消除多晶硅残留的方法
【专利摘要】本发明提供了一种消除多晶硅残留的方法，包括：在衬底中形成沟槽，并且在衬底表面以及沟槽底部及侧壁上形成氧化物层；沉积多晶硅层，而且所述多晶硅层填充了沟槽；对所述多晶硅层进行化学机械研磨处理以形成减薄的多晶硅层；执行预清洗以清洗硅片表面；对硅片进行退火，使得所述多晶硅层表面氧化生成二氧化硅层；去除所述多晶硅层表面的二氧化硅层；去除硅片表面剩余的多晶硅，仅剩下沟槽内的全部或部分多晶硅。
【专利说明】
消除多晶硅残留的方法
技术领域
[0001] 本发明涉及半导体制造领域，更具体地说，本发明涉及一种消除多晶硅残留的方 法。
【背景技术】
[0002] 沟槽式M0S场效应管是在平面式M0S场效应管基础上发展起来的新型M0S管，具备 导通电阻小、饱和电压低、开关速度快、沟道密度高、芯片尺寸小等优点。
[0003] 在沟槽式M0S场效应管的制造过程中，由于栅极氧化物层太薄，有时候会导致多晶 硅的化学机械研磨处理不能很好地在栅极氧化物层停止，从而导致沟槽上端角部的缺陷， 具体地，图1示意性地示出了沟槽式M0S场效应管的沟槽上端角部的缺陷。
[0004]为此提出了化学机械研磨与多晶硅回蚀相结合的改进的技术方案，如下所述。
[0005] 图3至图6示意性地示出了根据现有技术的改进的沟槽式M0S场效应管的制造过程 的各个步骤。如图3至图6所示，在现有技术的沟改进的槽式M0S场效应管的制造过程中，对 于多晶硅研磨，涉及如下处理步骤:在衬底10中形成沟槽20,并且在衬底10表面以及沟槽20 底部及侧壁上形成氧化物层30,如图3所示；随后，沉积多晶硅层40,而且所述多晶硅层40填 充了沟槽20,如图4所示;对所述多晶硅层40进行化学机械研磨处理以形成减薄的多晶硅层 41，如图5所示；随后，执行多晶硅回蚀，刻蚀掉化学机械研磨处理后硅片表面剩余的多晶 娃，如图6所示。
[0006] 但是，根据图3至图6所示的现有技术的沟槽式M0S场效应管的制造方法，会导致多 晶娃残留，图2不意性地不出了在现有技术存在的沟槽式M0S场效应管的多晶娃残留。
[0007] 由此，希望能够提供一种能够消除图2所示的多晶硅残留的技术方案。
【发明内容】
[0008] 本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在上述缺陷，提供一种能消除多 晶硅残留的方法。
[0009] 为了实现上述技术目的，根据本发明，提供了一种消除多晶硅残留的方法，包括：
[0010] 第一步骤:在衬底中形成沟槽，并且在衬底表面以及沟槽底部及侧壁上形成氧化 物层；
[0011] 第二步骤:沉积多晶硅层，而且所述多晶硅层填充了沟槽；
[0012] 第三步骤:对所述多晶硅层进行化学机械研磨处理以形成减薄的多晶硅层；
[0013 ]第四步骤:执行预清洗以清洗硅片表面；
[0014] 第五步骤:对硅片进行退火，使得所述多晶硅层表面氧化生成二氧化硅层；
[0015] 第六步骤:去除所述多晶硅层表面的二氧化硅层；
[0016] 第七步骤:去除硅片表面剩余的多晶硅，仅剩下沟槽内的全部或部分多晶硅。
[0017] 优选地，在所述消除多晶硅残留的方法中，在第七步骤中，执行多晶硅回蚀，以刻 蚀掉硅片表面剩余的多晶硅。
[0018] 优选地，在所述消除多晶硅残留的方法中，所述氧化物层是栅极氧化物层。
[0019] 优选地，在所述消除多晶硅残留的方法中，所述多晶硅层的厚度是8000 A。
[0020] 优选地，在所述消除多晶硅残留的方法中，所述减薄的多晶硅层的厚度介于 5500 A 至7500 A之间。
[0021] 优选地，在所述消除多晶硅残留的方法中，所述减薄的多晶硅层的厚度是 6500 A。
[0022] 优选地，所述消除多晶硅残留的方法用于制造沟槽式M0S。
[0023] 优选地，所述消除多晶硅残留的方法用于制造沟槽式CMOS器件。
