本发明专利技术公开了一种采用两次氮化硅回刻来改善浅沟隔离顶角圆化的方法，包括如下步骤：第一步，浅沟隔离刻蚀；第二步，缓冲氧化层切口刻蚀；第三步，氮化硅第一次回刻；第四步，在浅沟隔离露出的硅表面生长衬垫氧化层；第五步，氮化硅第二次回刻。该方法可以改善STI角部圆化轮廓，同时也改善了氧化硅填充后的形貌，从而解决了后续工艺刻蚀残留的问题。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于半导体集成电路制造领域，尤其涉及一种采用两次氮化硅回刻来改善 浅沟隔离顶角圆化的方法。
技术介绍
浅沟隔离(STI)广泛应用于先进的逻辑电路工艺中。浅沟隔离的优劣会直接影响 到器件的特性，尤其是对于窄沟器件(narrow width device)更为显著。由于STI角部的氧 化层厚度通常会比较薄，加之多晶硅电极会覆盖在这个区域，导致晶体管的阈值电压降低， 这通常称之为“反窄沟效应”。为了避免上述情况的发生，常见的处理方式是将浅沟隔离角 部圆化(即修饰成圆角)。常规的角部圆化方法为干法刻蚀形成浅沟隔离后，采用湿法刻 蚀衬垫氮化硅层下面的缓冲氧化层，形成切口 ；之后采用高温热氧化制备衬垫氧化层，形成 角部圆化。这种常规的方法需要很好的控制高温热氧化工艺，但是仍然会出现角部不够圆 化的情况。另一方面，STI隔离工艺通常会采用氮化硅作为STI CMP(浅沟隔离化学机械抛 光)的停止层，氮化硅底角部分的轮廓会影响到后续氧化硅填充的形貌，如果形貌较差，那 么在后续的膜层刻蚀工艺中，很容易引起刻蚀残留的问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种采用两次氮化硅回刻来改善浅沟隔离顶角 圆化的方法，该方法可以改善STI角部圆化轮廓，同时也改善了氧化硅填充后的形貌，从而 解决了后续工艺刻蚀残留的问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种采用两次氮化硅回刻来改善浅沟隔离顶角 圆化的方法，包括如下步骤第一步，浅沟隔离刻蚀；第二步，缓冲氧化层切口刻蚀；第三步，氮化硅第一次回刻；第四步，在浅沟隔离露出的硅表面生长衬垫氧化层；第五步，氮化硅第二次回刻。和现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果相对于常规的角部圆化方法，该方法 可以改善STI角部圆化轮廓，同时也改善了氧化硅填充后的形貌，从而解决了后续工艺刻 蚀残留的问题。附图说明图1是本专利技术的工艺流程示意图，其中图IA是本专利技术第一步完成后STI的截面结 构示意图；图IB是本专利技术第二步完成后STI的截面结构示意图；图IC是本专利技术第三步完成 后STI的截面结构示意图；图ID是本专利技术第四步完成后STI的截面结构示意图；图IE是本 专利技术第五步完成后STI的截面结构示意图；其中，1为硅衬底，2为缓冲氧化层，3为衬垫氮化硅层，4为缓冲氧化层切口，5为衬垫氧化层，6为氧化硅底部切口。图2是采用本专利技术方法及传统方法产生的STI形貌比较示意图，其中图2A表示采 用传统方法(没有用氮化硅回刻)，图2B表示采用本专利技术氮化硅第一次回刻后的STI形貌。图3是采用本专利技术方法及传统方法产生的STI形貌比较示意图，其中图3A表示采 用传统方法(没有用氮化硅回刻)，图3B表示采用本专利技术氮化硅第几次回刻后的STI形貌。图4是采用本专利技术方法及传统方法产生的STI形貌比较示意图，其中图4A表示采 用传统方法(没有用氮化硅回刻)，图4B表示采用本专利技术方法(采用氮化硅回刻)对刻蚀 残留的影响。具体实施例方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步详细的说明。本专利技术提供了一种采用两次氮化硅回刻来改善浅沟隔离顶角部圆化的刻蚀残留 的方法。相对于常规的角部圆化方法，该方法可以改善STI角部圆化轮廓，同时也改善了氧 化硅填充后的形貌，从而解决了后续工艺刻蚀残留的问题。本专利技术主要的工艺流程包括如下步骤第一步，STI刻蚀。这步采用常规的STI刻蚀工艺。