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1、10申请公布号CN104134626A43申请公布日20141105CN104134626A21申请号201310162577822申请日20130503H01L21/762200601H01L21/027200601H01L21/03320060171申请人北京兆易创新科技股份有限公司地址100083北京市海淀区学院路30号科大天工大厦A座12层72发明人于法波熊涛冯骏许毅胜吴楠74专利代理机构北京康信知识产权代理有限责任公司11240代理人李志刚吴贵明54发明名称浅沟槽隔离结构的制造方法57摘要本发明公开了一种浅沟槽隔离结构的制造方法。该浅沟槽隔离结构的制造方法包括在衬底上形成多层掩模层；。
2、在多层掩模层上形成光刻胶层；对光刻胶层进行曝光，得到第一光刻胶图样；对第一光刻胶图样进行刻蚀，得到第二光刻胶图样；以第二光刻胶图样作为阻挡层，刻蚀第一掩模层，得到第一掩模层图样，其中第一掩模层为多层掩模层最上方的掩模层；以第一掩模层图样作为阻挡层，淀积预定宽度的氮化硅；以及，依次刻蚀氮化硅、多层掩模层和衬底，得到浅沟槽隔离结构。通过本发明，实现了在不采用ARF光刻机的情况下制造工艺节点为65NM及以下的器件的浅沟槽隔离结构。51INTCL权利要求书1页说明书4页附图5页19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4页附图5页10申请公布号CN104134626ACN10。
3、4134626A1/1页21一种浅沟槽隔离结构制造方法，其特征在于，包括在衬底上形成多层掩模层；在所述多层掩模层上形成光刻胶层；对所述光刻胶层进行曝光，得到第一光刻胶图样；对所述第一光刻胶图样进行刻蚀，得到第二光刻胶图样；以所述第二光刻胶图样作为阻挡层，刻蚀第一掩模层，得到第一掩模层图样，其中所述第一掩模层为所述多层掩模层最上方的掩模层；以所述第一掩模层图样作为阻挡层，淀积预定宽度的氮化硅；以及依次刻蚀所述氮化硅、所述多层掩模层和所述衬底，得到浅沟槽隔离结构。2根据权利要求1所述的浅沟槽隔离结构制造方法，其特征在于，在所述衬底上形成多层掩模层包括在所述衬底上依次淀积有源区氮化硅层、有源区多晶硅。
4、掩模层、有源区氧化掩模层。3根据权利要求2所述的浅沟槽隔离结构制造方法，其特征在于，依次刻蚀所述氮化硅、所述多层掩模层和所述衬底包括去除所述第一掩模层图样，得到氮化硅掩模图样；以所述氮化硅掩模图样为阻挡层，刻蚀所述有源区多晶硅掩模层，得到第二掩模层图样；以所述第二掩模层图样为阻挡层，刻蚀所述有源区氮化硅层，同时，去掉所述氮化硅掩模图样，得到第三掩模层图样；以及以所述第三掩模层图样为阻挡层，刻蚀所述衬底。4根据权利要求3所述的浅沟槽隔离结构制造方法，其特征在于，所述第二掩模层图样由所述氮化硅掩模图样和有源区多晶硅掩模图样构成，其中，所述有源区多晶硅掩模图样由刻蚀所述有源区多晶硅掩模层得到；所述第。
5、三掩模层图样由所述有源区多晶硅掩模图样和有源区氮化硅掩模图样构成，其中，所述有源区氮化硅掩模图样由刻蚀所述有源区氮化硅层得到。5根据权利要求3所述的浅沟槽隔离结构制造方法，其特征在于，刻蚀所述氮化硅层、所述有源区多晶硅掩模层、所述有源区氮化硅层以及所述衬底是利用不同材料的选择比特性。6根据权利要求1所述的浅沟槽隔离结构制造方法，其特征在于，在得到所述第一掩模层图样后，所述方法还包括去除所述第二光刻胶图样。7根据权利要求1所述的浅沟槽隔离结构制造方法，其特征在于，所述第一光刻胶图样为线条宽度为150NM，线条间隔为150NM的结构图样；所述第二光刻胶图样为线条宽度为70NM，线条间隔为230NM。
