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1、10申请公布号CN102064128A43申请公布日20110518CN102064128ACN102064128A21申请号200910201834822申请日20091118H01L21/762200601H01L21/31120060171申请人上海华虹NEC电子有限公司地址201206上海市浦东新区川桥路1188号72发明人林钢杨斌74专利代理机构上海浦一知识产权代理有限公司31211代理人王函54发明名称采用两次氮化硅回刻来改善浅沟隔离顶角圆化的方法57摘要本发明公开了一种采用两次氮化硅回刻来改善浅沟隔离顶角圆化的方法，包括如下步骤第一步，浅沟隔离刻蚀；第二步，缓冲氧化层切口刻蚀；第。
2、三步，氮化硅第一次回刻；第四步，在浅沟隔离露出的硅表面生长衬垫氧化层；第五步，氮化硅第二次回刻。该方法可以改善STI角部圆化轮廓，同时也改善了氧化硅填充后的形貌，从而解决了后续工艺刻蚀残留的问题。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书2页附图4页CN102064138A1/1页21一种采用两次氮化硅回刻来改善浅沟隔离顶角圆化的方法，其特征在于，包括如下步骤第一步，浅沟隔离刻蚀；第二步，缓冲氧化层切口刻蚀；第三步，氮化硅第一次回刻；第四步，在浅沟隔离露出的硅表面生长衬垫氧化层；第五步，氮化硅第二次回刻。2如权利要求1所述的采用两次氮化硅回刻来改善浅沟隔。
3、离顶角圆化的方法，其特征在于，第一步具体为在硅衬底上生长缓冲氧化层，在缓冲氧化层上沉积衬垫氮化硅层，然后刻蚀形成浅沟隔离。3如权利要求1所述的采用两次氮化硅回刻来改善浅沟隔离顶角圆化的方法，其特征在于，第二步采用湿法刻蚀工艺，采用浓度为11001300的氢氟酸。4如权利要求1所述的采用两次氮化硅回刻来改善浅沟隔离顶角圆化的方法，其特征在于，第三步采用湿法刻蚀工艺，采用热磷酸，温度为100120摄氏度，刻蚀时间为37分钟。5如权利要求1所述的采用两次氮化硅回刻来改善浅沟隔离顶角圆化的方法，其特征在于，第四步采用高温热氧化工艺生长衬垫氧化层，工艺温度为8001100，该衬垫氧化层的厚度为10025。
4、0埃。6如权利要求1所述的采用两次氮化硅回刻来改善浅沟隔离顶角圆化的方法，其特征在于，第五步采用湿法刻蚀工艺，采用热磷酸刻蚀氮化硅形成氮化硅底部切口，该步骤的工艺温度为100120摄氏度，刻蚀时间为37分钟。权利要求书CN102064128ACN102064138A1/2页3采用两次氮化硅回刻来改善浅沟隔离顶角圆化的方法技术领域0001本发明属于半导体集成电路制造领域，尤其涉及一种采用两次氮化硅回刻来改善浅沟隔离顶角圆化的方法。背景技术0002浅沟隔离STI广泛应用于先进的逻辑电路工艺中。浅沟隔离的优劣会直接影响到器件的特性，尤其是对于窄沟器件NARROWWIDTHDEVICE更为显著。由于S。
5、TI角部的氧化层厚度通常会比较薄，加之多晶硅电极会覆盖在这个区域，导致晶体管的阈值电压降低，这通常称之为“反窄沟效应”。为了避免上述情况的发生，常见的处理方式是将浅沟隔离角部圆化即修饰成圆角。常规的角部圆化方法为干法刻蚀形成浅沟隔离后，采用湿法刻蚀衬垫氮化硅层下面的缓冲氧化层，形成切口；之后采用高温热氧化制备衬垫氧化层，形成角部圆化。这种常规的方法需要很好的控制高温热氧化工艺，但是仍然会出现角部不够圆化的情况。另一方面，STI隔离工艺通常会采用氮化硅作为STICMP浅沟隔离化学机械抛光的停止层，氮化硅底角部分的轮廓会影响到后续氧化硅填充的形貌，如果形貌较差，那么在后续的膜层刻蚀工艺中，很容易引。
6、起刻蚀残留的问题。发明内容0003本发明要解决的技术问题是提供一种采用两次氮化硅回刻来改善浅沟隔离顶角圆化的方法，该方法可以改善STI角部圆化轮廓，同时也改善了氧化硅填充后的形貌，从而解决了后续工艺刻蚀残留的问题。0004为解决上述技术问题，本发明提供一种采用两次氮化硅回刻来改善浅沟隔离顶角圆化的方法，包括如下步骤0005第一步，浅沟隔离刻蚀；0006第二步，缓冲氧化层切口刻蚀；0007第三步，氮化硅第一次回刻；0008第四步，在浅沟隔离露出的硅表面生长衬垫氧化层；0009第五步，氮化硅第二次回刻。0010和现有技术相比，本发明具有以下有益效果相对于常规的角部圆化方法，该方法可以改善STI角部。
