一种制作不同深度隔离沟槽的方法技术

本发明专利技术提供一种制作不同深度隔离沟槽的方法，在包含第一区域和第二区域的衬底上依次形成衬垫氧化层和掩膜层，其中第二区域待形成的隔离沟槽的孔径大于第一区域待形成的隔离沟槽的孔径，第二区域待形成的隔离沟槽的密度分布小于第一区域待形成的隔离沟槽的密度分布；然后对掩膜层和衬垫氧化层进行刻蚀，至第二区域暴露部分衬底，而第一区域剩余部分厚度的衬垫氧化层；然后采用高刻蚀选择比对暴露出的衬底与衬垫氧化层进行刻蚀，最终在第一区域内形成的隔离沟槽与在第二区域内形成的隔离沟槽具有不同的深度。本发明专利技术第一区域与第二区域内的隔离沟槽是同时形成的，从而避免分步骤在第一区域与第二区域内形成隔离沟槽，简化了工艺流程，节省了成本。

【技术实现步骤摘要】
一种制作不同深度隔离沟槽的方法
本专利技术涉及半导体制造领域，尤其涉及一种制作不同深度沟槽的集成电路制造方法。
技术介绍
随着集成电路制造工艺的不断进步，半导体器件的体积正变得越来越小，而集成的功能则变得越来越多，如果不同功能的器件所需要的一些电性参数差别较大，就需要不同深度隔离沟槽进行器件隔离。目前，虽然有很多不同的制造工艺流程，但总体来讲就是针对不同深度的沟槽进行分次刻蚀；然而，不同深度、不同图形密集度的刻蚀图形在最终的形貌、深度、宽度等方面会有差异，而且随着集成电路工艺尺寸的降低，这些差异已经变得越来越重要。为了解决这些差异，集成电路制造工厂普遍采用的是使用不同的刻蚀工艺菜单和刻蚀设备来分开制造，这就大大增加了产能分配难度和生产成本。
技术实现思路
基于上述问题，本专利技术提供一种制作不同深度隔离沟槽的方法，包括以下步骤：步骤一：在包含第一区域和第二区域的一衬底上由下至上依次形成衬垫氧化层和掩膜层，其中，所述第二区域待形成的隔离沟槽的孔径大于所述第一区域待形成的隔离沟槽的孔径，所述第二区域待形成的隔离沟槽的密度分布小于所述第一区域待形成的隔离沟槽的密度分布；步骤二：进行第一次刻蚀，依次刻蚀所述掩膜层和所述衬垫氧化层，至所述第二区域暴露部分所述衬底，所述第一区域剩余部分厚度的所述衬垫氧化层；步骤三：进行第二次刻蚀，采用高刻蚀选择比对暴露出的所述衬底与所述衬垫氧化层进行刻蚀，使得所述第二区域内形成的隔离沟槽的深度大于所述第一区域内形成的隔离沟槽的深度。优选的，步骤三中所述高刻蚀选择比为：10:1。优选的，步骤二中第一区域剩余部分厚度的所述衬垫氧化层的厚度范围为：优选的，所述衬垫氧化层的材质为二氧化硅。优选的，所述衬垫氧化层的厚度范围为：优选的，所述掩模层的材质为氮化硅。优选的，所述掩模层的厚度范围为：优选的，所述第一区域隔离沟槽的孔径范围为：0.08μm-0.15μm。优选的，所述第二区域隔离沟槽的孔径范围为：0.2μm-0.5μm。优选的，所述第一次刻蚀与所述第二次刻蚀均为干法刻蚀。综上所述，本专利技术提供的制作不同深度隔离沟槽的方法，在包含第一区域和第二区域的衬底上依次形成衬垫氧化层和掩膜层，其中，所述第二区域待形成的隔离沟槽的孔径大于所述第一区域待形成的隔离沟槽的孔径，所述第二区域待形成的隔离沟槽的密度分布小于所述第一区域待形成的隔离沟槽的密度分布；然后对所述掩膜层和所述衬垫氧化层进行第一次刻蚀，至所述第二区域暴露部分所述衬底，而所述第一区域剩余部分厚度的所述衬垫氧化层；然后采用高刻蚀选择比对暴露出的所述衬底与所述衬垫氧化层进行第二次刻蚀，最终在第一区域内形成的隔离沟槽与在第二区域内形成的隔离沟槽具有不同的深度。