如图IA所示，在硅衬底1上 生长缓冲氧化层2，在缓冲氧化层2上再沉积衬垫氮化硅层3，然后刻蚀形成STI ；第二步，缓冲氧化层切口刻蚀。如图IB所示，这步采用稀释的氢氟酸(浓度(HF 酸水)1 100-1 300)，用来刻蚀出缓冲氧化层2底部的缺口，形成缓冲氧化层切口4。第三步，氮化硅第一次回刻。如图IC所示，这步工艺采用湿法刻蚀衬垫氮化硅层 3 (湿法刻蚀采用热磷酸，温度为100-120摄氏度，刻蚀时间为3-7分钟)，其作用包括加大 氮化硅窗口而提高填沟能力；也会使氮化硅的底角形成切口，改善氧化硅填充后的形貌，从 而解决了后续工艺刻蚀残留的问题；同时，这步工艺也会改善STI顶角的形貌，从而使STI 顶角角部圆化。第四步，衬垫氧化层生长。如图ID所示，这步工艺采用高温热氧化工艺，在露出的 硅衬底1表面生长真正的衬垫氧化层5。该步骤采用的工艺温度为800-1100°C，该衬垫氧 化层5的厚度为100-250埃。第五步，氮化硅第二次回刻。如图IE所示，这步工艺采用湿法刻蚀衬垫氮化硅层 3 (湿法刻蚀采用热磷酸，温度为100-120摄氏度，刻蚀时间为3-7分钟)，这步的主要作用 是进一步加大氮化硅底角的切口，形成明显的氮化硅底部切口 6，从而改善氧化硅填充后的 形貌，从而解决了后续工艺刻蚀残留的问题。上述工艺结构参数可以根据相应的控制和产能进行优化调整。图2给出了氮化硅第一次回刻后的形貌，从图2B可以看到，氮化硅底部形成了切 口，同时STI硅衬底的顶角也被圆化；图3给出了氮化硅第二次回刻后的形貌，从图;3B可以 看到，氮化硅底部的切口被进一步放大，这有利于STI氧化硅填充后的形貌；图4给出了刻 蚀之后的形貌比较，从图4B可以看到，采用氮化硅回刻之后，解决了刻蚀残留的问题，而图 4A显示的采用传统方法(没有用氮化硅回刻)存在刻蚀残留。权利要求1.一种，其特征在于，包括如下 步骤第一步，浅沟隔离刻蚀；第二步，缓冲氧化层切口刻蚀；第三步，氮化硅第一次回刻；第四步，在浅沟隔离露出的硅表面生长衬垫氧化层；第五步，氮化硅第二次回刻。2.如权利要求1所述的，其特征 在于，第一步具体为在硅衬底上生长缓冲氧化层，在缓冲氧化层上沉积衬垫氮化硅层，然 后刻蚀形成浅沟隔离。3.如权利要求1所述的，其特征 在于，第二步采用湿法刻蚀工艺，采用浓度为1 100-1 300的氢氟酸。4.如权利要求1所述的，其特征 在于，第三步采用湿法刻蚀工艺，采用热磷酸，温度为100-120摄氏度，刻蚀时间为3-7分 钟。5.如权利要求1所述的，其特征 在于，第四步采用高温热氧化工艺生长衬垫氧化层，工艺温度为800-1100°C，该衬垫氧化层 的厚度为100-250埃。6.如权利要求1所述的，其特征 在于，第五步采用湿法刻蚀工艺，采用热磷酸刻蚀氮化硅形成氮化硅底部切口，该步骤的工 艺温度为100-120摄氏度，刻蚀时间为3-7分钟。全文摘要本专利技术公开了一种，包括如下步骤第一步，浅沟隔离刻蚀；第二步，缓冲氧化层切口刻蚀；第三步，氮化硅第一次回刻；第四步，在浅沟隔离露出的硅表面生长衬垫氧化层；第五步，氮化硅第二次回刻。该方法可以改善STI角部圆化轮廓，同时也改善了氧化硅填充后的形貌，从而解决了后续工艺刻蚀残留的问题。文档编号H01L21/762GK102064128SQ20091020183公开日2011年5月18日 申请日期2009年11月18日 优先权日2009年11月18日专利技术者杨斌, 林钢 申请人:上海华虹Nec电子有限公司本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种采用两次氮化硅回刻来改善浅沟隔离顶角圆化的方法，其特征在于，包括如下步骤：第一步，浅沟隔离刻蚀；第二步，缓冲氧化层切口刻蚀；第三步，氮化硅第一次回刻；第四步，在浅沟隔离露出的硅表面生长衬垫氧化层；第五步，氮化硅第二次回刻。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：林钢，杨斌，
申请(专利权)人：上海华虹NEC电子有限公司，
类型：发明
国别省市：31
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