硅、氧化硅和氮化硅的堆栈结构刻蚀方法技术

一种硅、氧化硅和氮化硅的堆栈结构刻蚀方法，包括：提供一酸槽刻蚀液，所述酸槽刻蚀液具有刻蚀固定标准批次产品能力；提供多批次形成硅、氧化硅和氮化硅堆栈结构的产品，并提供每批次产品的数量和参数；根据每批次产品的数量和参数，对该批次产品进行判断，当该批次产品不超过酸槽刻蚀液刻蚀能力，对该批次产品进行酸槽刻蚀；当该批次产品超过酸槽刻蚀液刻蚀能力，更换酸槽刻蚀液，然后对该批次产品进行酸槽刻蚀。本发明专利技术采用先进的优化刻蚀工艺，能够避免酸槽内的刻蚀液未完全消耗就被更换，提高酸槽内的刻蚀液利用率，降低生产成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制造领域，特别涉及。
技术介绍
硅、氧化硅和氮化硅的堆栈结构广泛使用于半导体器件制造领域，例如在浅沟道隔离技术(STI)中，采用硅、氧化硅和氮化硅的堆栈结构(形成在硅衬底上的作为隔离介质层的氧化硅层和形成在氧化硅层上的作为刻蚀阻挡层的氮化硅层)可以提高浅沟道刻蚀质量。但上述结构在形成器件之后通常会采用湿法刻蚀来去除氮化硅，具体是采用温度约为160°C的磷酸(H3PO4)来去除氮化硅。磷酸(H3PO4)来去除氮化硅的反应机理为Si 3N4+4H3P04+IOH2O - Si3O2(OH)8+ 4順典 04;其中生成物中的Si3O2(OH)8经过脱水和氧化物沉淀形成氧化硅和水，化学反应式为Si3O2 (OH) 8 — 3Si02+4H20 ；生成物中NH4H2PO4的会NH3分解，化学反应式为 NH4H2PO4 — ΝΗ3+Η3Ρ04。由上述机理可知，在去除氮化硅的反应中，磷酸可以被认为是催化剂。 但是，磷酸去除氮化硅的同时也会去除氧化硅，上述的刻蚀工艺会受到磷酸浓度以及刻蚀溶液中硅浓度的参数影响，请参考图1，图1是磷酸刻蚀液的刻蚀速率与磷酸刻蚀液中的硅浓度的关系图，可以看出，当刻蚀液中硅含量高，刻蚀液对氮化硅的刻蚀速率保持稳定，但刻蚀液对氧化硅的刻蚀速率呈线性下降，直至磷酸刻蚀液中的硅含量大于lOOppm，刻蚀液对氧化硅几乎没有刻蚀效果。由上图还可以看出，随着磷酸刻蚀液中的硅含量增加，酸刻蚀液中的微粒也随之增加，该现象的出现是由于Si3O2 (OH) 8脱水会产生的二氧化硅和水，而二氧化硅达到饱和溶解度后会形成沉淀，造成酸刻蚀液中的微粒增加，降低半导体工艺的良率。由上述的分析可知，硅浓度的控制是维持固定的氮化硅对氧化硅的刻蚀选择比以及保持固定氮化硅和氧化硅刻蚀速率，以及提高半导体工艺的良率的重要因素，现有的采用湿法去除氮化硅工艺通常是采用容纳有磷酸刻蚀液的酸槽浸泡去除，根据经验或者固定的产品的参数来设定浸泡批次，并且通常行业规则默认一批次浸泡的产品数量为50pcs，当进行刻蚀工艺时，读取该次刻蚀的批次，将读取的值与设定的批次值做比较，当读取的值小于设定的批次值，直接进行浸泡刻蚀工艺；当读取的值大于设定的批次值，更换酸槽里的磷酸刻蚀液，然后再进行浸泡刻蚀工艺。但是，实际的半导体生产工艺中，产品的参数例如氮化硅的厚度、氮化硅的致密度、氧化硅的厚度以及氧化硅的致密度会随着工艺的变化而变化，并且每批次浸泡刻蚀液的产品有可能少于50pcs，采用现有的湿法去除氮化硅工艺会因为上述原因而出现磷酸刻蚀液还能够使用却被更换的现象，浪费磷酸刻蚀液，提高生产成本。
技术实现思路
本专利技术提供一种，避免刻蚀液浪费。为解决上述问题，本专利技术提供一种提供一酸槽刻蚀液，所述酸槽刻蚀液具有刻蚀固定标准批次产品能力；提供多批次形成硅、氧化硅和氮化硅堆栈结构的产品，并提供每批次产品的数量和参数；根据每批次产品的数量和参数，对该批次产品进行判断，当该批次产品不超过酸槽刻蚀液刻蚀能力，对该批次产品进行酸槽刻蚀；当该批次产品超过酸槽刻蚀液刻蚀能力，更换酸槽刻蚀液，然后对该批次产品进行酸槽刻蚀。本专利技术采用先进的优化刻蚀工艺，能够避免酸槽内的刻蚀液未完全消耗就被更换，提高酸槽内的刻蚀液利用率，降低生产成本。附图说明图1是磷酸刻蚀液的刻蚀速率与磷酸刻蚀液中的硅浓度的关系图；图2是本专利技术提供的流程图。