阅读说明：本技术 一种vdmos多晶硅栅返工工艺 (Reworking process for VDMOS polysilicon gate ) 是由 顾婷婷 雷中柱 茆健 俞骁 陈伟 征真 张丽 于 2021-08-13 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种VDMOS多晶硅栅返工工艺,包含以下步骤：先测量返工产品上多晶硅的厚度,再用硝化酸混合物-4F腐蚀液去除返工产品上的多晶硅,然后测量返工产品上栅氧的厚度,接着用BOE腐蚀液去除返工产品上的栅氧,然后使用FSI清洗设备对晶圆进行清洗,去除颗粒,最后重新淀积栅氧和多晶硅；本发明通过先去除多晶硅,再去除栅氧,最后对晶圆表面进行清洗的工艺流程,不仅能够保证多晶硅和栅氧去除干净,对场氧损伤较小,还能够保证返工后的晶圆表面的洁净度,提高返工后产品性能,节约了成本。(The invention relates to a VDMOS polysilicon gate reworking process, which comprises the following steps: firstly, measuring the thickness of polycrystalline silicon on a reworked product, then removing the polycrystalline silicon on the reworked product by using a nitrating acid mixture-4F corrosive liquid, then measuring the thickness of gate oxide on the reworked product, then removing the gate oxide on the reworked product by using a BOE corrosive liquid, then cleaning a wafer by using FSI cleaning equipment, removing particles, and finally redepositing the gate oxide and the polycrystalline silicon; according to the invention, through the process flow of removing the polysilicon, removing the gate oxide and cleaning the surface of the wafer, the polysilicon and the gate oxide can be completely removed, the field oxide is less damaged, the cleanliness of the surface of the reworked wafer can be ensured, the product performance after the reworking is improved, and the cost is saved.)

一种VDMOS多晶硅栅返工工艺

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，特指一种VDMOS多晶硅栅返工工艺。

背景技术

VDMOS栅极主要由多晶硅和氧化层组成，对栅氧和多晶硅薄膜质量要求极高，在加工过程中容易出现颗粒脱落、温度异常等原因，造成栅氧和多晶硅质量差，进而影响VDMOS器件性能；因此，需要对VDMOS栅极进行返工处理，但由于不能完全、均匀地去除多晶硅和栅氧，导致晶圆表面有多晶硅或者栅氧残留，并且不能控制场氧层的膜厚，在返工时失败率较高。

如现有技术201910923286.3公开的一种沟槽肖特基多晶硅沉积后栅氧中断返工方法，返工方法存在以下问题：1、所用的化学溶液不能均匀快速去除多晶硅，需要进行多次测量确认多晶硅厚度，并多次进行加腐，流程复杂，效率低下，对栅氧造成的损伤大；2、在去除栅氧时，使用的化学溶液腐蚀速率过快，对场氧造成严重损伤，晶圆表面化学残留、颗粒残留较多；因此通常返工后的VDMOS器件整体性能较差。

发明内容

本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种VDMOS多晶硅栅返工工艺，流程简便，能够有效快速去除多晶硅，对栅氧及场氧影响更小，且晶圆表面洁净度较高，能达到优良返工效果。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种VDMOS多晶硅栅返工工艺，包含以下步骤：

S1：测量返工产品上多晶硅的厚度；

S2：用硝化酸混合物-4F腐蚀液去除返工产品上的多晶硅；

S3：测量返工产品上栅氧的厚度；

S4：用BOE腐蚀液去除返工产品上的栅氧；

S5：使用FSI清洗设备对晶圆进行清洗，去除颗粒；

S6：重新淀积栅氧和多晶硅。

优选的，所述硝化酸混合物-4F腐蚀液由以下体积百分比的成分组成：60-65％HNO3、0.3-0.6％的NH4F和HF、10-15％HAC、其余为H2O。

优选的，所述BOE腐蚀液为HF水溶液和NH4F水溶液的混合溶液；所述HF水溶液和NH4F水溶液的体积比为1：7。

优选的，步骤S2和S4中，均通过腐蚀设备进行腐蚀，且腐蚀设备具有鼓泡循环的功能。

优选的，步骤S1和S3中，均通过膜厚仪测量多晶硅和栅氧的厚度。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

