[發明專利]淺溝槽隔離的制造方法

有效

• 申請號: 201711241074.4
• 申請日: 2017-11-30
• 公開（公告）號: CN108091608B
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發明（設計）人: 宋箭葉
• 申請（專利權）人: 上海華力微電子有限公司
• 主分類號: H01L21/762
• 分類號: H01L21/762;H01L21/02
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 郭四華

本發明公開了一種淺溝槽隔離的制造方法，包括步驟：步驟一、提供硅晶圓，在爐管中進行第一氧化硅層的生長；步驟二、在爐管中進行第二氮化硅層的生長；步驟三、去除硅晶圓背面的所述第二氮化硅層；步驟四、采用光刻工藝在硅晶圓的正面定義出淺溝槽的形成區域；步驟五、進行刻蝕形成淺溝槽；步驟六、在爐管中進行作為淺溝槽的襯墊氧化層的第三氧化硅層的生長。本發明能消除在淺溝槽表面的襯墊氧化層的形成過程中形成氮化硅剝離缺陷，從而能提高產品的良率。

技術領域

本發明涉及一種半導體集成電路制造方法，特別是涉及一種淺溝槽隔離(ShallowTrench Isolation，STI)的制造方法。

背景技術

在半導體制造技術中，淺溝槽隔離是將晶圓芯片中各個相鄰器件間進行隔斷以及防止漏電的功能，通常通過在器件之間形成溝槽即淺溝槽然后在溝槽中填充氧化硅形成隔離。

淺溝槽隔離一般先通過光刻曝光形成需要形成溝槽區域的圖形，然后通過刻蝕氣體刻蝕形成溝槽。在現有技術中在光刻之前一般會沉積一層氮化硅以作為后續干刻和淺溝槽隔離填充氧化硅平坦化的阻擋層。氮化硅沉積一般在爐管中利用化學沉積的方法在晶圓表面沉積一層氮化硅，因此在整片晶圓表面都會形成氮化硅層，也即采用爐管形成氮化硅的工藝中，晶圓的包括了正面、反面和側面的所有表面都暴露在爐管的工藝環境中，使得晶圓的所有表面都會同時形成氮化硅。在后續的淺溝槽隔離襯墊氧化硅生長制程中晶圓背面的氮化層在高溫和氣流作用下容易造成剝落并掉到晶圓正面從而形成缺陷影響產品良率。如圖1A所示，是現有淺溝槽隔離的制造方法形成的氮化硅剝離缺陷在晶圓上的分布圖；在晶圓101的表面形成有很多如虛線圈102中的小點顯示的缺陷；通過電子掃描發現這些缺陷都為氮化硅剝離缺陷，如圖1B所示，是圖1A中的氮化硅缺陷的電子掃描照片，圖1B中標記103對應的缺陷為氮化硅剝離缺陷。

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的制造方法，能消除在淺溝槽表面的襯墊氧化層的形成過程中形成氮化硅剝離缺陷，從而能提高產品的良率。

為解決上述技術問題，本發明提供的淺溝槽隔離的制造方法包括如下步驟：

步驟一、提供硅晶圓，在氧化硅生長爐管中進行第一氧化硅層的生長，所述第一氧化硅層形成在所述硅晶圓的表面。

步驟二、在氮化硅生長爐管中進行第二氮化硅層的生長，所述第二氮化硅層形成在所述硅晶圓的所述第一氧化硅層表面。

步驟三、去除所述硅晶圓背面的所述第二氮化硅層。

步驟四、采用光刻工藝在所述硅晶圓的正面定義出淺溝槽的形成區域。

步驟五、對所述淺溝槽的形成區域的所述第二氮化硅層、所述第一氧化硅層和所述硅晶圓的硅進行刻蝕形成淺溝槽。

步驟六、在氧化硅生長爐管中進行第三氧化硅層的生長，所述第三氧化硅層形成于所述淺溝槽的內側表面并作為所述淺溝槽的襯墊氧化層，利用步驟三中已經去除所述硅晶圓背面的所述第二氮化硅層的特點防止在所述第三氧化硅層的生長中產生所述第二氮化硅層的剝落。

進一步的改進是，步驟三中采用如下分步驟：

步驟31、在CVD沉積腔中進行CVD沉積形成第四氧化硅層，所述第四氧化硅層位于所述硅晶圓正面的所述第二氮化硅層表面。

步驟32、進行氮化硅層的濕法刻蝕去除所述硅晶圓背面的所述第二氮化硅層；所述硅晶圓正面的所述第二氮化硅層受所述第四氧化硅層的保護而保留。

進一步的改進是，步驟31中所述第四氧化硅層的厚度為5nm～10nm。

進一步的改進是，步驟32中的濕法刻蝕的刻蝕液為磷酸，利用磷酸對氧化硅和氮化硅的刻蝕的選擇性實現對所述硅晶圓正面的所述第二氮化硅層的保護以及對所述硅晶圓背面的所述第二氮化硅層的去除。