本专利技术第一区域与第二区域内的隔离沟槽是同时形成的，从而避免分步骤在第一区域与第二区域内形成隔离沟槽，简化了工艺流程，节省了成本。附图说明图1为本专利技术一实施例中一种制作不同深度隔离沟槽的方法的流程图；图2a为本专利技术一实施例步骤一相对应的结构示意图；图2b为本专利技术一实施例步骤二相对应的结构示意图；图2c为本专利技术一实施例步骤三相对应的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术的内容更加清楚易懂，以下结合说明书附图，对本专利技术的内容做进一步说明。当然本专利技术并不局限于该具体实施例，本领域的技术人员所熟知的一般替换也涵盖在本专利技术的保护范围内。其次，本专利技术利用示意图进行了详细的表述，在详述本专利技术实例时，为了便于说明，示意图不依照一般比例局部放大，不应对此作为本专利技术的限定。为实现半导体元器件中差异化的隔离沟槽深度，传统技术需要进行两次以上的光刻和刻蚀，导致产品的制造成本增加。本专利技术的核心思想在于：提供的一种制作不同深度隔离沟槽的方法，在包含第一区域Ⅰ和第二区域Ⅱ的衬底上依次形成衬垫氧化层和掩膜层，通过控制刻蚀选择比和衬垫氧化层的厚度，依次刻蚀掩膜层和衬垫氧化层，在第一区域Ⅰ和第二区域Ⅱ内同时形成具有不同深度的隔离沟槽，简化了工艺流程，节省了成本。。图1为本专利技术一实施例所提供的一种制作不同深度隔离沟槽的方法的流程示意图，如图1所示，本专利技术提出的一种制作不同深度隔离沟槽的方法，包括以下步骤：步骤S01：在包含第一区域和第二区域的一衬底上由下至上依次形成衬垫氧化层和掩膜层，其中，所述第二区域待形成的隔离沟槽的孔径大于所述第一区域待形成的隔离沟槽的孔径，所述第二区域待形成的隔离沟槽的密度分布小于所述第一区域待形成的隔离沟槽的密度分布；步骤S02：进行第一次刻蚀，依次刻蚀所述掩膜层和所述衬垫氧化层，至所述第二区域暴露部分所述衬底，所述第一区域保留部分衬垫氧化层；步骤S03：进行第二次刻蚀，采用高刻蚀选择比对暴露出的所述衬底与所述衬垫氧化层进行刻蚀，使得所述第二区域内形成的隔离沟槽的深度大于所述第一区域内形成的隔离沟槽的深度。图2a～图2c为本专利技术一实施例中制作不同深度隔离沟槽的方法所对应的各步骤结构示意图。请参考图1所示，并结合图2a～图2c，详细说明本专利技术提出的制作不同深度隔离沟槽的方法：步骤S01中：如图2a所示，在包含第一区域Ⅰ和第二区域Ⅱ的一衬底101上由下至上依次形成衬垫氧化层102和掩膜层103，其中，所述第二区域Ⅱ中待形成的隔离沟槽12的孔径大于所述第一区域Ⅰ待形成的隔离沟槽11的孔径，所述第二区域Ⅱ待形成的隔离沟槽22的密度分布小于所述第一区域Ⅰ待形成的隔离沟槽11的密度分布(请参见图2c所述)。所述衬底101可以为单晶硅、多晶硅、无定型硅、硅锗化合物或绝缘体上硅(SOI)等，也可以为砷化镓或氮化镓等化合物，或者本领域技术人员已知的其他材料。本实施例中衬底101仅以采用硅衬底为例，此处仅为示例，本专利技术并不限于此。所述衬底101包含第一区域Ⅰ与第二区域Ⅱ，所述第一区域Ⅰ为形成核心器件区域，所述第二区域Ⅱ为外围电路区域或用于形成其他半导体器件的区域。