1、本发明通过先去除多晶硅，再去除栅氧，最后对晶圆表面进行清洗的工艺流程，不仅能够保证多晶硅和栅氧去除干净，对场氧损伤较小，还能够保证返工后的晶圆表面的洁净度，提高返工后产品性能，节约了成本；

2、本发明使用的硝化酸混合物-4F腐蚀液，由于HF含量极少，且含有NH4F作为缓冲剂，因此，能在短时间内将多晶硅均匀的去除干净，大大提高工作效率，且无残留，并且过程中不会对栅氧的厚度造成影响；

3、本发明使用的BOE腐蚀液，由于HF水溶液和NH4F水溶液的体积比为1：7，腐蚀速率较低，能保证去除栅氧的同时，,较好控制下层场氧厚度；

4、本发明在腐蚀过程中，利用循环鼓泡的方式，不需要进行加腐，流程简便，操作简单，对栅氧损伤更低，提高了返工效率。

附图说明

下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：

附图1为本发明中多晶硅、栅氧以及场氧化层在VDMOS中的结构示意图；

附图2为本发明所述的VDMOS多晶硅栅返工工艺的流程图，

其中：1、多晶硅；2、栅氧；3、场氧化层。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1所述，本发明所述的VDMOS多晶硅栅返工工艺的原理为：VDMOS栅极由多晶硅1和氧化硅薄膜(简称栅氧2)组成，在返工时需要将两层薄膜去除干净并重新淀积，并且不能影响场氧化层3厚度，从而保证产品的电学特性。

如图2所述，本发明所述的VDMOS多晶硅栅返工工艺，包含以下步骤：

S1：通过膜厚仪测量返工产品上多晶硅1的厚度；

S2：确认多晶硅1的膜厚后，用硝化酸混合物-4F腐蚀液去除返工产品上的多晶硅1；所述硝化酸混合物-4F腐蚀液由以下体积百分比的成分组成：61％HNO3、04％的NH4F和HF、11.5％HAC其余为H2O；由于HF含量极少，且含有NH4F作为缓冲剂，因此，能在短时间内将多晶硅1均匀的去除干净，无多晶残留，且过程中不会对栅氧2的厚度造成影响；其中多晶硅1的厚度约为8000A，腐蚀速率约为2700A/min，直到多晶硅1的厚度低于10A，才停止腐蚀，腐蚀过程中，利用腐蚀设备的鼓泡循环功能，在浸泡腐蚀的环境下，保证多晶硅1在短时间内均匀去除干净，不需要进行加腐，操作简单。

S3：多晶硅1去除完成后，通过膜厚仪测量返工产品上栅氧2的厚度；

S4：用BOE腐蚀液去除返工产品上的栅氧2；所述BOE腐蚀液为HF水溶液和NH4F水溶液的混合溶液；所述HF水溶液和NH4F水溶液的体积比为1：7，腐蚀速率较低，能保证去除栅氧2的同时对下层场氧厚度控制较好；由于硝化酸混合物-4F腐蚀液并未影响栅氧2厚度，栅氧2厚度约为1000A，腐蚀速率约为950A/min，直到栅氧2的厚度低于10A，才停止腐蚀，腐蚀过程中，同样利用腐蚀设备的鼓泡循环功能，保证栅氧2能在规定时间去除干净，且不影响场氧化层3的厚度；

S5：多晶硅1和氧化硅薄膜去除完成，使用FSI清洗设备对晶圆进行清洗，保证晶圆表面无化学残留、无颗粒；

S6：最后重新淀积栅氧2和多晶硅1。

以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。