CN102184886A - 浅槽隔离结构的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的浅槽隔离结构的制备方法包括以下步骤：包括以下步骤：在衬底的表面上依次形成衬垫氧化层、硬掩膜层和光刻胶，以所述光刻胶为掩蔽，刻蚀所述硬掩膜层；过刻蚀所述硬掩膜层，过刻蚀所述硬掩膜层所用的时间占刻蚀所述硬掩膜层所用的时间的60～70％；以所述光刻胶为掩蔽，打通所述衬垫氧化层；以所述光刻胶为掩蔽，刻蚀所述衬底，形成浅槽；去除所述光刻胶。本发明的浅槽隔离结构的制备方法可减少聚合物对衬底及其上结构的污染，提高产品良率。

Description

浅槽隔离结构的制备方法
技术领域
本发明涉及半导体制造技术，尤其涉及一种浅槽隔离结构的制备方法。
背景技术
浅槽隔离(Shallow Trench Isolation)技术是一种在超大规模集成电路中广泛使用的器件隔离技术。
现有技术中，浅槽隔离结构的制备方法包括以下步骤：
如图1A所示，在衬底101的表面上生长衬垫氧化层102，在所述衬垫氧化层102的表面上淀积硬掩膜层103；
如图1B所示，在所述硬掩膜层103的表面上涂布抗反射层(bottom antireflective coating，BARC)104，在所述抗反射层104的表面上涂布光刻胶105，并通过光刻曝光定义出浅槽区域；
如图1C所示，以所述光刻胶105为掩蔽，刻蚀所述硬掩膜层103；
该刻蚀步骤也称为主刻蚀，未有所述光刻胶105掩蔽的硬掩膜层103在该刻蚀步骤中被刻蚀掉；
如图1D所示，过刻蚀所述硬掩膜层103；
该过刻蚀步骤的目的是在所述衬垫氧化层102的顶端形成圆角106，即圆角化(Top Corner Rounding，TCR)所述衬垫氧化层102顶端的转角，同时去除残留的所述硬掩膜层103；
过刻蚀所述硬掩膜层103所用的时间占刻蚀所述硬掩膜层103所用的时间的75～85％；
如图1E所示，以所述光刻胶105为掩蔽，刻蚀所述衬垫氧化层102和衬底101，形成浅槽107；
在刻蚀所述硬掩膜层103、过刻蚀所述硬掩膜层103以及刻蚀所述衬垫氧化层102和衬底101的过程中均产生聚合物(Polymer)，这些聚合物会污染所述衬底101及其上的结构，在所述衬底101及其上的结构的表面形成聚合物残留物(Polymer Residue)，影响后续工艺步骤的质量；
如图1F所示，去除所述光刻胶105和抗反射层104；
为充分去除所述光刻胶105、抗反射层104以及所述衬底101及其上结构的表面的聚合物残留物，两次采用灰化(Ash)和剥离的方法去除所述光刻胶105和抗反射层104；
灰化即等离子体去胶，是一种干法去除光刻胶的方法，剥离是一种湿法去除光刻胶的方法，先采用灰化方法、再采用剥离方法去除所述光刻胶105和抗反射层104，这样的过程进行两次；
两次采用灰化(Ash)和剥离的方法去除所述光刻胶105和抗反射层104会对所述衬底101和浅槽107的表面产生一定损伤，从而影响产品质量，导致产品良率降低；
如图1G所示，在所述浅槽106的侧壁和底端上生长氧化层108，再淀积绝缘介质109填充所述浅槽107；
如图1H所示，抛光所述绝缘介质109，直至露出所述硬掩膜层103，再去除所述硬掩膜层103，形成浅槽隔离结构110。
发明内容
本发明的目的在于提供一种浅槽隔离结构的制备方法，可减少聚合物对衬底及其上结构的污染，提高产品良率。
为了达到上述的目的，本发明提供一种浅槽隔离结构的制备方法，包括以下步骤：在衬底的表面上依次形成衬垫氧化层、硬掩膜层和光刻胶，以所述光刻胶为掩蔽，刻蚀所述硬掩膜层；过刻蚀所述硬掩膜层，过刻蚀所述硬掩膜层所用的时间占刻蚀所述硬掩膜层所用的时间的60～70％；以所述光刻胶为掩蔽，打通所述衬垫氧化层；以所述光刻胶为掩蔽，刻蚀所述衬底，形成浅槽；去除所述光刻胶。
上述浅槽隔离结构的制备方法，其中，先采用等离子体去胶法、再采用剥离法去除所述光刻胶。
上述浅槽隔离结构的制备方法，其中，刻蚀所述硬掩膜层的刻蚀气体为He和CF4，所述He的流量为100～300sccm，所述CF4的流量为10～200sccm。
上述浅槽隔离结构的制备方法，其中，过刻蚀所述硬掩膜层的刻蚀气体为CF4和CH2F2，所述CF4的流量为10～200sccm，所述CH2F2的流量为10～50sccm。
上述浅槽隔离结构的制备方法，其中，打通所述衬垫氧化层采用CF4，其流量为10～200sccm。
本发明的浅槽隔离结构的制备方法缩短过刻蚀所述硬掩膜层的时间可减少聚合物的产生，从而改善所述衬底及其上结构的表面的聚合物残留，提高后续工艺步骤的质量，并最终提高产品良率；
本发明的浅槽隔离结构的制备方法采用打通步骤刻蚀所述衬垫氧化层，该打通步骤还具有一定去除聚合物的作用，能去除部分残留在所述衬底及其上结构的表面的聚合物；
本发明的浅槽隔离结构的制备方法中产生的聚合物较少，而且在打通所述衬垫氧化层的过程中，去除掉部分残留在所述衬底及其上结构的表面的聚合物，因此，本发明的浅槽隔离结构的制备方法只需一次采用灰化和剥离的方法，大大降低了对所述衬底和浅槽的表面的损伤，有利于提高产品质量，提高产品良率。