6、的结构图样。8根据权利要求1所述的浅沟槽隔离结构制造方法，其特征在于，所述第一光刻胶图样的线条宽度以及所述间隔在110NM以上。9根据权利要求1所述的浅沟槽隔离结构制造方法，其特征在于，所述预定宽度为80NM。10根据权利要求1所述的浅沟槽隔离结构制造方法，其特征在于，所述曝光为利用KRF光刻机进行曝光。权利要求书CN104134626A1/4页3浅沟槽隔离结构的制造方法技术领域0001本发明涉及半导体制造技术领域，具体而言，涉及一种浅沟槽隔离结构的制造方法。背景技术0002随着科技的进步，半导体制造工艺不断发展，半导体器件的尺寸不断缩小，半导体器件的隔离结构也随之缩小。半导体器件的有源区（A。
7、CTIVEAREA，简称为AA）的元件之间的隔离结构多采用浅沟槽隔离（SHALLOWTRENCHISOLATION，简称为STI）工艺形成。0003制造工艺节点尺寸为65NM及以下的器件的隔离结构多采用ARF（波长193NM）光刻机，在现有技术中，形成浅沟槽隔离结构的方法大致包括00041）淀积有源区隔离氮化硅后，再淀积一层APF，用来提高ARF的工艺窗口的尺寸。00052）利用先进的光刻机ARF（波长193NM）形成80NM/70NM的图形，如图1所示为现有技术对光刻胶层进行曝光得到光刻胶图样的示意图。00063）利用光刻胶作为阻挡层，实现浅沟槽隔离结构的刻蚀，如图2所示为现有技术得到浅沟槽。
8、隔离结构的示意图。0007其中，图1中的305是光刻胶层，利用ARF光刻机对光刻胶层进行曝光，得到如图所示的线条宽度（简称线宽）为80NM、两个线条间隔为70NM的结构。然后以曝光后的光刻胶为阻挡层，依次对图中APF层108和有源区氮化硅层102进行刻蚀。图2所示是以刻蚀后的有源区氮化硅为阻挡层，对衬底107进行刻蚀得到浅沟槽隔离结构。0008实现该工艺只能采用先进但是昂贵的ARF光刻机和先进的浅沟槽隔离结构刻蚀设备，而不能利用普通的KRF光刻机，因为普通的KRF（波长248NM）光刻机不能满足工艺节点为65NM及以下的器件的浅沟槽隔离结构的尺寸要求，现有制造工艺限制了KRF光刻机的使用范围，。
9、增加了光刻成本。0009针对相关技术中采用KRF技术制造工艺节点为65NM及以下的器件的浅沟槽隔离结构受限制的问题，目前尚未提出有效的解决方案。发明内容0010本发明的主要目的在于提供一种浅沟槽隔离结构的制造方法，以解决相关技术中采用KRF技术制造工艺节点为65NM及以下的器件的浅沟槽隔离结构受限制的问题。0011为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种浅沟槽隔离结构的制造方法。该浅沟槽隔离结构的制造方法包括在衬底上形成多层掩模层；在多层掩模层上形成光刻胶层；对光刻胶层进行曝光，得到第一光刻胶图样；对第一光刻胶图样进行刻蚀，得到第二光刻胶图样；以第二光刻胶图样作为阻挡层，刻蚀第一掩模。
10、层，得到第一掩模层图样，其中第一掩模层为多层掩模层最上方的掩模层；以第一掩模层图样作为阻挡层，淀积预定宽度的氮化硅；以及，依次刻蚀氮化硅、多层掩模层和衬底，得到浅沟槽隔离结构。0012进一步地，在衬底上形成多层掩模层包括在衬底上依次淀积有源区氮化硅层、有说明书CN104134626A2/4页4源区多晶硅掩模层、有源区氧化掩模层。0013进一步地，依次刻蚀氮化硅、多层掩模层和衬底包括去除第一掩模层图样，得到氮化硅掩模图样；以氮化硅掩模图样为阻挡层，刻蚀有源区多晶硅掩模层，得到第二掩模层图样；以第二掩模层图样为阻挡层，刻蚀有源区氮化硅层，同时，去掉氮化硅掩模图样，得到第三掩模层图样；以第三掩模层图。
