CN103137465A - 深沟槽工艺晶片周边硅针状缺陷的解决方法 - Google Patents

深沟槽工艺晶片周边硅针状缺陷的解决方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种深沟槽工艺晶片周边硅针状缺陷的解决方法，包括步骤：1)在衬底氧化硅上淀积六甲基二硅胺蒸汽；2)涂布第一层光阻，软烘烤，曝光；3)涂布第二层同种光阻，软烘烤，用相应的光罩曝光晶片周边区域；4)第一次显影液喷吐，静止，甩干；5)第二次显影液喷吐，静止，去离子水冲洗并甩干。该方法通过两次涂光阻和两次曝光的方式，将边缘光阻的形貌变成倒梯形结构，这样，在刻蚀时晶片周边就可以挡住刻蚀，不致损伤到下面的氧化硅，从而避免了硅针缺陷的出现。

Description

深沟槽工艺晶片周边硅针状缺陷的解决方法
技术领域
本发明涉及半导体集成电路制造领域，特别是涉及深沟槽工艺晶片周边硅针状缺陷的解决方法。
背景技术
半导体功率器件的制备工艺中都会有沟槽刻蚀这道工艺步骤，一般的功率器件的沟槽刻蚀深度在1.3μm左右，但超级结产品的沟槽刻蚀深度需要达到35μm，远远深于一般的功率器件工艺，如图1所示。
目前的超级结深沟槽刻蚀工艺中，在光刻完成，晶片周边曝光后，其边缘光阻的形貌会比较斜，光阻的厚度也会变薄，如图2所示，导致在刻蚀深沟槽时，光阻不够挡，而造成晶片边缘出现硅针(silicon grass)的缺陷，如图3所示。即使增加光阻的厚度，只要在做完周边曝光后，边缘光阻还存在斜坡现象，则在深沟槽刻蚀完后，晶片边缘仍会出现硅针的现象。如果不做周边曝光，晶片的侧壁也会有类似的缺陷。在后续的湿法刻蚀工艺中，这种硅针状缺陷会成为颗粒源，污染湿法刻蚀机台，并影响到晶片的良率。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种深沟槽工艺晶片周边硅针状缺陷的解决方法，它可以避免深沟槽刻蚀完后晶片边缘出现硅针状缺陷。
为解决上述技术问题，本发明的深沟槽工艺晶片周边硅针状缺陷的解决方法，在光刻完成后，深沟槽刻蚀前，包括以下步骤：
1)在衬底氧化硅上淀积六甲基二硅胺蒸汽；
2)涂布第一层光阻，软烘烤，曝光；
3)涂布第二层同种光阻，软烘烤，用相应的光罩曝光晶片周边区域；
4)第一次显影液喷吐，静止，甩干；
5)第二次显影液喷吐，静止，去离子水冲洗并甩干。
本发明通过两次涂光阻和两次曝光的方式，将边缘光阻的形貌变成倒梯形结构，这样，在刻蚀时晶片周边就可以挡住刻蚀，不致损伤到下面的氧化硅，从而避免了硅针缺陷的出现。
附图说明
图1是功率器件的沟槽形貌图。其中，(a)为一般功率器件的沟槽，(b)为超级结的深沟槽。
图2是现有超级结深沟槽刻蚀工艺中，晶片周边曝光后的边缘光阻形貌图。
图3是采用现有工艺刻蚀完超级结深沟槽后，晶片边缘的形貌图(出现硅针)。
图4是晶片边缘硅针状缺陷污染湿法刻蚀机台的示意图。
图5是本发明的方法流程示意图。
图6是本发明实施例在显影后得到的边缘光阻的形貌图(倒梯形)。
图7是本发明实施例的晶片边缘形貌图。其中，(a)为晶片周边曝光完成后的形貌图；(b)为深沟槽刻蚀完后的晶片边缘形貌图。
图8是本发明实施例得到的晶片，在后续湿法刻蚀工艺中，对刻蚀机台基本无污染。
图中附图标记说明如下：
1：第一层光阻
2：衬底氧化硅
3：第二层光阻不曝光区域
4：第二层光阻曝光区域
具体实施方式
为对本发明的技术内容、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：
本实施例在超级结深沟槽刻蚀工艺的光刻步骤完成后，采用两次涂光阻，两次曝光的方式，将边缘光阻变成倒梯形结构。具体方法如下：
步骤1，110℃下，在衬底氧化硅2上淀积HMDS(六甲基二硅胺)蒸气58秒，然后涂布第一层厚度为的光阻AR100，在90℃下软烘烤60秒，全面曝光，曝光能量300毫秒，焦距(FOCUS)2μm，但不要显影，如图5(a)所示。
步骤2，在第一层光阻上，再涂布一层厚度为
Figure BDA0000110958600000031
的光阻AR100，在90℃下软烘烤60秒，然后用相应的光罩进行部分曝光(即仅晶片周边区域曝光)，如图5(b)所示。曝光条件为：曝光能量300毫秒，焦距(FOCUS)2μm。
步骤3，先做一次显影液喷吐，静止45秒后甩干，再做一次显影液喷吐，静止45秒后，用去离子水冲洗并甩干。
由于晶片周边区域的第一层光阻经历了两次曝光，在显影时，这部分光阻的显影速率就会比第二层光阻快，从而使两层光阻在显影后形成倒梯形的形状，如图5(c)和图6所示。这样，在刻蚀深沟槽时，晶片周边就可以挡住刻蚀，不致损伤到下面的氧化硅，从而避免了晶片周边出现硅针缺陷，如图7所示，在后续湿法刻蚀时，刻蚀机台也不会因晶片的硅针状缺陷而被污染，如图8所示。

Claims (6)

1.深沟槽工艺晶片周边硅针状缺陷的解决方法，其特征在于，在光刻完成后，深沟槽刻蚀前，包括以下步骤：
1)在衬底氧化硅上淀积六甲基二硅胺蒸汽；
2)涂布第一层光阻，软烘烤，曝光；
3)涂布第二层同种光阻，软烘烤，用相应的光罩曝光晶片周边区域；
4)第一次显影液喷吐，静止，甩干；
5)第二次显影液喷吐，静止，去离子水冲洗并甩干。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)中，淀积的温度为110℃，时间为58秒。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2)和3)中，涂布的光阻厚度为
Figure FDA0000110958590000011
。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2)和3)中，软烘烤的温度为90℃，时间为60秒。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2)和3)中，曝光的条件为：曝光能量300毫秒，曝光焦距2μm。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4)和5)中，静止时间为45秒。
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