专利名称：浅沟槽隔离工艺方法及浅沟槽隔离结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及半导体制造领域，特别涉及半导体制造领域中的浅沟槽隔 离工艺方法，以及通过这种方式得到的浅沟槽隔离结构。
背景技术：
半导体技术中的浅沟槽隔离工艺是为了对应O. 35um以下的深亚微米工 艺而发展的一种隔离技术。随着对半导体元件集成度的要求越来越高，浅 沟槽隔离工艺受到越来越大的挑战。浅沟槽隔离技术作为半导体制程中的 一个必要技术，对半导体器件的最终性能起着重要的作用。其中浅沟槽隔 离的顶部和硅平面角度的圆滑程度是浅沟槽隔离工艺的一个重要参数。
如图1所示，在现有的浅沟槽隔离工艺方法包括以下步骤第一步， 氧化层生长；第二步，氮化硅淀积；第三步，有源区光刻和沟槽刻蚀；第 四步，采用缓冲氧化膜刻蚀剂进行浅沟槽湿法刻蚀，在不同的浓度下缓冲 氧化膜刻蚀剂分别为LAL30或LL130;第五步，侧壁氧化层生长；第六步， 浅沟槽二氧化硅等离子法淀积；第七步，浅沟槽化学机械研磨；第八步， 湿法调整沟槽氧化层高度；第九步，去除氮化硅；第十步，去除氧化硅。 己有技术中第四步中的湿法刻蚀的酸对硅衬底没有侧向的刻蚀，造成现有 的浅沟槽隔离结构的顶部形状不够圆滑，浅沟槽隔离顶部和硅平面的夹角 一般在90度和120度之间。
顶部的直角给后面的干法刻蚀带来众多问题，比较容易形成多晶硅残留或者氮化硅的残留。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种浅沟槽隔离工艺方法，调整浅 沟槽隔离结构的顶部尖角形状，根据上述浅沟槽隔离工艺方法本发明还提 供顶部形状圆滑的浅沟槽隔离结构。
为解决上述技术问题，本发明浅沟槽隔离工艺方法的技术方案是，包 括以下步骤第一步，氧化层生长；第二步，氮化硅淀积；第三步，有源 区光刻和沟槽刻蚀；第四步，浅沟槽湿法刻蚀；第五步，侧壁氧化层生长； 第六步，浅沟槽二氧化硅等离子法淀积；第七步，浅沟槽化学机械研磨； 第八步，湿法调整沟槽氧化层高度；第九步，去除氮化硅；第十步，去除 氧化硅，第四步中采用氨水双氧水的混合物进行湿法刻蚀。
作为本发明的进一步改进是，第四步中的湿法刻蚀除了对氧化层进行 横向刻蚀，还对硅衬底进行侧向刻蚀。
作为本发明浅沟槽隔离工艺方法的另一种技术方案是，包括以下步骤
第一步，氧化层生长；第二步，氮化硅淀积；第三步，有源区光刻和沟槽 刻蚀；第四步，浅沟槽湿法刻蚀；第五步，侧壁氧化层生长；第六步，浅 沟槽二氧化硅等离子法淀积；第七步，浅沟槽化学机械研磨；第八步，湿 法调整沟槽氧化层高度；第九步，去除氮化硅；第十步，去除氧化硅，第 四步的浅沟槽湿法刻蚀分为两个步骤，a，采用氨水双氧水的混合物对硅衬 底进行侧向刻蚀，b，采用缓冲氧化膜刻蚀剂对氧化层进行横向刻蚀。
本发明的浅沟槽隔离结构，浅沟槽隔离顶部和硅平面的夹角在120度和180度之间。
本发明通过在第四步的湿法刻蚀中利用既能对硅侧向刻蚀又能对氧化 层横向刻蚀的酸增加了对硅的侧向刻蚀量，钝化了浅沟槽隔离顶部和硅平 面的夹角，解决了浅沟槽隔离工艺之后干法刻蚀中的残留问题。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明 图1为已有浅沟槽隔离工艺方法流程图2为已有浅沟槽隔离顶部和硅平面夹角示意图； 图3为本发明第一实施例浅沟槽隔离工艺方法流程图； 图4为本发明第二实施例浅沟槽隔离工艺方法流程图； 图5为本发明浅沟槽隔离顶部和硅平面夹角示意图。
具体实施例方式
本发明浅沟槽隔离工艺方法包括以下步骤第一步，氧化层生长；第 二步，氮化硅淀积；第三步，有源区光刻和沟槽刻蚀；第四步，浅沟槽湿 法刻蚀；第五步，侧壁氧化层生长；第六步，浅沟槽二氧化硅等离子法淀 积；第七步，浅沟槽化学机械研磨；第八步，湿法调整沟槽氧化层高度； 第九步，去除氮化硅；第十步，去除氧化硅。其中，第四步中采用氨水双 氧水的混合物进行湿法刻蚀。
在上述步骤中，第一步、第三步、第四步、第五步、第八步对浅沟槽 隔离的形状都有影响。其中，有三个因素影响浅沟槽隔离顶部和硅平面的 角度a: —、第一步中氧化层生长的厚度b; 二、第四步中浅沟槽湿法刻蚀中对硅的侧向刻蚀量a;第五步中侧壁氧化层生长的氧化层的厚度C。具体 的说，浅沟槽隔离顶部和硅平面的角度a的tan a 二-b/(a+0. 44c)。
从上述公式可以看出，增加c和a的数值以及减少b的数值可以增大 角度a的大小。采用本实施例的第四步中氨水双氧水的混合物进行湿法刻 蚀，可以增加对硅的侧向刻蚀量，提高a的数值，从而增大角度a。
