CN104465323A - 一种缩小有源区关键尺寸的方法 - Google Patents

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宋振伟
陈晋
李翔
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Abstract

本发明涉及半导体器件工艺，尤其涉及一种缩小有源区关键尺寸的方法，通过在单片机台中使用0.15％-2％浓度的氢氟酸溶液清洗、刻蚀去除晶片沟槽侧壁在自然条件下形成的氧化膜，然后使用氧化性化学品将晶片沟槽的硅氧化成二氧化硅，反复进行以上步骤，直到有源区的关键尺寸满足用户的需求，使用这种方法有效缩小有源区的关键尺寸，且是比较均匀的缩小有源区的关键尺寸。

Description

一种缩小有源区关键尺寸的方法
技术领域
本发明涉及半导体器件工艺，尤其涉及一种缩小有源区关键尺寸的方法。
背景技术
有源区的关键尺寸是半导体器件中的重要参数，随着半导体工艺朝着精密方向发展，有源区关键尺寸变得越来越小，目前本领域技术人员通过采用光刻和干法蚀刻的方法在很大程度上有效减小了有源区的关键尺寸，是本领域工艺的一大进步。
但对该种技术而言，这种尺寸的缩小是靠光刻和干法蚀刻来实现，由于光刻本身的限制，有源区关键尺寸越小，光刻难度越高，因此最终得到的有些有源区尺寸很难满足用户的需求，是在工艺限制的条件下无法实施而得到的尺寸，人们采用各种方法来解决这个问题，以使有源区的关键尺寸能变得更小以满足用户的需求，比如采用新的光源(UV)，双曝光技术等，但是由于各方面的原因，这些技术都很难满足用户的需求，因此，如何实施能让有源区关键尺寸变得更小称为本领域技术人员面临的一大难题。
发明内容
针对上述问题，本发明提出一种缩小有源区关键尺寸的方法，通过采用湿法清洗和刻蚀工艺去除晶片沟槽侧壁上的自然氧化层，使沟槽侧壁自然形成的硅的氧化物去除，然后采用氧化性化学品来处理晶片，使沟槽侧壁的硅变成二氧化硅，之后重复完整的上述步骤，直到有源区的关键尺寸能满足用户的需求，具体方法为：
一种缩小有源区关键尺寸的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
提供一具有有源区的晶片，所述有源区之间以沟槽隔开；
步骤S1：用湿法清洗工艺去除所述沟槽表面的氧化层；
步骤S2：用氧化性化学品处理所述沟槽表面，以在沟槽表面重新生成一层氧化层；
重复步骤S1、步骤S2若干次，直到有源区关键尺寸满足预设要求。
优选的，所述湿法清洗工艺使用的清洗液为氢氟酸。
优选的，所述氢氟酸溶液中氢氟酸的含量为0.15％-2％。
优选的，所述氧化性化学品为硫酸和双氧水的混合液或含有臭氧的去离子水。
优选的，所述去离子水中臭氧的浓度为2ppm-20ppm。
上述方法，其中，所述方法缩小有源区的关键尺寸为1nm-10nm。
上述方法，其中，在单片清洗机台实施所述湿法清洗和氧化工艺。
上述发明具有如下优点或者有益效果：
本发明所述方法简单、容易实施，能均匀且有效缩小有源区关键尺寸。
附图说明
图1是本发明实施例的流程示意图；
图2是本发明实施例提供的晶片结构示意图；
图3是本发明实施例提供的晶片经过湿法清洗后的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的晶片沟槽侧壁经过氧化后的结构示意图。
实施方式
下面结合附图和具体的实施例对本发明作进一步的说明，但是不作为本发明的限定。
针对上述存在的问题，本发明披露了一种有效缩小有源区关键尺寸的方法，通过采用湿法清洗工艺和蚀刻工艺去除有源区沟槽表面的自然形成的氧化层，然后用氧化性化学品在去除氧化层后的沟槽表面形成一新的氧化层，克服了传统方法干法刻蚀到一定尺寸就难以实施的缺陷，有效减小了有源区的关键尺寸，且重复上述湿法清洗工艺和蚀刻工艺满足用户对有源区关键尺寸的要求，本方法简单，容易实施，能满足用户对有源区关键尺寸的要求。本发明的具体实施方式为：
