图1为本发明一个实施例中的酸腐蚀去除氮化硅工艺的补水装置的主视图；

图2为图1装置的补水管的示意图；

图3为图1装置的俯视图；

图4a为图1装置的盘管方式一的示意图；

图4b为图1装置的盘管方式二的示意图。

具体实施方式

以下结合附图并以具体实施方式为例，对本发明进行详细说明。但是，本领域技术人员应该知晓的是，本发明不限于所列出的具体实施方式，只要符合本发明的精神，都应该包括于本发明的保护范围内。

以下实施例以H₃PO₄为例，但是本领域技术人员应该知道，本发明还可以应用于其他酸腐蚀液。