[發(fā)明專利]形成淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010110801.5
• 申請(qǐng)日: 2010-02-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102157428A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-08-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙林林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/762
• 分類號(hào): H01L21/762;H01L21/66
• 代理公司: 北京德琦知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11018
• 代理人: 王一斌;王琦

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體元器件的制造技術(shù)，尤其是指一種形成淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的方法。

背景技術(shù)

隨著半導(dǎo)體制造技術(shù)的飛速發(fā)展，大規(guī)模集成電路的集成度的不斷提高，半導(dǎo)體襯底的單位面積上有源器件的密度越來(lái)越高，半導(dǎo)體器件的特征尺寸(CD)顯著減小，各有源器件之間的距離也越來(lái)越小，從而使得各個(gè)器件之間的絕緣隔離保護(hù)也變得更加重要。在現(xiàn)有的半導(dǎo)體制造工藝進(jìn)入深亞微米技術(shù)節(jié)點(diǎn)之后，0.13μm以下的元器件的有源區(qū)(AA，Active?Area)之間的隔離槽已大多采用了淺溝槽隔離(STI，Shallow?Trench?Isolation)技術(shù)來(lái)制作。

圖1(a)～圖1(g)為現(xiàn)有技術(shù)中形成淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的示意圖。圖2為現(xiàn)有技術(shù)中形成淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的方法的流程圖。結(jié)合圖1(a)～圖1(d)、圖2所示，現(xiàn)有技術(shù)中的形成淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的方法包括如下所述的步驟：

步驟201，在半導(dǎo)體襯底上依次分別形成墊氧化層、停止層和光刻膠掩膜。

如圖1(a)所示，在本步驟中，將首先在半導(dǎo)體襯底100上依次分別形成墊氧化層(Pad?Oxide)102、停止層(Stop?Layer)104和光刻膠掩膜106，其中，所述墊氧化層102的主要成分為二氧化硅(SiO₂)，所述停止層104的主要成分為氮化硅(SiN)，因此，該停止層也可稱為氮化硅犧牲層。

步驟202，通過(guò)曝光顯影(Photo)工藝，定義淺溝槽圖形。

步驟203，以光刻膠掩膜為掩膜(Mark)，對(duì)停止層、墊氧化層和半導(dǎo)體襯底進(jìn)行刻蝕(etch)，形成淺溝槽。

如圖1(a)所示，在本步驟中，將以光刻膠掩膜106為掩膜，用干法刻蝕法刻蝕停止層104、墊氧化層102和半導(dǎo)體襯底100，從而形成淺溝槽110。

步驟204，去除光刻膠掩膜。

如圖1(b)所示，在本步驟中，將通過(guò)常用的處理方法(例如，灰化處理過(guò)程、濕法刻蝕法等)去除光刻膠掩膜106。

步驟205，在淺溝槽中形成襯氧化層。

如圖1(c)所示，在本步驟中，將使用熱氧化法在淺溝槽110的底部與側(cè)壁形成襯氧化層(Liner?Oxide)108，所述襯氧化層108的主要成分一般為二氧化硅。

步驟206，向所述淺溝槽中填充絕緣介質(zhì)，形成一氧化膜層。

如圖1(c)所示，在本步驟中，將通過(guò)使用高密度等離子體化學(xué)氣相沉積(HDPCVD)工藝或高深寬比工藝(HARP，HighAspect?Ratio?Process)向所述淺溝槽110中填充絕緣介質(zhì)，從而形成一絕緣層112，所述絕緣層112的主要成分為二氧化硅，因此，該絕緣層112也可稱之為氧化膜層112。

步驟207，進(jìn)行平坦化處理。

如圖1(d)和圖1(e)所示，為了在淺溝槽結(jié)構(gòu)和有源區(qū)(AA)上獲得一個(gè)比較平坦的表面，以便于后續(xù)的處理，在本步驟中，將進(jìn)行平坦化處理。例如，可采用化學(xué)機(jī)械拋光工藝(CMP)來(lái)去除淺溝槽110中的部分氧化膜層112以及AA之上(此時(shí)即為停止層104之上)的氧化膜層112。

步驟208，調(diào)整淺溝槽中的氧化膜層的厚度，以調(diào)整臺(tái)階高度。

如圖1(d)和圖1(e)所示，由于在步驟203中所形成的淺溝槽是一個(gè)下凹的溝槽，因此在步驟206中形成上述氧化膜層112后，淺溝槽中的氧化膜層與有源區(qū)上方的氧化膜層相比，有明顯的下凹，這種下凹稱為臺(tái)階。即使是在進(jìn)行上述平坦化處理之后，該臺(tái)階依然會(huì)存在。在本領(lǐng)域中，可將淺溝槽中的氧化膜層的上表面到墊氧化層的下表面(也就是AA的上表面)之間的高度稱為臺(tái)階高度(SH，Step?Height)。在半導(dǎo)體制造技術(shù)中，在進(jìn)行平坦化處理之后，殘留的淺溝槽區(qū)域與AA之間的臺(tái)階高度是一種重要的參數(shù)，如果臺(tái)階高度過(guò)大，將對(duì)所形成的半導(dǎo)體器件的性能造成不利的影響。

因此，在本步驟中，可通過(guò)濕法刻蝕的方法，調(diào)整淺溝槽110中的氧化膜層112的厚度，以調(diào)整臺(tái)階高度。具體來(lái)說(shuō)，可使用氫氟酸溶液(DHF，DilutedHF)去除一定量的淺溝槽110中殘留的氧化膜層112。例如，可使用100∶1的氫氟酸溶液浸泡5分鐘的方式去除厚度為120～180埃()的所述淺溝槽110中的氧化膜層112。

步驟209，去除停止層。