附图说明
本发明的浅槽隔离结构的制备方法由以下的实施例及附图给出。
图1A～图1H是现有技术的浅槽隔离结构的制备方法的流程图。
图2是本发明浅槽隔离结构的制备方法的流程框图。
图3A～图3I是本发明浅槽隔离结构的制备方法的流程图。
具体实施方式
以下将结合图2～图3I对本发明的浅槽隔离结构的制备方法作进一步的详细描述。
参见图2，本发明的浅槽隔离结构的制备方法包括以下步骤：
步骤S1，在衬底201的表面上生长衬垫氧化层202，在所述衬垫氧化层202的表面上淀积硬掩膜层203，如图3A所示；
所述衬垫氧化层202例如是采用热氧化方法生长的氧化硅层；
所述硬掩膜层203例如是采用化学气相沉积法淀积的氮化硅层；
步骤S2，在所述硬掩膜层203的表面上涂布抗反射层204，在所述抗反射层204的表面上涂布光刻胶205，并通过光刻曝光定义出浅槽区域，如图3B所示；
步骤S3，以所述光刻胶205为掩蔽，刻蚀所述硬掩膜层203，如图3C所示；
例如采用干法刻蚀法刻蚀所述硬掩膜层203；
刻蚀所述硬掩膜层203时，刻蚀机的上部电源功率为300～850W，刻蚀机的偏转功率为-55～-350W，刻蚀腔的压力为5～50毫托，刻蚀气体为He和炭氟系气体(如CF4、CHF3、CH2F2、CH3F)，所述He的流量为100～300sccm，所述炭氟系气体的流量为10～200sccm；
一较佳实施例中，刻蚀机的上部电源功率为600W，刻蚀机的偏转功率为-330W，刻蚀腔的压力为7毫托，刻蚀气体为He和CF4，所述He的流量为150sccm，所述炭氟系气体的流量为20sccm；
该刻蚀步骤也称为主刻蚀，未有所述光刻胶205掩蔽的硬掩膜层203在该刻蚀步骤中被刻蚀掉；
步骤S4，过刻蚀所述硬掩膜层203，如图3D所示；
例如采用干法刻蚀法过刻蚀所述硬掩膜层203；
过刻蚀所述硬掩膜层203时，刻蚀机的上部电源功率为300～850W，刻蚀机的偏转功率为-55～-350W，刻蚀腔的压力为5～50毫托，刻蚀气体为CF4和CH2F2，所述CF4的流量为10～200sccm，所述CH2F2的流量为10～50sccm；
一较佳实施例中，刻蚀机的上部电源功率为450W，刻蚀机的偏转功率为-1750W，刻蚀腔的压力为7毫托，所述CF4的流量为30sccm，所述CH2F2的流量为30sccm；
该过刻蚀步骤的目的是在所述衬垫氧化层202的顶端形成圆角206，同时去除未有所述光刻胶205掩蔽的残留的所述硬掩膜层203；
过刻蚀所述硬掩膜层203所用的时间占刻蚀所述硬掩膜层203所用的时间的60～70％，与现有技术相比，本发明的浅槽隔离结构的制备方法缩短了过刻蚀所述硬掩膜层203的时间；
无论是刻蚀所述硬掩膜层203的过程还是过刻蚀所述硬掩膜层203的过程，都产生聚合物，这些聚合物会污染所述衬底201及其上的结构，在所述衬底201及其上结构的表面形成聚合物残留物，影响后续工艺步骤的质量，缩短过刻蚀所述硬掩膜层203的时间可减少聚合物的产生，从而改善所述衬底201及其上结构的表面的聚合物残留，提高后续工艺步骤的质量，并最终提高产品良率；
步骤S5，以所述光刻胶205为掩蔽，打通(break through)所述衬垫氧化层202，如图3E所示；
往刻蚀腔内通入炭氟系气体刻蚀所述衬垫氧化层202，刻蚀机的上部电源功率为300～850W，刻蚀机的偏转功率为-55～-350W，刻蚀腔的压力为5～50毫托，所述炭氟系气体的流量为10～200sccm；
一较佳实施例中，刻蚀机的上部电源功率为600W，刻蚀机的偏转功率为-200W，刻蚀腔的压力为10毫托，所述炭氟系气体为CF4，其流量为100sccm；
本发明的浅槽隔离结构的制备方法采用打通步骤刻蚀所述衬垫氧化层202，该打通步骤还具有一定去除聚合物的作用，能去除部分残留在所述衬底201及其上结构的表面的聚合物；
步骤S6，以所述光刻胶205为掩蔽，刻蚀所述衬底201，形成浅槽207，如图3F所示；
例如采用干法刻蚀法刻蚀所述衬底201，刻蚀气体选择Cl2、He、O2、HBr和炭氟系气体的混合物，所述炭氟系气体例如采用CF4；
步骤S7，去除所述光刻胶205和抗反射层204，如图3G所示；
与现有技术相比，本发明的浅槽隔离结构的制备方法中产生的聚合物较少，而且在打通所述衬垫氧化层202的过程中，去除掉部分残留在所述衬底201及其上结构的表面的聚合物，因此，本发明的浅槽隔离结构的制备方法只需一次采用灰化和剥离的方法，即先采用灰化方法、再采用剥离方法去除所述光刻胶205和抗反射层204，这样的过程只进行一次；
本发明的浅槽隔离结构的制备方法只采用一次灰化和剥离的方法去除所述光刻胶205和抗反射层204，大大降低了对所述衬底101和浅槽107的表面的损伤，有利于提高产品质量，提高产品良率；
步骤S8，在所述浅槽207的侧壁和底端上生长氧化层208，再淀积绝缘介质209填充所述浅槽207，如图3H所示；
步骤S9，抛光所述绝缘介质209，直至露出所述硬掩膜层203，再去除所述硬掩膜层203，形成浅槽隔离结构210，如图3I所示。

