CN102361018B - 一种改善浅沟槽隔离衬底制程中小球状缺陷的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种改善浅沟槽隔离衬底制程中小球状缺陷的方法，包括下列步骤：在半导体基底上形成浅沟槽；采用清洗溶液清洗已形成所述浅沟槽的半导体基底，以便去除所述浅沟槽结构上形成的二氧化硅氧化膜，之后采用去离子水清洗残留的清洗溶液和反应副产物；重复上述清洗步骤，直至去除所述二氧化硅氧化膜或达到需求的去除量，其中所述清洗溶液每次去除二氧化硅的厚度为小于15埃。本发明提出一种改善浅沟槽隔离衬底制程中小球状缺陷的方法，能够改善氢氟酸去除氧化膜时在STI结构上形成的小球缺陷，使得良率得以提升。
Description
技术领域
本发明涉及集成电路制造领域，且特别涉及湿法蚀刻中一种改善浅沟槽隔离衬底制程中小球状缺陷的方法。
背景技术
浅沟槽隔离(Shallow Trench Isolation，STI)是0.25um以下半导体技术采用的通用隔离方法，这种隔离方法的优点是隔离效果好，而且占用面积小。
集成电路制造技术领域中，形成浅沟槽隔离的步骤包括：在半导体基底上形成浅沟槽；向所述浅沟槽填充隔离物；平整化填充隔离物后的所述浅沟槽。其中，向所述浅沟槽填充隔离物的步骤包括：清洗已形成所述浅沟槽的半导体基底；在所述浅沟槽内形成垫氧化层；沉积隔离层，所述隔离层覆盖所述垫氧化层并填充所述浅沟槽。通常，将上述清洗过程称为预清洗，所述预清洗过程用以在形成所述垫氧化层之前清洗已形成所述浅沟槽的半导体基底。所述半导体基底通过在半导体衬底表面顺次形成隔离层及钝化层后获得。
所述预清洗操作包含清洗在所述浅沟槽形成过程中产生的聚合物以及清洗在制程间隔时间内形成的表面沾污的操作。此外，形成所述浅沟槽后，所述浅沟槽将暴露部分所述半导体衬底，形成所述垫氧化层之前的间隔时间将使得暴露的部分所述半导体衬底的表面被氧化，形成自然氧化膜，所述半导体衬底表面被氧化形成的氧化物不利于后续形成所述垫氧化层的过程中对所述垫氧化层的调整。由此，所述预清洗操作还包括在后续形成垫氧化层之前去除所述氧化物的操作。
请参考图1，图1所示为现有技术中产生小球状缺陷的结构示意图。针对浅沟槽隔离结构10，在垫氧化层(氧化膜衬底)形成之前，会在预清洗操作中采用氢氟酸去除自然氧化膜，当氢氟酸的去除量(针对热二氧化硅)较大时，会有一些副产物在顶部的氮化硅20上析出，通常以小球的形式存在，形成小球状缺陷30。在去除量不变的情况下，改变氢氟酸的浓度，小球依然会出现，并且这种小球不能用去离子水和SC1(去离子水：双氧水：氨水的混合溶液)去除，如果它出现在图形密度大的区域，会部分覆盖住STI沟槽，使得后续的薄膜不能淀积到沟槽中，形成空洞，从而造成良率的损失。
发明内容
本发明提出一种改善浅沟槽隔离衬底制程中小球状缺陷的方法，能够改善氢氟酸去除氧化膜时在STI结构上形成的小球缺陷。
为了达到上述目的，本发明提出一种改善浅沟槽隔离衬底制程中小球状缺陷的方法，包括下列步骤：
在半导体基底上形成浅沟槽；
采用清洗溶液清洗已形成所述浅沟槽的半导体基底，以便去除所述浅沟槽结构上形成的二氧化硅氧化膜，之后采用去离子水清洗残留的清洗溶液和反应副产物；
重复上述清洗步骤，直至去除所述二氧化硅氧化膜或达到需求的去除量，
其中所述清洗溶液每次去除二氧化硅的厚度为小于15埃。
进一步的，所述清洗溶液为氢氟酸溶液。
进一步的，所述氢氟酸溶液的浓度范围为：0.2％～0.5％。
进一步的，所述氢氟酸溶液的温度范围为：室温到35摄氏度。
进一步的，完成所述去除二氧化硅氧化膜或达到需求的去除量步骤之后，采用SC1溶液及去离子水清洗所述浅沟槽结构，并进行干燥处理。