[0024] 优选地，所述消除多晶硅残留的方法用于制造存储器。
[0025] 优选地，所述消除多晶硅残留的方法用于制造闪存存储器。
[0026]优选地，所述衬底是硅衬底。
[0027]由于在多晶硅层的化学机械研磨处理后，多晶硅表面出现一些诸如碳基缺陷之类 的缺陷，在后续的多晶硅回蚀过程中可能导致刻蚀阻挡，最终导致多晶硅残留，所以本发明 在多晶硅层的化学机械研磨处理后先进行退火处理可以去除类似碳基的缺陷，使多晶硅表 面相对纯净。由此，在后续的去除硅片表面剩余的多晶硅的工艺中，不会出现多晶硅残留。
【附图说明】
[0028] 结合附图，并通过参考下面的详细描述，将会更容易地对本发明有更完整的理解 并且更容易地理解其伴随的优点和特征，其中：
[0029] 图1示意性地示出了在现有技术存在的沟槽式M0S场效应管的沟槽上端角部的缺 陷的显微视图。
[0030] 图2示意性地示出了在现有技术存在的沟槽式M0S场效应管的多晶硅残留的显微 视图。
[0031] 图3至图6示意性地示出了根据现有技术的沟槽式M0S场效应管的制造过程的各个 步骤。
[0032] 图7示意性地示出了根据本发明优选实施例的消除多晶硅残留的方法的第一步 骤。
[0033] 图8示意性地示出了根据本发明优选实施例的消除多晶硅残留的方法的第二步 骤。
[0034]图9示意性地示出了根据本发明优选实施例的消除多晶硅残留的方法的第三步 骤。
[0035] 图10示意性地示出了根据本发明优选实施例的消除多晶硅残留的方法的第四步 骤。
[0036] 图11示意性地示出了根据本发明优选实施例的消除多晶硅残留的方法的第五步 骤。
[0037] 图12示意性地示出了根据本发明优选实施例的消除多晶硅残留的方法的第六步 骤。
[0038] 需要说明的是，附图用于说明本发明，而非限制本发明。注意，表示结构的附图可 能并非按比例绘制。并且，附图中，相同或者类似的元件标有相同或者类似的标号。
【具体实施方式】
[0039] 为了使本发明的内容更加清楚和易懂，下面结合具体实施例和附图对本发明的内 容进行详细描述。
[0040] 图7至图12示意性地示出了根据本发明优选实施例的消除多晶硅残留的方法的各 个步骤。
[0041] 具体地，如图7至图12所示，根据本发明优选实施例的消除多晶硅残留的方法包 括：
[0042]第一步骤:在衬底10中形成沟槽20,并且在衬底10表面以及沟槽20底部及侧壁上 形成氧化物层30，如图7所示；
[0043]例如，所述衬底10是硅衬底。
[0044]例如，所述氧化物层30是栅极氧化物层。
[0045]第二步骤:沉积多晶硅层40,而且所述多晶硅层40填充了沟槽20,如图8所示；
[0046] 例如，所述多晶硅层40的厚度是8000 A。
[0047] 第三步骤:对所述多晶硅层40进行化学机械研磨处理以形成减薄的多晶硅层41， 如图9所示；
[0048]优选地，所述减薄的多晶硅层41的厚度介于5500 A至7500 A之间。例如，所述减 薄的多晶硅层41的厚度是6500 A。
[0049] 第四步骤:执行预清洗以清洗硅片表面;具体地，第三步骤的目的主要是去除晶圆 表面的颗粒；
[0050] 第五步骤:对硅片进行退火，使得所述多晶硅层40表面氧化生成二氧化硅层50，如 图10所示；
[0051] 第六步骤:去除所述多晶硅层40表面的二氧化硅层50，如图11所示；
[0052]第七步骤:去除硅片表面剩余的多晶硅，仅剩下沟槽内的全部或部分多晶硅。
[0053]例如，在第七步骤中，执行多晶硅回蚀，刻蚀掉硅片表面剩余的多晶硅，如图12所 示。此时，一般会刻蚀掉沟槽内的一些多晶硅，仅剩下沟槽内的部分多晶硅42。