所述第二区域Ⅱ待形成的隔离沟槽12的孔径CD大于所述第一区域Ⅰ待形成的隔离沟槽11的孔径CD，所述第二区域Ⅱ待形成的隔离沟槽12的密度分布小于所述第一区域Ⅰ待形成的隔离沟槽11的密度分布。所述第一区域Ⅰ待形成的隔离沟槽11的孔径CD优选为0.08μm-0.15μm，例如0.08μm，0.10μm，0.12μm等。所述第二区域Ⅱ待形成的隔离沟槽12的孔径CD优选为0.25μm-0.5μm，例如0.25μm，0.30μm，0.45μm等。在所述衬底101上依次形成衬底氧化层102和掩膜层103。所述衬垫氧化层102的材质优选为二氧化硅(SiO2)，厚度优选为例如等。所述掩膜层102的材质优选为氮化硅(SiN)，厚度优选为例如等。步骤S02中，进行第一次刻蚀，依次刻蚀所述掩膜层103和所述衬垫氧化层102，至所述第二区域Ⅱ暴露部分所述衬底101，所述第一区域Ⅰ剩余部分厚度的所述衬垫氧化层101。由微负载效应可知，同样的刻蚀工艺参数对不同设计图形可能会得到不同的刻蚀深度，也就是同一设计图案内图形密度的不同导致刻蚀速率的不同，在图形密集的区域反应离子的有限成分消耗得快，造成供给失衡，刻蚀速率下降。效果是图形密集区域刻蚀深度小于图形稀疏区域，造成样品整体刻蚀深度的不均匀分布。与刻蚀深宽比相关的负载效应(ARDE)主要表现在同一衬底上不同尺寸的图形刻蚀深度不同，宽的图形刻蚀深，窄本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制作不同深度的隔离沟槽的方法，其特征在于，包括：步骤一：在包含第一区域和第二区域的一衬底上由下至上依次形成衬垫氧化层和掩膜层，其中，所述第二区域待形成的隔离沟槽的孔径大于所述第一区域待形成的隔离沟槽的孔径，所述第二区域待形成的隔离沟槽的密度分布小于所述第一区域待形成的隔离沟槽的密度分布；步骤二：进行第一次刻蚀，依次刻蚀所述掩膜层和所述衬垫氧化层，至所述第二区域暴露部分所述衬底，所述第一区域剩余部分厚度的所述衬垫氧化层；步骤三：进行第二次刻蚀，采用高刻蚀选择比对暴露出的所述衬底与所述衬垫氧化层进行刻蚀，使得所述第二区域内形成的隔离沟槽的深度大于所述第一区域内形成的隔离沟槽的深度。

【技术特征摘要】
1.一种制作不同深度的隔离沟槽的方法，其特征在于，包括：步骤一：在包含第一区域和第二区域的一衬底上由下至上依次形成衬垫氧化层和掩膜层，其中，所述第二区域待形成的隔离沟槽的孔径大于所述第一区域待形成的隔离沟槽的孔径，所述第二区域待形成的隔离沟槽的密度分布小于所述第一区域待形成的隔离沟槽的密度分布；步骤二：进行第一次刻蚀，依次刻蚀所述掩膜层和所述衬垫氧化层，至所述第二区域暴露部分所述衬底，所述第一区域剩余部分厚度的所述衬垫氧化层；步骤三：进行第二次刻蚀，采用高刻蚀选择比对暴露出的所述衬底与所述衬垫氧化层进行刻蚀，使得所述第二区域内形成的隔离沟槽的深度大于所述第一区域内形成的隔离沟槽的深度。2.根据权利要求1所述的制作不同深度的隔离沟槽的方法，其特征在于，步骤三中所述高刻蚀选择比为：10:1。3.根据权利要求1所述的制作不同深度的隔离沟槽的方法，其特征在于：步骤二中第一区...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴亚贞，刘宪周，王百钱，
申请(专利权)人：上海华虹宏力半导体制造有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31