深沟槽刻蚀工艺针刺状缺陷的解决方法技术

本发明专利技术公开了一种深沟槽刻蚀工艺针刺状缺陷的解决方法，该方法在现有的深沟槽硬掩膜干法刻蚀工艺的光刻胶灰化步骤以后，湿法去除晶圆上的残留聚合物步骤前，增加了干法圆滑刻蚀和湿法修复两个工艺步骤。本发明专利技术通过在硬掩膜刻蚀之后的清洗步骤中增加干法圆滑刻蚀工艺和湿法修复工艺，改善了现有的深沟槽硬掩膜干法刻蚀工艺，基本消除了由硬掩膜等离子体刻蚀所致的衬底表面的粗糙度，从而有效地避免了在深沟槽刻蚀后出现针刺状缺陷。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体集成电路制造领域，特别是涉及深沟槽刻蚀工艺中的针刺状缺陷的解决方法。
技术介绍
深沟槽刻蚀工艺(deep trench)广泛应用于超级结器件(super junction)、压敏传感器件(MEMS)和大功率器件(power M0S)等半导体器件的制程中。深沟槽一般通过干法刻蚀的方法获得。由于深沟槽的深度很深，需要的刻蚀时间较长，若要通过单步刻蚀工艺实现深沟槽的刻蚀，需要使用硬掩膜干法刻蚀工艺。现行的硬掩膜干法刻蚀工艺的流程如下:(I)在硅衬底上镀一层氧化硅或氮化硅，作为深沟槽刻蚀时的硬掩膜，如图1(a)所示；(2)在硬掩膜上涂布一层光刻胶，并进行曝光显影；(3)用等离子体干法刻蚀工艺，刻开硬掩膜；(4)对光刻胶进行灰化处理；(5)湿法去除晶圆表面残留的聚合物；(6)进行深沟槽的刻蚀。上述方法的缺陷是，在步骤(3)刻蚀硬掩膜的时候，等离子体会损伤硅衬底(substrate),造成衬底表面粗糙，这样，在后续进行深沟槽刻蚀时，会由于微掩模(micro-mask)效应而形成针刺状缺陷，如图1 (b)、图2和图3所示，从而影响到产品的良率和器件的性能。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种，它可以避免深沟槽刻蚀后出现针刺状缺陷。为解决上述技术问题，本专利技术的深沟槽刻蚀针刺状缺陷的解决方法，是在常规的深沟槽硬掩膜干法刻蚀工艺的光刻胶灰化处理步骤以后，湿法去除晶圆上残留的聚合物步骤以前，依次增加干法圆滑刻蚀和湿法修复工艺两个步骤。本专利技术通过在硬掩膜刻蚀之后的清洗步骤中增加干法圆滑刻蚀和湿法修复工艺两个工艺步骤，改善了现行的深沟槽硬掩膜干法刻蚀工艺，基本消除了由硬掩膜的等离子体刻蚀所致的硅衬底表面的硅突起，从而避免了深沟槽刻蚀后形成针刺状缺陷，进而提高了产品的良率和半导体器件的性能。附图说明图1是用现行的硬掩膜干法刻蚀工艺刻蚀深沟槽，出现针刺状缺陷的示意图。其中，(a)是硬掩膜刻蚀后，衬底表面形成硅突起粗糙结构的示意图；(b)是深沟槽刻蚀后，形成针刺状缺陷的示意图。图2是图1的针刺状缺陷的SEM(扫描电子显微镜)图。图3是图1的针刺状缺陷在晶圆上的分布图。图4是在深沟槽刻蚀工艺中引入本实施例的方法后，在深沟槽刻蚀后所形成的针刺状缺陷在晶圆上的分布图。具体实施例方式为对本专利技术的
技术实现思路
、特点与功效有更具体的了解，现结合图示的实施方式详述如下:本专利技术实施例的，是在现行的深沟槽硬掩膜干法刻蚀工艺的光刻胶灰化处理步骤以后，湿法去除晶圆上的残留聚合物步骤以前，依序增加以下工艺步骤:(I)干法圆滑刻蚀:用含四氟甲烷(CF4)和氧气(O2)的混合等离子体作为刻蚀气体，与衬底表面在硬掩膜刻蚀时形成的硅突起进行等向性刻蚀反应。其中，四氟甲烷的流量为10 80sccm,氧气流量为5 40sccm。这步干法圆滑刻蚀工艺相当于粗磨平工艺，其衬底损失小于500埃米，并且由于蚀刻时采用了等离子体，可以改善衬底表面的粗糙度。(2)湿法修复:用氨水和双氧水的混合液清洗衬底,利用氨水和双氧水的混合液与衬底硅发生等向性刻蚀反应，进一步消除衬底表面的粗糙度。其中，氨水和双氧水的配比为 1: 4 1:1。这步湿法修复工艺相当于细磨平工艺，其衬底损失小于30埃米，并且由于其为湿法刻蚀工艺，不需要使用等离子体，从而避免了等离子体对衬底的损伤。对比图3和图4可以看到，应用本实施例的方法对深沟槽刻蚀工艺进行改进后，在深沟槽刻蚀后出现的针刺状缺陷大大减少(如图4所示)。本文档来自技高网...

【技术保护点】
深沟槽刻蚀工艺针刺状缺陷的解决方法，其特征在于，在常规的深沟槽硬掩膜干法刻蚀工艺的光刻胶灰化处理步骤以后，湿法去除晶圆上残留的聚合物步骤以前，依次增加干法圆滑刻蚀和湿法修复两个工艺步骤。

【技术特征摘要】
1.深沟槽刻蚀工艺针刺状缺陷的解决方法，其特征在于，在常规的深沟槽硬掩膜干法刻蚀工艺的光刻胶灰化处理步骤以后，湿法去除晶圆上残留的聚合物步骤以前，依次增加干法圆滑刻蚀和湿法修复两个工艺步骤。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述干法圆滑刻蚀工艺步骤中，使用四氟甲烷和氧气的混合等离子体作为刻蚀气体...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄志刚，管军，吴智勇，
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：