[0054]由于在多晶硅层的化学机械研磨处理后，多晶硅表面出现一些碳基（Carbon base)或其它材料基的缺陷，在后续的多晶硅回蚀过程中可能导致刻蚀阻挡，最终导致多晶 硅残留，所以本发明在多晶硅层的化学机械研磨处理后先进行退火处理可以去除类似碳基 的缺陷，使多晶硅表面相对纯净。由此，在后续的去除硅片表面剩余的多晶硅的工艺中，不 会出现多晶娃残留。
[0055] 由此，根据本发明优选实施例的消除多晶硅残留的方法不仅能够消除图1所示的 沟槽式M0S场效应管的沟槽上端角部的缺陷，而且能够消除图2所示的沟槽式M0S场效应管 的多晶娃残留。
[0056] 对于根据本发明优选实施例的消除多晶硅残留的方法的应用，例如，根据本发明 优选实施例的消除多晶硅残留的方法可有利地用于制造沟槽式M0S器件。例如，根据本发明 优选实施例的消除多晶硅残留的方法可有利地用于制造沟槽式CMOS器件。例如，根据本发 明优选实施例的消除多晶硅残留的方法可有利地用于制造存储器。更具体地，例如，根据本 发明优选实施例的消除多晶硅残留的方法可有利地用于制造闪存存储器。
[0057]此外，需要说明的是，除非特别说明或者指出，否则说明书中的术语"第一"、"第 二"、"第三"等描述仅仅用于区分说明书中的各个组件、元素、步骤等，而不是用于表示各个 组件、元素、步骤之间的逻辑关系或者顺序关系等。
[0058]可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以 限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，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。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 内。
【主权项】
1. 一种消除多晶硅残留的方法，其特征在于包括： 第一步骤:在衬底中形成沟槽，并且在衬底表面以及沟槽底部及侧壁上形成氧化物层； 第二步骤:沉积多晶硅层，而且所述多晶硅层填充了沟槽； 第三步骤:对所述多晶硅层进行化学机械研磨处理以形成减薄的多晶硅层； 第四步骤:执行预清洗以清洗硅片表面； 第五步骤:对硅片进行退火，使得所述多晶硅层表面氧化生成二氧化硅层； 第六步骤:去除所述多晶硅层表面的二氧化硅层； 第七步骤:去除硅片表面剩余的多晶硅，仅剩下沟槽内的全部或部分多晶硅。2. 根据权利要求1所述的消除多晶硅残留的方法，其特征在于，在第七步骤中，执行多 晶硅回蚀，以刻蚀掉硅片表面剩余的多晶硅。3. 根据权利要求1或2所述的消除多晶硅残留的方法，其特征在于，所述氧化物层是栅 极氧化物层。4. 根据权利要求1或2所述的消除多晶硅残留的方法，其特征在于，所述多晶硅层的厚 度是8000 A。5. 根据权利要求1或2所述的消除多晶硅残留的方法，其特征在于，所述减薄的多晶硅 层的厚度介于5500 A至7500 A之间。6. 根据权利要求1或2所述的消除多晶硅残留的方法，其特征在于，所述减薄的多晶硅 层的厚度是6500 A。7. 根据权利要求1或2所述的消除多晶硅残留的方法，其特征在于，所述消除多晶硅残 留的方法用于制造沟槽式MOS。8. 根据权利要求1或2所述的消除多晶硅残留的方法，其特征在于，所述消除多晶硅残 留的方法用于制造沟槽式CMOS器件。9. 根据权利要求1或2所述的消除多晶硅残留的方法，其特征在于，所述消除多晶硅残 留的方法用于制造存储器。10. 根据权利要求1或2所述的消除多晶硅残留的方法，其特征在于，所述消除多晶硅残 留的方法用于制造闪存存储器。
【文档编号】H01L21/304GK105931957SQ201610307725
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年5月11日
【发明人】吴继科, 王立斌, 曹秀亮
【申请人】上海华虹宏力半导体制造有限公司