CN102412141A

CN102412141A - 一种去除深沟槽内氧化膜残留的方法

Info

Publication number: CN102412141A
Application number: CN2011103600723A
Authority: CN
Inventors: 刘继全
Original assignee: Shanghai Hua Hong NEC Electronics Co Ltd
Current assignee: Shanghai Huahong Grace Semiconductor Manufacturing Corp
Priority date: 2011-11-14
Filing date: 2011-11-14
Publication date: 2012-04-11

Abstract

本发明公开了一种去除深沟槽内氧化膜残留的方法，包括如下步骤：步骤1，在硅衬底上刻蚀形成深沟槽；步骤2，在深沟槽内生长一层氧化膜；步骤3，利用HF和H₂O的混合蒸汽去除深沟槽内的氧化膜。本发明可以彻底去除深沟槽内氧化膜，达到深沟槽内无氧化膜残留的效果。

Description

一种去除深沟槽内氧化膜残留的方法

技术领域

本发明属于半导体集成电路制造工艺，具体涉及一种去除深沟槽内氧化膜残留的方法。

背景技术

在半导体工艺中，沟槽工艺是非常普遍的工艺，其用途如隔离，Contact(接触孔)连接，Via(通孔)连接，P/N结耗尽层等。目前集成电路的集成度越来越高，在很多工艺中，利用大AR(深宽比)深沟槽(沟槽宽度比较小，深度比较深)工艺来减小芯片面积。沟槽刻蚀后，一般需要用牺牲氧化来修复刻蚀工艺对沟槽侧壁带来的损伤，即在沟槽侧壁先热氧化生成一次氧化膜，然后再用湿法刻蚀将其去除。一般采用APM，SPM和DHF等湿法药液将沟槽侧壁的氧化膜去除，然而对于AR比较大的深沟槽，溶液很难进入沟槽底部，另外副产物也很难出来，所以容易造成沟槽侧壁的氧化膜残留。为了解决这一问题，后来在溶液中加入表面活性剂以降低其表面张力，还有一种方法是在处理过程中加入超声波技术，在一定程度上提高了沟槽侧壁的氧化膜的处理能力。然而随着集成电路的集成度越来越高，在很多工艺中，利用大AR深沟槽工艺来减小芯片面积，随着沟槽宽度的缩小，深度的增加，由于液体的黏度和表面张力等不能完全消除，导致溶液进入沟槽底部越来越难，即使使用了表面活性剂和超声波技术，依然不能解决沟槽侧壁氧化膜残留的问题，这样经常导致沟槽侧壁牺牲氧化后沟槽侧壁的氧化膜去除不彻底，这样可能造成的结果是：1.沟槽内的外延生长不上去(见图4)；2.沟槽底部或侧壁的硅化物无法形成；3.Gate oxide(栅氧)生长后质量达不到要求等对器件电性能不利的结果。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种去除深沟槽内氧化膜残留的方法，本发明可以彻底去除深沟槽内氧化膜，可以达到深沟槽内无氧化膜残留的效果。

为解决上述技术问题，本发明提供一种去除深沟槽内氧化膜残留的方法，包括如下步骤：

步骤1，在硅衬底上刻蚀形成深沟槽；

步骤2，在深沟槽内生长一层氧化膜；

步骤3，利用HF和H20的混合蒸汽去除深沟槽内的氧化膜。

步骤1中，所述刻蚀形成深沟槽采用干法刻蚀。

步骤1中，所述深沟槽的宽度为0.01-10微米，深度为0.5-200微米。

步骤2中，所述生长氧化膜采用热氧化工艺，热氧化生长的温度为600-1200℃，氧化膜的厚度为100-5000埃。

步骤3中，所述HF∶H20的体积比为(0.1-50)∶100。

步骤3中，所述HF和H2O的混合蒸汽的形成由其混合溶液汽化而制得，或者由二者的气体混合而得。

和现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明采用HF和H2O的混合蒸汽去除深沟槽内的氧化膜，因为气体的黏度远远小于液体，且不会有液体所表现出来的表面张力，故HF和H2O的混合蒸汽去除沟槽内氧化膜的效果会远远大于其混合溶液，且基本不会受到沟槽尺寸的缩小和沟槽深度增加的影响，从而可以彻底去除深沟槽内氧化膜，可以达到深沟槽内无氧化膜残留的效果。

