[發明專利]一種改善深溝槽刻蝕的氧化物硬掩模輪廓的方法

有效

• 申請號: 200710043587.4
• 申請日: 2007-07-09
• 公開（公告）號: CN101345193A
• 公開（公告）日: 2009-01-14
• 發明（設計）人: 鐘鑫生;馮大貴;廖國彰;林新發;吳建興
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: H01L21/308
• 分類號: H01L21/308
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所
• 代理人: 樓仙英

技術領域

本發明涉及半導體制程中的深溝槽刻蝕方法，特別是涉及改善深溝槽刻蝕的硬掩模輪廓的方法。

背景技術

在半導體器件制作過程中，常常用到深溝槽刻蝕，其中存儲器的柵極下電容的制作就是一例。標準深溝槽刻蝕的過程是在硅襯底上依次形成氧化物層、氮化物層、電介質層和多晶硅層，形成多晶硅硬掩模開口，氧化物硬掩模開口，去除多晶硅硬掩模，然后進行深溝槽刻蝕。但是由于在去除多晶硅硬掩模時，硅襯底已暴露，存在多晶硅殘留于氧化物開口底部的硅襯底上，接著以氧化物為硬掩模對硅襯底進行深溝槽刻蝕時，由于殘留的多晶硅也成為硬掩模，因此氧化物硬掩模的輪廓不清晰，以這樣不清晰的氧化物硬掩模進行深溝槽刻蝕得到的圖案尺寸會產生很大偏差和不規則問題，如圖2和圖7所示。導致最后的器件合格率下降。

到目前為止，還沒有任何有效的方法來防止在進行去除多晶硅硬掩模的刻蝕以后出現襯底破壞的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種方法，可以防止在進行深溝槽刻蝕之前進行硬掩模多晶硅的去除時不會在硅襯底上產生殘留。

本發明的改善深溝槽刻蝕的氧化物硬掩模輪廓的方法，包括如下步驟：

a)在硅襯底上依次形成氧化物層、氮化物層、電介質層、多晶硅層；

b)形成光刻膠的深溝槽刻蝕圖案；

c)以光刻膠為掩模，形成多晶硅層的開口；

d)以多晶硅層為硬掩模，形成電介質層、氮化物層、氧化物層的開口；

e)在開口中填充光刻膠；

f)去除開口中的部分光刻膠；

g)去除硬掩模多晶硅；

h)去除開口中的全部光刻膠；

i)以氧化物層為硬掩模，對硅襯底進行深溝槽刻蝕。

根據本發明的電介質層可以是摻雜硅玻璃，如硼硅玻璃，也可以是未摻雜的硅玻璃。

根據本發明的一個方面，去除部分光刻膠可以采用回蝕(etch?back)的方法，去除多晶硅硬掩模可以采用干或濕式刻蝕方法。

根據本發明的另一個方面，部分光刻膠的去除和多晶硅硬掩模的去除可以用化學機械研磨方法同時去除。

由于本發明在去除多晶硅硬掩模之前，用光刻膠填充了多晶硅和氧化物形成的開孔中，保護暴露的硅襯底和氧化物硬掩模的輪廓，當去除多晶硅硬掩模時，其殘留物不會對硅襯底和氧化物硬掩模輪廓產生影響，因此可以改善深溝槽刻蝕時氧化物硬掩模的輪廓，保證器件性能的可靠性和穩定性。

附圖說明

以下結合附圖進一步說明本發明的特點，這些附圖是說明本發明的典型實施例，構成本發明的一部分，但其不構成對本發明的任何限制。

圖1是根據現有技術的方法，形成多晶硅和氧化物開口以后的截面示意圖。

圖2是根據現有技術的方法，去除多晶硅硬掩模后的截面示意圖。

圖3是根據本發明的一個實施例，在形成多晶硅和氧化物開口以后填充光刻膠，以及回蝕光刻膠以后的截面示意圖。

圖4是在圖3的步驟以后，去除硬掩模后，再去除光刻膠后的截面示意圖。

圖5是根據本發明的另一實施例，形成多晶硅和氧化物層開口以后，填充光刻膠，以及用化學機械研磨方法同時去除多晶硅硬掩模和部分光刻膠以后的截面示意圖。

圖6是圖5的步驟以后去除余下的光刻膠后的截面示意圖。

圖7是根據現有技術的方法，去除多晶硅硬掩模后的氧化物開口的截面的電子透射圖。

圖8根據本發明的方法，去除多晶硅硬掩模后氧化物開口的截面的電子透射圖。

附圖標記說明

1硅襯底????????2氧化物層

3氮化物層??????4電介質層

5多晶硅層??????6光刻膠層

7多晶硅層開口??8氧化物層開口

9開口中填充的光刻膠

具體實施方式

下面結合附圖和通過實施例進一步詳細說明本發明。

以存儲器的柵極下電容的制作過程中，深溝槽刻蝕的形成過程為例進行說明。

實施例1

如圖3所示，首先在硅襯底1上依次形成氧化物層2、氮化物層3、電介質層4、多晶硅層5，其中，電介質層可以是摻雜硅玻璃，如硼硅玻璃，也可以是未摻雜的硅玻璃；

在多晶硅層上形成光刻膠層6的深溝槽刻蝕圖案，光刻膠可以采用常規的ASML?DUV750KrF任何一種光刻膠(機臺產自荷蘭ASML)；

以光刻膠層6為掩模，采用普通干法刻蝕，如用Lam9400多晶硅刻蝕的方法(機臺產自美國Lam)刻蝕形成多晶硅層的開口7，并去除光刻膠層6；