具体实施例方式现有的采用湿法去除氮化硅工艺通常是采用容纳有磷酸刻蚀液的酸槽浸泡去除， 根据经验或者固定的产品的参数来设定浸泡批次，并且通常行业规则默认一批次浸泡的产品数量为50pcs，当进行刻蚀工艺时，读取该次刻蚀的批次，将读取的值与设定的批次值做比较，当读取的值小于设定的批次值，直接进行浸泡刻蚀工艺；当读取的值大于设定的批次值，更换酸槽里的磷酸刻蚀液，然后再进行浸泡刻蚀工艺。但是上述的工艺会造成磷酸刻蚀液浪费，在实际的生产过程中，由于待刻蚀产品产量的限制和出于提高工作效率的考虑，并不是每一批次刻蚀的产品都能够达到50pcs，并且每次刻蚀的产品参数例如氮化硅厚度、氮化硅致密度也会有差异，当达到设定的批次值时，该酸槽中的磷酸刻蚀液可能并不需要更换却被更换掉，造成浪费，提高生产成本。本专利技术提供一种，参考图2，包括如下步骤步骤S101，提供一酸槽刻蚀液，所述酸槽刻蚀液具有刻蚀固定标准批次产品能力；步骤S102，提供多批次形成硅、氧化硅和氮化硅堆栈结构的产品，并提供每批次产品的数量和参数；步骤S103，根据每批次产品的数量和参数，对该批次产品进行判断，当该批次产品不超过酸槽刻蚀液刻蚀能力，对该批次产品进行酸槽刻蚀；当该批次产品超过酸槽刻蚀液刻蚀能力，更换酸槽刻蚀液，然后对该批次产品进行酸槽刻蚀。下面对上述步骤进行详细说明。首先，进行步骤S101，提供一酸槽刻蚀液，所述刻蚀液为含磷酸的刻蚀液，其中磷酸的质量浓度为10%至70%，需要特别指出的是，可以根据实际刻蚀产品的参数，例如氮化硅的厚度等，选择最优的刻蚀液含磷酸的浓度。所述酸槽可以是公知的刻蚀酸槽，具有容纳一标准批次需要刻蚀产品的能力，在本实施例中，以酸槽能够容纳50片需要刻蚀产品做示范性说明，此时，一标准批次需要刻蚀产品的能力为标准厚度X酸槽机器刻蚀液的寿命计数项X50，标准厚度为待刻蚀产品的最大厚度，以硅、氧化硅和氮化硅堆栈结构为例，所述标准厚度为该批次的硅、氧化硅和氮化硅堆栈结构的最大厚度。所述酸槽可以向生产厂家购买或者定制获得，在这里不再赘述。根据酸槽的容量和酸槽刻蚀液参数，调配酸槽刻蚀液，并设定酸槽刻蚀液刻蚀固定标准批次值，具体地，可以根据酸槽刻蚀液的含磷酸的浓度、酸槽内刻蚀液容量以及待刻蚀产品的参数来设定该酸槽内的刻蚀液可以刻蚀多少批次的待刻蚀产品，例如设定为蚀刻每批次为50pcs的产品的20批次、30批次......50批次。在本实施例中，以蚀刻每批次为50pcs的产品50批次做示范性说明，需要指出的是，每批次50pcs是半导体产品生产的默认批次数量，在这里沿用该设定，在其他实施例中可以根据实际需要设定每批次的产品数量。执行步骤S102，提供多批次形成硅、氧化硅和氮化硅堆栈结构的产品，并提供每批次产品的数量和参数。所述硅、氧化硅和氮化硅堆栈结构的产品可以通过化学气相沉积工艺在硅片的衬底上依次沉积氧化硅、氮化硅得到，其中氧化硅还可以通过氧化方法将硅片的表面氧化得到，在这里不一一赘述。需要说明的是，所述硅、氧化硅和氮化硅堆栈结构还可以按照生产需要对形成的氧化硅、氮化硅薄膜进行光刻、刻蚀工艺后形成的结构。在形成硅、氧化硅和氮化硅堆栈结构的产品后，采用薄膜测试设备，对形成的硅、 氧化硅和氮化硅堆栈结构进行测试，获得每一产品的的薄膜数据，例如氮化硅厚度、氮化硅致密度、氧化硅厚度、氧化硅致密度等数据，并将获得的数据存储在存储介质中。需要说明的是，在半导体产品生产中，通常会以FOUP为单位进行生产，1个FOUP能够容纳25片产品，生产完2个FOUP共50片产品为一个批次。并且不间断的进行生产，直至达到产量要求。但是在生产过程中，由于良率等原因，会剔除不符合要求的产品，从而使得一个批次会不够50片。本专利技术的专利技术人还考虑到由于半导体生产过程中的差异，同一批次的每片产品的薄膜厚度等参数也会有差本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李芳，周海锋，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：