[發明專利]淺溝槽隔離工藝方法

有效

• 申請號: 200710094392.2
• 申請日: 2007-12-06
• 公開（公告）號: CN101452873A
• 公開（公告）日: 2009-06-10
• 發明（設計）人: 陳福成;朱駿
• 申請（專利權）人: 上海華虹NEC電子有限公司
• 主分類號: H01L21/762
• 分類號: H01L21/762;H01L21/31;H01L21/312
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司
• 代理人: 丁紀鐵

技術領域

本發明涉及半導體集成電路制造技術領域，特別是涉及一種淺溝槽隔離工藝方法。

背景技術

現在半導體制造工藝中，淺溝槽隔離技術被普遍采用。在淺溝槽隔離技術中，隔離能力是很重要的技術參數。其中，淺溝槽隔離填充對淺溝槽的隔離能力有很大的影響，并因此對晶體管性能產生的影響極大。

在已有的淺溝槽隔離工藝方法中，淺溝槽工藝為以下幾個步驟：第一步，生長一層氧化層襯墊(Pad?Oxide)和氮化硅刻蝕阻擋層；第二步，光刻并顯影；第三步，淺溝槽的刻蝕；第四步，淺溝槽表面的氧化形成氧化層襯墊；第五步，化學汽相淀積在淺溝槽內填充二氧化硅；第六步，化學機械拋光工藝去除多余的二氧化硅；第七步，去除氧化層襯墊(Pad?Oxide)和氮化硅刻蝕阻擋層。其中化學機械拋光工藝不可避免的引入侵蝕、刮痕缺陷和凹陷效應，導致面內的均一性不高。同時由于高密度離子的填充能力受到高寬比的約束，高密度離子的高寬比(AR)的極限一般為3.5∶1左右。在已有技術的情況下，淺溝槽的深度不能太深，否則高密度離子填不進去，因此淺溝槽的隔離能力也受到一定限制。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種淺溝槽隔離工藝方法，可以簡化淺溝槽隔離工藝流程，增強淺溝槽的隔離能力。

為解決上述技術問題，本發明淺溝槽隔離工藝方法的技術方案是，包括以下步驟：第一步，在硅片上生長第一層氧化層襯墊(Pad?Oxide)，在所述第一層氧化層襯墊上涂布光刻膠，并進行光刻定義出形成淺溝槽的位置，通過顯影去除所述淺溝槽的位置上的光刻膠，在所述淺溝槽的位置上形成光刻膠窗口、其它區域用光刻膠保護；第二步，以所述光刻膠為掩膜，在所述光刻膠窗口處刻蝕形成所述淺溝槽，去除所述光刻膠，并在所述淺溝槽的內壁以及所述第一層氧化層襯墊表面上生長第二層氧化層襯墊(Liner?Oxide)；第三步，在形成有所述淺溝槽、第一層氧化層襯墊、第二層氧化層襯墊的硅片上涂布硅基光刻膠，所述硅基光刻膠完全填充所述淺溝槽；第四步，對所述硅基光刻膠進行光刻并顯影，以去除所述淺溝槽區域外的所述硅基光刻膠；第五步，氧氣等離子體處理；第六步，刻蝕掉所述溝槽外的硅片表面上的所述第一層氧化層襯墊和所述第二層氧化層襯墊，并清洗；第七步，利用自動反饋系統在所述硅片和所述硅基光刻膠上生長第三層氧化層襯墊(Screen?Oxide)。

作為本發明的進一步改進是，第三步中填充的硅基光刻膠為：由酮類有機溶劑、醚類有機溶劑、烷烴類有機溶劑、抗反射吸收材料、可與標準四甲基氫氧化銨顯影液反應的有機酸基團樹脂以及含氧、氟、硅元素的有機基團樹脂、以及含氧、氟、硅元素的交聯樹脂構成，分子量在1000到50000之間，折射率在1.0到3.0之間，消光系數在0.1到3.0之間。

每次涂布劑量為0.5ml到5ml，涂布次數為1到3次，烘烤溫度為60℃到250℃，烘烤次數為1到3次，烘烤時間為10秒到120秒。

每次的液體使用量為1ml到100ml，次數為1到3次，顯影液的溫度為10℃到30℃，顯影浸泡時間為10秒到120秒，隨后使用去離子水沖洗硅片表面移除顯影液的時間為10秒到120秒。

本發明通過采用硅基光刻膠作為填充介質，利用它很高的填充能力，大大提高了淺溝槽的隔離能力。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步詳細的說明：

圖1為本發明方法流程圖；

圖2至圖7為本發明實施例流程示意圖。

圖中附圖標記為10為硅片截面，20為光刻膠，30為第一層氧化層襯墊，31為第二層氧化層襯墊，32為第三層氧化層襯墊，40為硅基光刻膠。

具體實施方式

如圖1所示，本發明實施例包括以下的步驟：

首先，如圖2所示，在硅片上生長第一層氧化層襯墊30(Pad?Oxide)，然后對第一層氧化層30襯墊涂膠，并對光刻膠進行光刻。

其次，如圖3所示，刻蝕形成淺溝槽，剝離上一步中殘留的光刻膠，然后在淺溝槽內壁以及所述第一層氧化層襯墊30上中長第二層氧化層襯墊31(Liner?Oxide)。

再次，如圖4所示，在淺溝槽中填充硅基光刻膠(Si-based?PhotoResist)。該硅基光刻膠由酮類有機溶劑、醚類有機溶劑、烷烴類有機溶劑、抗反射吸收材料、可與標準四甲基氫氧化銨顯影液反應的有機酸基團樹脂以及含氧、氟、硅元素的有機基團樹脂、以及含氧、氟、硅元素的交聯樹脂構成。其分子量在1000到50000之間，折射率在1.0到3.0之間，消光系數在0.1到3.0之間。