提高有源区域边角圆度的方法技术

本发明专利技术公开了提高有源区域边角圆度的方法，用有源区域刻蚀和退却预处理工序之后，该方法包括：对暴露出来的有源区域边角进行离子轰击，使得所述边角处的单晶硅转变为非晶结构；对有源区域侧壁及沟槽底部暴露的单晶硅和经过离子轰击处理的有源区域边角进行氧化处理，得到硅的氧化薄膜。本发明专利技术提供的提高ＡＡ边角圆度的方法，通过改变现有处理流程，在退却预处理之后并不立即进行氧化处理，而是先对ＡＡ?ｃｏｒｎｅｒ处的硅进行一步离子轰击的处理，将所述ＡＡ?ｃｏｒｎｅｒ处的硅由单晶结构变为非晶结构，之后再进行氧化处理；由于非晶结构硅的氧化速度比单晶硅更快，使得ＡＡ?ｃｏｒｎｅｒ处生成的氧化硅厚度变大，从而提高了ＡＡ?ｃｏｒｎｅｒ的圆度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及集成电路加工制造技术，具体涉及提高有源区域(ActiveArea， AA)边 角圆度的方法。
技术介绍
在集成电路加工制造过程中，晶圆(wafer)的加工工艺处于最为核心和关键的地位，晶圆加工工艺的质量对于最终得到的门电路的工作性能具有决定性的影响。 在对最初得到的硅片经过氧化层生长和氮化物沉积处理后，此时wafer的剖面结构如图1所示，最下层交叉线所示区域为单晶硅构成的AA，中间层右斜线所示区域为硅的热氧化物，最上层左斜线所示区域则为硅的氮化物(通常为Si3N4)。然后对图1所示的wafer进行AA刻蚀(Etch)，即可得到如图2所示的沟槽结构。 接下来进行退却预处理(Pre Pullback)，所述退却预处理的方法是使用磷酸与氢 氟酸湿法刻蚀将沟槽开口处两侧的热氧化物和氮化物反应掉一部分，使得沟槽开口处的AA 边角能够完整的暴露出来，如图3所示，所述热氧化物和氮化物的侧壁边界"后退"的距离 通常为75±25埃(1埃为10—10米，即0. 1纳米)，然后再对所述沟槽结构进行氧化处理—— 即，对由于AA Etch而暴露出来的AA侧壁及沟槽底部的单晶硅，以及经由退却预处理所暴 露出来的边角表面的单晶硅同时进行氧化处理，生成一层二氧化硅薄膜，如图4所示。 通常将经过氧化处理后的沟槽边角位置(如图4中的A、 B所示的位置)称为AA Corner，在集成电路加工制造领域，每步工序所得到的wafer剖面的图形对于最终得到的 门电路的工作性能具有重要的影响，门电路的工作性能无法满足设计要求基本都是由于加 工工序无法得到设计所需的剖面图形造成的。对于AA Etch和退却预处理工序而言，所述 AA corner的圆度(rounding)就是衡量所述工序加工质量的重要标准，圆度越大表示所述 工序的加工效果越好。所述圆度即是指AA corner边角形状的弧度所在的圆的半径或直径 的大小，容易理解，圆度越大AA corner的边角形状越柔缓，而圆度越小则AA corner的边 角形状越尖锐。 所述圆度对于最终得到的门电路工作性能的影响主要体现在以下几个方面 首先，由于电场中的电场线在外形越尖锐的位置越密集，因此AA corner的边角形 状越柔缓，其寄生晶体管效应(Parasitic Transistor Effect)就越不显著，而寄生晶体管 效应越小，最终得到的门电路的工作性能就越好； 其次，在所述退却预处理工序后进行氧化处理时，边角形状越尖锐的AA corner处 的单晶硅，其在氧化处理时的氧化效果相比于AA侧壁处的单晶硅就越差——即，边角圆度 越小，AA corner处生成的氧化层的厚度越薄，且其厚度相比于AA侧壁形成的氧化层的厚 度的差别也越明显(通常这种缺陷也被称为Corner Oxide Thi皿ing Issue)，如图4所示， 图4中边角位置处的氧化层厚度小于AA侧壁位置处的氧化层厚度；而边角形状越柔缓的 AAcorner处的单晶硅与氧气的接触越充分和均匀，从而形成的氧化层的厚度就越厚越均 匀。而经过试验证明，边角位置处的氧化层越厚，所述寄生晶体管效应同样也会越不显著； 最后，AA的有效宽度越大，则最终得到的门电路晶体管的驱动电路就越大。而根 据AA有效宽度的定义AA corner处的氧化层厚度越均匀，相应地有效宽度就越大。因此 容易得出，圆度越大的AA corner，其AA的有效宽度越大，从而最终得到的门电路工作性能 越好。 可见，对于所述AA Etch和退却预处理工序来说，得到的AA corner的圆度越大， 则最终得到的门电路的工作性能就越优秀，因此，如何进一步提高AA corner的圆度就成为 各集成电路加工制造商都在积极研究的课题。