7、圆化轮廓，同时也改善了氧化硅填充后的形貌，从而解决了后续工艺刻蚀残留的问题。附图说明0011图1是本发明的工艺流程示意图，其中图1A是本发明第一步完成后STI的截面结构示意图；图1B是本发明第二步完成后STI的截面结构示意图；图1C是本发明第三步完成后STI的截面结构示意图；图1D是本发明第四步完成后STI的截面结构示意图；图1E是本发明第五步完成后STI的截面结构示意图；其中，1为硅衬底，2为缓冲氧化层，3为衬垫氮说明书CN102064128ACN102064138A2/2页4化硅层，4为缓冲氧化层切口，5为衬垫氧化层，6为氧化硅底部切口。0012图2是采用本发明方法及传统方法产生的STI形。
8、貌比较示意图，其中图2A表示采用传统方法没有用氮化硅回刻，图2B表示采用本发明氮化硅第一次回刻后的STI形貌。0013图3是采用本发明方法及传统方法产生的STI形貌比较示意图，其中图3A表示采用传统方法没有用氮化硅回刻，图3B表示采用本发明氮化硅第几次回刻后的STI形貌。0014图4是采用本发明方法及传统方法产生的STI形貌比较示意图，其中图4A表示采用传统方法没有用氮化硅回刻，图4B表示采用本发明方法采用氮化硅回刻对刻蚀残留的影响。具体实施方式0015下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。0016本发明提供了一种采用两次氮化硅回刻来改善浅沟隔离顶角部圆化的刻蚀残留的方法。相对于常规。
9、的角部圆化方法，该方法可以改善STI角部圆化轮廓，同时也改善了氧化硅填充后的形貌，从而解决了后续工艺刻蚀残留的问题。0017本发明主要的工艺流程包括如下步骤0018第一步，STI刻蚀。这步采用常规的STI刻蚀工艺。如图1A所示，在硅衬底1上生长缓冲氧化层2，在缓冲氧化层2上再沉积衬垫氮化硅层3，然后刻蚀形成STI；0019第二步，缓冲氧化层切口刻蚀。如图1B所示，这步采用稀释的氢氟酸浓度HF酸水11001300，用来刻蚀出缓冲氧化层2底部的缺口，形成缓冲氧化层切口4。0020第三步，氮化硅第一次回刻。如图1C所示，这步工艺采用湿法刻蚀衬垫氮化硅层3湿法刻蚀采用热磷酸，温度为100120摄氏度，。
10、刻蚀时间为37分钟，其作用包括加大氮化硅窗口而提高填沟能力；也会使氮化硅的底角形成切口，改善氧化硅填充后的形貌，从而解决了后续工艺刻蚀残留的问题；同时，这步工艺也会改善STI顶角的形貌，从而使STI顶角角部圆化。0021第四步，衬垫氧化层生长。如图1D所示，这步工艺采用高温热氧化工艺，在露出的硅衬底1表面生长真正的衬垫氧化层5。该步骤采用的工艺温度为8001100，该衬垫氧化层5的厚度为100250埃。0022第五步，氮化硅第二次回刻。如图1E所示，这步工艺采用湿法刻蚀衬垫氮化硅层3湿法刻蚀采用热磷酸，温度为100120摄氏度，刻蚀时间为37分钟，这步的主要作用是进一步加大氮化硅底角的切口，形。
11、成明显的氮化硅底部切口6，从而改善氧化硅填充后的形貌，从而解决了后续工艺刻蚀残留的问题。0023上述工艺结构参数可以根据相应的控制和产能进行优化调整。0024图2给出了氮化硅第一次回刻后的形貌，从图2B可以看到，氮化硅底部形成了切口，同时STI硅衬底的顶角也被圆化；图3给出了氮化硅第二次回刻后的形貌，从图3B可以看到，氮化硅底部的切口被进一步放大，这有利于STI氧化硅填充后的形貌；图4给出了刻蚀之后的形貌比较，从图4B可以看到，采用氮化硅回刻之后，解决了刻蚀残留的问题，而图4A显示的采用传统方法没有用氮化硅回刻存在刻蚀残留。说明书CN102064128ACN102064138A1/4页5图1A图1B说明书附图CN102064128ACN102064138A2/4页6图1C图1D说明书附图CN102064128ACN102064138A3/4页7图1E图2说明书附图CN102064128ACN102064138A4/4页8图3图4说明书附图CN102064128A。