Claims (5)

1.一种浅槽隔离结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
在衬底的表面上依次形成衬垫氧化层、硬掩膜层和光刻胶，以所述光刻胶为掩蔽，刻蚀所述硬掩膜层；
过刻蚀所述硬掩膜层，过刻蚀所述硬掩膜层所用的时间占刻蚀所述硬掩膜层所用的时间的60～70％；
以所述光刻胶为掩蔽，打通所述衬垫氧化层；
以所述光刻胶为掩蔽，刻蚀所述衬底，形成浅槽；
去除所述光刻胶。
2.如权利要求1所述的浅槽隔离结构的制备方法，其特征在于，先采用等离子体去胶法、再采用剥离法去除所述光刻胶。
3.如权利要求1所述的浅槽隔离结构的制备方法，其特征在于，刻蚀所述硬掩膜层的刻蚀气体为He和CF4，所述He的流量为100～300sccm，所述CF4的流量为10～200sccm。
4.如权利要求1所述的浅槽隔离结构的制备方法，其特征在于，过刻蚀所述硬掩膜层的刻蚀气体为CF4和CH2F2，所述CF4的流量为10～200sccm，所述CH2F2的流量为10～50sccm。
5.如权利要求1所述的浅槽隔离结构的制备方法，其特征在于，打通所述衬垫氧化层采用CF4，其流量为10～200sccm。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109585281A (zh) * 2018-12-05 2019-04-05 扬州扬杰电子科技股份有限公司 一种晶片刻蚀方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040082177A1 (en) * 2002-10-28 2004-04-29 Lee Won Kwon Method of forming isolation films in semiconductor devices
US20040147090A1 (en) * 2003-01-23 2004-07-29 Silterra Malaysia Sdn. Bhd. Shallow trench isolation
US6890859B1 (en) * 2001-08-10 2005-05-10 Cypress Semiconductor Corporation Methods of forming semiconductor structures having reduced defects, and articles and devices formed thereby
CN101447424A (zh) * 2007-11-27 2009-06-03 上海华虹Nec电子有限公司 Sti结构的制备方法
CN101587835A (zh) * 2008-05-23 2009-11-25 中芯国际集成电路制造(北京)有限公司 浅沟槽制作方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6890859B1 (en) * 2001-08-10 2005-05-10 Cypress Semiconductor Corporation Methods of forming semiconductor structures having reduced defects, and articles and devices formed thereby
US20040082177A1 (en) * 2002-10-28 2004-04-29 Lee Won Kwon Method of forming isolation films in semiconductor devices
US20040147090A1 (en) * 2003-01-23 2004-07-29 Silterra Malaysia Sdn. Bhd. Shallow trench isolation
CN101447424A (zh) * 2007-11-27 2009-06-03 上海华虹Nec电子有限公司 Sti结构的制备方法
CN101587835A (zh) * 2008-05-23 2009-11-25 中芯国际集成电路制造(北京)有限公司 浅沟槽制作方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109585281A (zh) * 2018-12-05 2019-04-05 扬州扬杰电子科技股份有限公司 一种晶片刻蚀方法

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