附图说明

图1是本发明步骤1刻蚀形成深沟槽完成后的结构剖面图；

图2是本发明步骤2在深沟槽内生长氧化膜完成后的结构剖面图；

图3是本发明步骤3去除深沟槽内氧化膜完成后的结构剖面图；

图4是采用传统方法使深沟槽内氧化膜残留从而导致沟槽内的外延生长不上去的示意图；

图中附图标记说明如下：

1为硅衬底，2为深沟槽，3是氧化膜，4是HF和H2O的混合蒸汽。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。

本发明一种去除深沟槽内氧化膜残留的方法，具体包括如下步骤：

1、如图1所示，在硅衬底1上刻蚀出深沟槽2(采用干法刻蚀)，其中深沟槽2的宽度为0.01-10um(微米)，深度为0.5-200um；

2、如图2所示，利用热氧化工艺在深沟槽2内(深沟槽2底部和侧壁)生长一层氧化膜3；氧化温度在600-1200℃之间，氧化后氧化膜3的厚度在10-5000埃；

3、如图3所示，把HF和H2O的混合蒸汽4通入到深沟槽2里，将深沟槽2内的氧化膜3进行去除。其中HF∶H2O的体积比为(0.1-50)∶100。HF和H2O的混合蒸汽的形成可以由其混合溶液汽化而制得，也可由二者的气体混合而得。HF很容易挥发，所以其气体很容易制得；另外H2O的沸点只有100℃，其气态也比较容易获得，所以可以先制得单个气体，然后混合二者即得到混合气体；另外也可以利用HF和H2O的溶液在一定温度下蒸发来获得其混合气体。HF和H2O的混合蒸汽4去除深沟槽2内氧化膜3的化学反应关系式见下：

氧化膜去除的化学反应关系式

本发明方法用HF和H2O的混合蒸汽代替其溶液，因为气体的黏度远远小于液体，且不会有液体所表现出来的表面张力，故HF和H2O的混合蒸汽去除沟槽内氧化膜的效果会远远大于其混合溶液，且基本不会受到沟槽尺寸的缩小和沟槽深度增加的影响，从而可以彻底去除深沟槽内氧化膜，解决深沟槽侧壁氧化膜残留的问题。

Claims

1.一种去除深沟槽内氧化膜残留的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，在硅衬底上刻蚀形成深沟槽；

步骤2，在深沟槽内生长一层氧化膜；

步骤3，利用HF和H2O的混合蒸汽去除深沟槽内的氧化膜。

2.如权利要求1所述的去除深沟槽内氧化膜残留的方法，其特征在于，步骤1中，所述刻蚀形成深沟槽采用干法刻蚀。

3.如权利要求1或2所述的去除深沟槽内氧化膜残留的方法，其特征在于，步骤1中，所述深沟槽的宽度为0.01-10微米，深度为0.5-200微米。

4.如权利要求1所述的去除深沟槽内氧化膜残留的方法，其特征在于，步骤2中，所述生长氧化膜采用热氧化工艺，热氧化生长的温度为600-1200℃，氧化膜的厚度为100-5000埃。

5.如权利要求1所述的去除深沟槽内氧化膜残留的方法，其特征在于，步骤3中，所述HF比H2O的体积比为(0.1-50)∶100。

6.如权利要求1或5所述的去除深沟槽内氧化膜残留的方法，其特征在于，步骤3中，所述HF和H2O的混合蒸汽的形成由其混合溶液汽化而制得，或者由二者的气体混合而得。