技术实现思路
本专利技术提供提高AA边角圆度的方法，能够提高AA的边角圆度。 为达到上述目的，本专利技术的技术方案具体是这样实现的 —种，用有源区域刻蚀和退却预处理工序之后，该 方法包括 对暴露出来的有源区域边角进行离子轰击，使得所述边角处的单晶硅结构转变为 非晶结构； 对有源区域侧壁及沟槽底部暴露的单晶硅和经过离子轰击处理的有源区域边角 进行氧化处理，得到硅的氧化薄膜。 所述对暴露出来的有源区域边角进行离子轰击在竖直方向上的入射角为与晶圆 表面垂直方向夹角为0度、7度或30度的方向。 分别以晶圆表面两种方向的沟槽结构为X方向和Y方向，所述对暴露出来的有源 区域边角进行离子轰击包括沿X和Y的正负双方向，共进行4次离子轰击。 所述对暴露出来的有源区域边角进行离子轰击包括 选用能量为30Kev、浓度为1015的锗离子束，在竖直方向上沿与晶圆表面垂直方向 为30度夹角的入射角，在水平方向上沿X和Y的正负双方向，对所述有源区域边角进行轰 击。 由上述的技术方案可见，本专利技术提供的提高AA边角圆度的方法，通过改变现有处 理流程，在退却预处理之后并不立即进行氧化处理，而是先对AA corner处的硅进行一步离 子轰击的处理，将所述AA corner处的硅由晶体结构变为非晶结构，之后再进行氧化处理； 由于非晶结构硅的氧化速度比晶体硅更快，使得AA corner处生成的氧化硅厚度变大，从而 提高了 AAcorner的圆度。附图说明 图1为现有技术中AA Etch之前的wafer剖面结构示意图。 图2为现有技术中AA Etch之后的wafer剖面结构示意图。 图3为现有技术中退却预处理之后的wafer剖面结构示意图。 图4为现有技术中氧化处理后的wafer剖面结构示意图。 图5为本专利技术实施例提高AA边角圆度的方法的流程示意图。 图6为本专利技术实施例对wafer表面的沟槽结构进行离子轰击时轰击方向的示意 图。具体实施例方式为使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对 本专利技术进一步详细说明。 本专利技术提供提高AA边角圆度的方法，该方法流程如图5所示，具体包括 步骤501 :在AA Etch和退却预处理工序之后，对暴露出来的AA corner进行离子轰击，使得所述AA corner处的硅由单晶结构转变为非晶结构； 步骤502 :对暴露出来的AA侧壁及沟槽底部的单晶硅和经过离子轰击处理的AA corner进行氧化处理，得到氧化薄膜。 其中，步骤501对AA corner进行离子轰击，使得AA corner处的硅晶体结构发生 改变，所述AA corner处硅原子间的接合键应力由于受到所述离子的撞击而被削弱或破坏， 从而所述硅原子由较稳定的单晶结构变为较不稳定的非晶结构。因此，经过离子轰击后得 到的所述非晶结构的硅，相比于未进行离子轰击处理的晶体硅，其氧化速度明显加快。 在这种情况下，步骤502对暴露出来的AA侧壁及沟槽底部的硅晶体和经过离子轰 击处理的AA corner进行氧化处理时，AA corner处生成的氧化硅的厚度将比现有技术下 生成的氧化硅的厚度更厚，容易理解，此时得到的AA corner的圆度自然比现有技术下的M corner的圆度更大。 需要说明的是，所述进行离子轰击的离子种类、离子束的能量大小和掺杂浓度、以 及离子束入射角均有多种实施方式，本领域技术人员可以在满足下述约束条件的情况下根 据实际应用环境进行必要的调整 1)离子种本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高有源区域边角圆度的方法，用有源区域刻蚀和退却预处理工序之后，其特征在于，该方法包括：对暴露出来的有源区域边角进行离子轰击，使得所述边角处的单晶硅结构转变为非晶结构；对有源区域侧壁及沟槽底部暴露的单晶硅和经过离子轰击处理的有源区域边角进行氧化处理，得到硅的氧化薄膜。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邓永平，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]