如图3所示，本发明第一实施例中，浅沟槽隔离工艺方法从多晶硅刻 蚀开始，低压氧化层为30埃，高压氧化层为300埃，包括以下步骤第一 步，氧化层生长150埃；第二步，氮化硅淀积1500埃；第三步，进行有源 区光刻和沟槽刻蚀；第四步，氨水双氧水的混合物浅沟槽湿法刻蚀，使得 硅的侧向刻蚀为100埃，氧化层的横向刻蚀为200埃；第五步，侧壁氧化 层生长180埃；第六步，采用浅沟槽二高密度等离子法淀积氧化硅；第七 步，采用化学机械抛光方法研磨浅沟槽，使氧化硅层高于硅表面1000埃；
第八步，湿法去除约600埃的氧化层调整沟槽氧化层高度；第九步，去除 氮化硅；第十步，去除约250埃的氧化硅层。
如图4所示，本发明第二实施例中，浅沟槽隔离工艺方法从多晶硅刻 蚀开始，低压氧化层为30埃，高压氧化层为300埃，包括以下步骤包括
以下步骤第一步，氧化层生长150埃；第二步，氮化硅淀积1500埃；第
三步，进行有源区光刻和沟槽刻蚀；第四步，a,采用氨水双氧水的混合物 对硅衬底进行侧向刻蚀，使得硅的侧向刻蚀为100埃，b，采用缓冲氧化膜 刻蚀剂对氧化层进行横向刻蚀，使得氧化层的横向刻蚀为200埃；第五步，
侧壁氧化层生长180埃；第六步，采用浅沟槽二高密度等离子法淀积氧化硅；第七步，采用化学机械抛光方法研磨浅沟槽，使氧化硅层高于硅表面 1000埃；第八步，湿法去除约600埃的氧化层调整沟槽氧化层高度；第九
步，去除氮化硅；第十步，去除约250埃的氧化硅层。
如图5所示，通过上述第一实施例和第二实施例，得到的浅沟槽隔离 结构，浅沟槽隔离顶部和硅平面的夹角约为140度，在120度和170度之 间。
本发明通过在第四步浅沟槽湿法刻蚀中引入既能刻蚀氧化硅又能刻蚀 硅和氮化硅的酸，增加了对硅的侧向刻蚀，增大了浅沟槽顶部和硅平面的 夹角。通过本发明方法得到的浅沟槽隔离顶部和硅平面的夹角在120度和 170度之间，钝化了的浅沟槽顶部尖角形状减少了后续工艺干法刻蚀中的残 留问题。
权利要求
1. 一种浅沟槽隔离工艺方法，包括以下步骤第一步，氧化层生长；第二步，氮化硅淀积；第三步，有源区光刻和沟槽刻蚀；第四步，浅沟槽湿法刻蚀；第五步，侧壁氧化层生长；第六步，浅沟槽二氧化硅等离子法淀积；第七步，浅沟槽化学机械研磨；第八步，湿法调整沟槽氧化层高度；第九步，去除氮化硅；第十步，去除氧化硅，其特征在于，第四步中采用氨水双氧水的混合物进行湿法刻蚀。
2. 根据权利要求1所述的浅沟槽隔离工艺方法，其特征在于，第四步 中的湿法刻蚀除了对氧化层进行横向刻蚀，还对硅衬底进行侧向刻蚀。
3. 根据权利要求2所述的浅沟槽隔离工艺方法，其特征在于，第四步 中对硅衬底的侧向刻蚀量在50至150埃之间。
4. 根据权利要求2所述的浅沟槽隔离工艺方法，其特征在于，第四步 中对硅衬底的侧向刻蚀量为100埃。
5. —种浅沟槽隔离工艺方法，包括以下步骤第一步，氧化层生长； 第二步，氮化硅淀积；第三步，有源区光刻和沟槽刻蚀；第四步，浅沟槽 湿法刻蚀；第五步，侧壁氧化层生长；第六步，浅沟槽二氧化硅等离子法 淀积；第七步，浅沟槽化学机械研磨；第八步，湿法调整沟槽氧化层高度； 第九步，去除氮化硅；第十步，去除氧化硅，其特征在于，第四步的浅沟 槽湿法刻蚀分为两个步骤，a，采用氨水双氧水的混合物对硅衬底进行侧向 刻蚀，b，采用缓冲氧化膜刻^l剂对氧化层进行横向刻蚀。
6. 根据权利要求5所述的浅沟槽隔离工艺方法，其特征在于，第四步 的a中对硅衬底的侧向刻蚀量在50至150埃之间，第四步的b中对氧化层的横向刻蚀量在190至210埃之间。
7. 根据权利要求5所述的浅沟槽隔离工艺方法，其特征在于，第四步 的a中对硅衬底的侧向刻蚀量为100埃，第四步的b中对氧化层的横向刻 蚀量为200埃。
8. —种浅沟槽隔离结构，其特征在于，浅沟槽隔离顶部和硅平面的夹 角在120度和170度之间。
全文摘要
本发明公开了一种浅沟槽隔离工艺方法，通过在第四步浅沟槽湿法刻蚀中引入既能刻蚀氧化硅又能刻蚀硅和氮化硅的氨水双氧水的混合物，增加了对硅的侧向刻蚀，增大了浅沟槽顶部和硅平面的夹角。通过本发明方法得到的浅沟槽隔离顶部和硅平面的夹角在120度和170度之间，钝化了的浅沟槽顶部尖角形状减少了后续工艺干法刻蚀中的残留问题。
文档编号H01L21/70GK101459112SQ20071009450
公开日2009年6月17日 申请日期2007年12月14日 优先权日2007年12月14日
发明者张可钢 申请人:上海华虹Nec电子有限公司