参照图2所示结构示意图，为本实施例所提供的具有有源区的晶片，其中1是本实施例提供晶片上的第一沟槽，2是本实施例提供晶片的第二沟槽，其中第一沟槽和第二沟槽之间为有源区部分，第一氧化膜3表示第一沟槽1侧壁和表面在自然条件下被氧化形成的氧化膜，第二氧化膜4指第二沟槽2侧壁和表面在自然条件下被氧化形成的氧化膜。
参照图3所示结构，在单片机台中使用湿法清洗工艺去除第一氧化膜3和第二氧化膜4，湿法清洗使用的是浓度为0.15％-2％的氢氟酸溶液，以去除第一沟槽表面的第一氧化膜3和第二沟槽表面的第二氧化膜4，然后使用去离子水清除第一沟槽1表面和第二沟槽2表面残留的氢氟酸。本发明的重点是第一沟槽和第二沟槽的侧壁，底部的变化未在图中示出，本领域技术人员明白，仅有底部的微小变化不影响本发明的创新性。
参照图4所示结构，用氧化性化学品处理经氢氟酸溶液刻蚀的晶片表面，其中使用的氧化性化学品可以为含臭氧的去离子水或者硫酸和双氧水的混合酸，其中含臭氧的去离子水中臭氧的浓度为2ppm-20ppm，氧化性化学品可以将氧化层去除后的有源区沟槽的硅氧化成二氧化硅，经过处理，第一沟槽1侧壁和第二沟槽2侧壁的硅被氧化成二氧化硅，由于自然条件下被氧化形成的氧化膜被清洗掉，因此有源区的关键尺寸即第一沟槽和第二沟槽之间的部分尺寸缩小，经过此过程，有源区关键尺寸缩小1nm-2nm。
值得注意的是，第一沟槽1和第二沟槽2的底部在自然条件形成的氧化膜以及氧化性化学品处理后形成的氧化膜在图中未示出，图中仅示出了本发明重点解决的问题。
其中，定义湿法清洗、蚀刻和氧化性化学品处理形成氧化膜为一个操作周期，每一个周期结束，有源区的关键尺寸缩小1nm-2nm，用户可以根据自己的需要重复这个周期的运行，直到有源区的关键尺寸满足用户的需求为止。最后，干燥所述晶片，得到所需的有源区关键尺寸的晶片。
综上所述，通过在单片机台中使用0.15％-2％浓度的氢氟酸溶液湿法清洗、刻蚀去除晶片沟槽表面在自然条件下形成的氧化膜，然后使用氧化性化学品将晶片沟槽的硅氧化成二氧化硅，反复进行以上步骤，直到有源区的关键尺寸满足用户的需求，使用这种方法有效缩小有源区的关键尺寸，且是比较均匀的缩小有源区的关键尺寸。
本领域技术人员应该理解，本领域技术人员在结合现有技术以及上述实施例可以实现所述变化例，在此不做赘述。这样的变化例并不影响本发明的实质内容，在此不予赘述。
以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本发明的实质内容。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围。

Claims (7)

1.一种缩小有源区关键尺寸的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
提供一具有有源区的晶片，所述有源区中形成有若干沟槽；
步骤S1：用湿法清洗工艺去除所述沟槽表面的氧化层；
步骤S2：用氧化性化学品处理所述沟槽表面，以在沟槽表面重新生成一层氧化层；
重复步骤S1、步骤S2若干次，直到有源区关键尺寸满足预设要求。
2.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述湿法清洗工艺使用的清洗液为氢氟酸溶液。
3.如权利要求2所述方法，其特征在于，所述氢氟酸溶液中氢氟酸的含量为0.15％-2％。
4.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述氧化性化学品为硫酸和双氧水的混合液或含有臭氧的去离子水。
5.如权利要求4所述方法，其特征在于，所述去离子水中臭氧的浓度为2ppm-20ppm。
6.如权利要求1所述方法，其特征在于，利用所述方法将有源区关键尺寸缩小1nm-10nm。
7.如权利要求1所述方法，其特征在于，在单片清洗机台实施所述湿法清洗和氧化工艺。
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