11、样为阻挡层，刻蚀衬底。0014进一步地，第二掩模层图样由氮化硅掩模图样和有源区多晶硅掩模图样构成，其中，有源区多晶硅掩模图样由刻蚀有源区多晶硅掩模层得到；第三掩模层图样由有源区多晶硅掩模图样和有源区氮化硅掩模图样构成，其中，有源区氮化硅掩模图样由刻蚀有源区氮化硅层得到。0015进一步地，刻蚀氮化硅层、有源区多晶硅掩模层、有源区氮化硅层以及衬底是利用不同材料的选择比特性。0016进一步地，在得到第一掩模层图样后，方法还包括去除第二光刻胶图样。0017进一步地，第一光刻胶图样为线条宽度为150NM，线条间隔为150NM的结构图样；第二光刻胶图样为线条宽度为70NM，线条间隔为230NM的结构图样。。
12、0018进一步地，第一光刻胶图样的线条宽度以及间隔在110NM以上。0019进一步地，预定宽度为80NM。0020进一步地，曝光为利用KRF光刻机进行曝光。0021通过本发明，利用两次曝光技术解决了相关技术中采用KRF技术制造工艺节点为65NM及以下的器件的浅沟槽隔离结构受限制的问题，进而实现了在不采用ARF光刻机的情况下制造工艺节点为65NM及以下的器件的浅沟槽隔离结构的效果。附图说明0022构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中0023图1是根据现有技术对光刻胶层进行曝光得到光刻胶图样的示意图；。
13、0024图2是根据现有技术得到浅沟槽隔离结构的示意图；0025图3是根据本发明实施例的浅沟槽隔离结构制造方法的流程图；0026图4是根据本发明实施例的形成第一光刻胶图样的示意图；0027图5是根据本发明实施例的形成第二光刻胶图样的示意图；0028图6是根据本发明实施例的形成第一掩模层图样的示意图；0029图7是根据本发明实施例的淀积氮化硅的示意图；0030图8是根据本发明实施例的形成氮化硅掩模层图样的示意图0031图9是根据本发明实施例的形成第二掩模层图样的示意图；0032图10是根据本发明实施例的形成第三掩模层图样的示意图；以及0033图11是根据本发明实施例的浅沟槽隔离结构的示意图。具体实。
14、施方式0034需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。说明书CN104134626A3/4页50035在本发明实施例中，提供了一种浅沟槽隔离结构制造方法，图3是根据本发明实施例的浅沟槽隔离结构制造方法的流程图。如图3所示，该方法包括0036步骤S61，在衬底上形成多层掩模层。0037步骤S62，在所述多层掩模层上形成光刻胶层。0038步骤S63，对所述光刻胶层进行曝光，得到第一光刻胶图样。0039步骤S64，对所述第一光刻胶图样进行曝光，得到第二光刻胶图样。0040步骤S65，以所述第二光刻胶图样作为阻挡层，刻蚀。
15、第一掩模层，得到第一掩模层图样，其中所述第一掩模层为所述多层掩模层最上方的掩模层。0041步骤S66，以所述第一掩模层图样作为阻挡层，形成预定宽度的氮化硅。0042步骤S67，依次刻蚀所述氮化硅、所述多层掩模层和所述衬底，得到浅沟槽隔离结构。0043对照该实施例的步骤S1到步骤S4，在有源区的衬底107上形成（例如，通过化学气相沉积或者磁控溅射等）多层掩模层，形成的多层掩模层依次为有源区氮化硅层102、有源区多晶硅掩模层103、有源区氧化掩模层104。接下来在有源区氧化掩模层上旋涂一层光刻胶，利用KRF（波长为248NM）光刻机对光刻胶层进行第一次曝光，得到第一光刻胶图样105，该第一光刻胶图。
16、样的线条宽度为150NM，两个线条之间的宽度为150NM，如图4。然后对第一光刻胶图样进行刻蚀，得到第二光刻胶图样205，该第二光刻胶图样的线条宽度为70NM，两个线条之间的宽度为230NM，如图5。0044对照该实施例的步骤S65到步骤S67，在得到第二光刻胶图样后，以第二光刻胶图样作为阻挡层，对第一掩模层进行刻蚀（例如，反应离子刻蚀，即RIE），形成第一掩模层图样104，如图6，在刻蚀第一掩模层之后，去掉第二光刻胶图样。在形成第一掩模层图样后，以第一掩模层图样为阻挡层，在第一掩模层图样上形成氮化硅（图7），得到氮化硅掩模图样106，如图8。其中氮化硅掩模图样的线条宽度为80NM，两个线条之。