本发明提出的改善浅沟槽隔离衬底制程中小球状缺陷的方法，控制氢氟酸的去除量，在小球缺陷出现之前，用去离子水清洗残留的氢氟酸和反应副产物，然后继续用氢氟酸蚀刻，同样控制氢氟酸的去除量，在小球缺陷出现之前，用去离子水清洗残留的氢氟酸和反应副产物，重复多次，最终达到需求的去除量，采用本方法进行STI氧化硅衬底形成之前的清洗不会产生小球缺陷，使得良率得以提升。
附图说明
图1所示为现有技术中产生小球状缺陷的结构示意图。
图2所示为本发明较佳实施例的改善浅沟槽隔离衬底制程中小球状缺陷的方法流程图。
具体实施方式
请参考图2，图2所示为本发明较佳实施例的改善浅沟槽隔离衬底制程中小球状缺陷的方法流程图。
本发明提出一种改善浅沟槽隔离衬底制程中小球状缺陷的方法，包括下列步骤：
步骤S100：在半导体基底上形成浅沟槽；
步骤S200：采用清洗溶液清洗已形成所述浅沟槽的半导体基底，以便去除所述浅沟槽结构上形成的二氧化硅氧化膜；
步骤S300：采用去离子水清洗残留的清洗溶液和反应副产物；
重复上述清洗步骤，直至去除所述二氧化硅氧化膜或达到需求的去除量，
其中所述清洗溶液每次去除二氧化硅的厚度为小于15埃。
经过研究发现，小球缺陷的产生和氢氟酸的去除量多少相关，该去除量是针对热二氧化硅而言，当去除量较少(低于15埃时)，小球缺陷不会产生，但当去除量大于15埃时，小球缺陷会出现，并且会随着去除量的增加而增加。
这种小球状缺陷的可能成因是氢氟酸和氮化硅的反应副产物不能被完全转移走，随着去除量的增加，反应副产物会在局部区域积聚，到一定程度就会析出，形成缺陷。
基于上述发现，严格控制氢氟酸的去除量可以达到消除小球缺陷的目的，这也是本方法的关键所在。本方法是控制氢氟酸的去除量，在小球缺陷出现之前，用去离子水清洗残留的氢氟酸和反应副产物，然后继续用氢氟酸蚀刻，同样控制氢氟酸的去除量，在小球缺陷出现之前，用去离子水清洗残留的氢氟酸和反应副产物，重复多次，最终达到需求的去除量。
根据本发明较佳实施例，所述氢氟酸溶液的浓度范围为：0.2％～0.5％，所述氢氟酸溶液的温度范围为：室温到35摄氏度。
进一步的，完成所述去除二氧化硅氧化膜或达到需求的去除量步骤之后，采用SC1溶液(去离子水：双氧水：氨水的混合溶液)及去离子水清洗所述浅沟槽结构，并进行干燥处理。采用本方法进行STI氧化硅衬底形成之前的清洗不会产生小球缺陷，使得良率得以提升。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。
Claims (4)
1.一种改善浅沟槽隔离衬底制程中小球状缺陷的方法，其特征在于，包括下列步骤：
在半导体基底上形成浅沟槽；
分多次采用清洗溶液清洗已形成所述浅沟槽的半导体基底，以便去除所述浅沟槽结构上形成的二氧化硅氧化膜，之后采用去离子水清洗残留的清洗溶液和反应副产物，控制每次所述清洗溶液对所述二氧化硅氧化膜的去除量并去除部分所述二氧化硅氧化膜，以防止所述小球状缺陷的形成；
重复上述清洗步骤，直至去除所述二氧化硅氧化膜或达到需求的去除量，
其中所述清洗溶液每次去除二氧化硅的厚度为小于15埃，所述清洗溶液为氢氟酸溶液。
2.根据权利要求1所述的改善浅沟槽隔离衬底制程中小球状缺陷的方法，其特征在于，所述氢氟酸溶液的浓度范围为：0.2%～0.5%。
3.根据权利要求1所述的改善浅沟槽隔离衬底制程中小球状缺陷的方法，其特征在于，所述氢氟酸溶液的温度范围为：室温到35摄氏度。
4.根据权利要求1所述的改善浅沟槽隔离衬底制程中小球状缺陷的方法，其特征在于，完成所述去除二氧化硅氧化膜或达到需求的去除量步骤之后，采用SC1溶液及去离子水清洗所述浅沟槽结构，并进行干燥处理。
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