[發明專利]淺溝槽形成方法

有效

• 申請號: 200810204557.1
• 申請日: 2008-12-09
• 公開（公告）號: CN101752286A
• 公開（公告）日: 2010-06-23
• 發明（設計）人: 趙林林
• 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: H01L21/76
• 分類號: H01L21/76;H01L21/308;H01L21/311
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 李麗

技術領域

本發明涉及半導體制造技術領域，特別涉及一種淺溝槽形成方法。

背景技術

傳統工藝中，形成淺溝槽的步驟包括，步驟11：如圖1所示，在半導體基底10上形成鈍化層20及圖形化的抗蝕劑層30；步驟12：如圖2所示，以所述圖形化的抗蝕劑層30為掩膜，刻蝕所述鈍化層20，形成刻蝕后的所述鈍化層22；步驟13：如圖3所示，以刻蝕后的所述鈍化層22為硬掩膜，刻蝕部分所述半導體基底10，形成所述淺溝槽40。繼而，以所述鈍化層為停止層，填充并平整化所述淺溝槽；去除所述鈍化層，形成淺溝槽隔離區。所述半導體基底為已定義器件有源區并需完成淺溝槽隔離的半導體襯底。

所述淺溝槽的形成工藝已成為一項較為成熟的技術，業內對此已進行了相當廣泛的研究，如包含2004年9月22日公開的公開號為“CN1531056A”的中國專利申請或2003年3月19日公開的公告號為“CN1242466C”的中國專利的現有技術中公開的淺溝槽隔離技術。

通常，結合圖2所示，采用包含氟碳氣體(如CHF₃或CH₂F₂中的一種或其組合)的第一刻蝕氣體去除所述鈍化層以及過刻蝕部分厚度的所述半導體基底(下文中，將臨近所述半導體基底的所述鈍化層及臨近所述鈍化層、被過刻蝕的、部分厚度的半導體基底簡稱為臨界區域)；結合圖3所示，而采用包含溴基氣體(如HBr)的第二刻蝕氣體刻蝕部分深度的所述半導體基底，形成所述淺溝槽。

隨著器件的臨界尺寸降至65納米，對形成的所述淺溝槽的形貌要求越來越高。

然而，實際生產發現，如圖4所示，形成所述淺溝槽40后，在所述淺溝槽40的側壁頂端存在尖角缺陷42，所述尖角缺陷42的存在，使得在后續為填充所述淺溝槽而形成墊氧化層后，覆蓋所述尖角處的所述墊氧化層的厚度小于位于其他位置的所述墊氧化層的厚度，使得在執行上述平整化后進行的清洗操作時，覆蓋所述尖角處的所述墊氧化層更易于被去除，并暴露所述尖角處，使得所述尖角處易于在所述清洗過程中被氧化去除，或者，在與后續操作的時間間隔內被氧化，繼而在后續清洗過程中被去除，而造成淺溝槽隔離區頂角缺失。所述淺溝槽隔離區頂角缺失可能對包含所述淺溝槽的器件的電學性能或可靠性等造成潛在的影響。由此，如何減小甚至消除所述淺溝槽的側壁頂端存在的尖角缺陷，繼而，減小甚至消除所述淺溝槽隔離區頂角缺失，成為本領域技術人員著手解決的主要問題。

發明內容

本發明提供了一種淺溝槽形成方法，可減小甚至消除所述淺溝槽的側壁頂端存在的尖角缺陷，繼而，減小甚至消除所述淺溝槽隔離區頂角缺失。

本發明提供的一種淺溝槽形成方法，包括：

在半導體基底上形成鈍化層及圖形化的抗蝕劑層；

以所述圖形化的抗蝕劑層為掩膜，采用第一刻蝕氣體去除部分厚度的所述鈍化層；

以刻蝕后的所述鈍化層為硬掩膜，采用異于所述第一刻蝕氣體的第二刻蝕氣體去除剩余的所述鈍化層并刻蝕部分深度的所述半導體基底，形成所述淺溝槽。

可選地，所述鈍化層為氧化層和形成于其上的氮化層；可選地，所述第一刻蝕氣體包含氟碳氣體；可選地，所述氟碳氣體包含CHF₃或CH₂F₂中的一種或其組合；可選地，所述第二刻蝕氣體包含溴基氣體；可選地，所述溴基氣體包含HBr；可選地，所述第二刻蝕氣體還包含氟基硫化氣體；可選地，所述氟基硫化氣體為SF₆。

與現有技術相比，上述技術方案具有以下優點：

上述技術方案提供的淺溝槽形成方法，通過采用第一刻蝕氣體去除部分厚度的所述鈍化層，而采用異于所述第一刻蝕氣體的第二刻蝕氣體去除剩余的所述鈍化層并刻蝕部分深度的所述半導體基底，即通過改用第二刻蝕氣體去除所述臨界區域，可減少傳統技術中采用第一刻蝕氣體去除所述臨界區域時，由于所述第一刻蝕氣體對所述鈍化層及所述半導體基底存在刻蝕差異，使得在刻蝕臨近所述鈍化層的半導體基底時，部分已去除其上鈍化層的半導體基底未被去除而形成的尖角缺陷，即，通過采用利用第二刻蝕氣體去除所述臨界區域的淺溝槽形成方法，可減小臨近所述鈍化層的半導體基底和更深的半導體基底之間的刻蝕差異，繼而可減小甚至消除由所述刻蝕差異導致的所述淺溝槽的側壁頂端存在的尖角缺陷，進而，可減小甚至消除所述淺溝槽隔離區頂角缺失。

附圖說明

圖1-圖3為說明現有技術中形成淺溝槽流程的結構示意圖；

圖4為說明現有技術中存在尖角缺陷的淺溝槽的結構示意圖；