17、间的宽度为70NM，这个氮化硅掩模图样的尺寸也就是所要形成的浅沟槽隔离结构的尺寸。在以上步骤的基础上，以氮化硅掩模图样为阻挡层，依次对多层掩模层及衬底进行刻蚀，形成浅沟槽隔离结构。0045在该实施例的浅沟槽隔离结构制造方法中，由于在步骤S63中，对所述光刻胶层进行曝光，得到第一光刻胶图样，在步骤S64中，对所述第一光刻胶图样进行刻蚀，得到第二光刻胶图样，即，采用了自对准技术，通过曝光和刻蚀得到所需的光刻胶图样以制造浅沟槽隔离结构，避免了使用ARF光刻机。0046优选地，对于步骤S67，可以通过以下方式依次刻蚀所述氧化掩模层、所述多晶硅掩模层和所述氮化硅层，得到浅沟槽隔离结构0047步骤S671。
18、，去除所述第一掩模层图样，得到氮化硅掩模图样。0048步骤S672，以所述氮化硅掩模图样作为阻挡层，刻蚀所述多晶硅掩模层，得到第二掩模层图样。0049步骤S673，以所述第二掩模层图样为阻挡层，刻蚀所述有源区氮化硅层，同时，去掉所述氮化硅掩模图样，得到第三掩模层图样。0050步骤S674，以所述第三掩模层图样为阻挡层，刻蚀所述衬底，得到浅沟槽隔离结构。0051对照该实施例步骤S671至步骤S674，去除（例如，化学反应）第一掩模层图样，得说明书CN104134626A4/4页6到氮化硅掩模图样，以氮化硅掩模图样为阻挡层，刻蚀（例如，等离子刻蚀，简称IPC）多晶硅掩模层103，得到第二掩模层图样。
19、，如图9，其中，第二掩模层图样由氮化硅掩模图样和多晶硅掩模层图样构成。因为氮化硅层与多晶硅掩模层材料的不同，所以在刻蚀氮化硅层的时候并不会破坏多晶硅层。在得到第二掩模层图样后，以第二掩模层图样为阻挡层，对有源区氮化硅102进行刻蚀，得到第三掩模层图样，如图10，其中，第三掩模层图样由多晶硅掩模层图样和有源区氮化硅层图样构成。因为氮化硅掩模图样的材料与有源区氮化硅层的材料相同，因此在刻蚀有源区氮化硅层的同时也将氮化硅掩模图样刻蚀掉。同时，因为多晶硅材料与氮化硅材料的不同，在刻蚀有源区氮化硅层的时候不会破坏多晶硅层。在得到第三掩模层图样后，以第三掩模层图样为阻挡层，对衬底107进行刻蚀，得到浅沟槽。
20、隔离结构，如图11。0052在该实施例浅沟槽隔离结构制造方法中，对多层掩模层的刻蚀是在上一层刻蚀后得到的掩模图样的基础上进行的，这种不用单独制备掩模而直接通过工艺本身起到掩模作用的工艺就是自对准工艺。在利用KRF光刻机的基础上，开发出这种自对准工艺，以满足浅沟槽隔离结构的尺寸要求。0053由上述技术方案可见，本发明在形成浅沟槽隔离结构的过程中，通过曝光和刻蚀，得到所需的光刻胶图样，避免了使用ARF光刻机，克服了KRF光刻机不能满足工艺节点为65NM及以下的器件的浅沟槽隔离结构的要求，解决了KRF光刻机使用受限的问题。同时，采用两层掩膜，在原有氮化硅层上，增加了多晶硅层和氧化膜层，由于刻蚀对氧化。
21、硅的选择比高于氮化硅，因此氮化硅膜的表面不会在刻蚀中受到损伤，保证了不用ARF光刻机的情况下，刻蚀轮廓均匀，不影响器件的性能。0054以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。说明书CN104134626A1/5页7图1图2说明书附图CN104134626A2/5页8图3说明书附图CN104134626A3/5页9图4图5图6说明书附图CN104134626A4/5页10图7图8图9图10说明书附图CN104134626A105/5页11图11说明书附图CN104134626A11。