专利名称：一种用于功率器件在线控制沟槽剩余氧化硅厚度的方法
技术领域：
本发明涉及一种半导体制备技术领域，更确切的说，本发明涉及一种用于功率器件在线控制沟槽剩余氧化硅厚度的方法。
背景技术：
在半导体领域，沟槽指采用光刻技术，在硅晶片等半导体器件上光刻出的微米级别的沟和脊。一般，在垫层氧化层上沉积含硅化合物(如氧化硅)形成硬掩模层，然后利用光刻胶定义沟槽区域并在沟槽区域形成氧化层，最后采用湿法刻蚀操作去除氧化层形成圆弧形的沟槽底部。沟槽底部的剩余含硅化合物的厚度，对于功率器件而言是非常重要的，剩余的含硅化合物的厚度决定了功率器件的性能。所以，沟槽剩余氧化硅厚度的要求非常严格。现在我们常规采用的通过湿法刻蚀来获得沟槽的方法，在控制获得的沟槽深度及控制沟槽剩余氧化硅厚度的方面上，并非那么容易。就目前而言，常用的监视沟槽剩余氧化硅的厚度的方法，通过使用如监视垫板(monitor I^ad)等厚度测量工具进行监视。但是采用这种方法的亦有缺点，监视垫板的尺寸对于沟槽内的等腰区域(ISO area)而言过大且过平，无法真实地反映出沟槽剩余氧化硅的厚度。由此可见，现在的检测、监视方法无法有效直接地进行在线控制沟槽剩余氧化硅的厚度。所以，找寻一种能有效并直接在线控制、监视沟槽剩余氧化硅厚度的方法是非常重要的。
发明内容
鉴于上述问题，本发明提供一种用于功率器件在线控制沟槽剩余氧化硅厚度的方法，包括以下步骤
步骤1、用原子力显微镜测定功率器件的沟槽深度； 步骤2、在沟槽中进行氧化硅沉积； 步骤3、蚀刻功率器件沟槽中的氧化硅；
步骤4、对完成蚀刻后的功率器件用原子力显微镜测定底部残留有剩余氧化硅的沟槽深度并计算其与步骤1所测得的沟槽深度的差值，以获取沟槽剩余氧化硅的厚度。上述的方法，其中，所述的刻蚀方法为湿法刻蚀。上述的方法，其中，在步骤3中，通过调整功率器件沟槽蚀刻过程中对氧化硅的刻蚀深度，实现在线控制沟槽剩余氧化硅厚度。本发明用于功率器件在线控制沟槽剩余氧化硅厚度的方法，优点在于
1.本发明用于功率器件在线控制沟槽剩余氧化硅厚度的方法可有效、直接地显示沟槽剩余氧化硅的厚度。2.本发明用于功率器件在线控制沟槽剩余氧化硅厚度的方法对可任意选择测试沟槽剩余氧化硅厚度的位置。本领域的技术人员阅读以下较佳实施例的详细说明之后，本发明的这些和其他方面的优势无疑将显而易见。
参考所附附图，以更加充分的描述本发明的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本发明范围的限制。图1是本发明用于功率器件在线控制沟槽剩余氧化硅厚度的方法的流程示意图； 图2是本发明用于功率器件在线控制沟槽剩余氧化硅厚度的方法中未进行氧化硅沉
积的沟槽的扫描电镜图。图3是本发明用于功率器件在线控制沟槽剩余氧化硅厚度的方法中进行氧化硅沉积并蚀刻后的沟槽的扫描电镜图。
具体实施例方式参见图1-3所示，在本发明用于功率器件在线控制沟槽剩余氧化硅厚度的方法中，
在本发明用于功率器件在线控制沟槽剩余氧化硅厚度的方法中，采用原子力显微镜作为检测沟槽剩余氧化硅厚度工具。原子力显微镜(Atomic Force Microscope，AFM)是一种可用来研究包括绝缘体在内的固体材料表面结构的分析仪器。它通过检测待测样品表面和一个微型力敏感元件之间的极微弱的原子间相互作用力来研究物质的表面结构及性质。将一对微弱力极端敏感的微悬臂一端固定，另一端的微小针尖接近样品，这时它将与其相互作用，作用力将使得微悬臂发生形变或运动状态发生变化。扫描样品时，利用传感器检测这些变化，就可获得作用力分布信息，从而以纳米级分辨率获得表面结构信息。其基本原理是将一个对微弱力极敏感的微悬臂一端固定，另一端有一微小的针尖，针尖与样品表面轻轻接触，由于针尖尖端原子与样品表面原子间存在极微弱的排斥力，通过在扫描时控制这种力的恒定，带有针尖的微悬臂将对应于针尖与样品表面原子间作用力的等位面而在垂直于样品的表面方向起伏运动。 利用光学检测法或隧道电流检测法，可测得微悬臂对应于扫描各点的位置变化，从而可以获得样品表面形貌的信息。原子力显微镜常用的模式包括接触模式、非接触模式、敲击模式等ο根据图1所示，具体的实施步骤如下，
1)用原子力显微镜选用敲击模式测定功率器件的沟槽深度；
2)在沟槽中进行氧化硅沉积；
3)蚀刻功率器件沟槽中的氧化硅；
4)对完成蚀刻后的功率器件用原子力显微镜测定底部残留有剩余氧化硅的沟槽深度并计算其与步骤1所测得的沟槽深度的差值，以获取沟槽剩余氧化硅的厚度。依照产品所需，更改功率器件沟槽湿法蚀刻的深度，逐步往沟槽内部慢慢刻蚀；每次刻蚀之后重复4)的操作，直到达到产品所需的沟槽剩余氧化硅厚度。通过上述方法，最终实现在线控制沟槽剩余氧化硅厚度。图2是本发明用于功率器件在线控制沟槽剩余氧化硅厚度的方法中未进行氧化硅沉积的沟槽的扫描电镜图。图3是本发明用于功率器件在线控制沟槽剩余氧化硅厚度的方法中进行氧化硅沉积并蚀刻后的沟槽的扫描电镜图。在图2中，所示沟槽1为未进行氧化硅沉积的沟槽，用原子力显微镜进行对该沟槽深度的测量；经过2)的操作后，沟槽1中填满氧化硅。在图3中，经过湿法蚀刻后，在蚀刻后的沟槽3的底部留下剩余的氧化硅2，并在此用原子力显微镜对沟槽深度进行测量。当沟槽剩余氧化硅的厚度达到产品所需的标准时， 即完成在线控制沟槽剩余氧化硅厚度的操作。通过说明和附图，给出了具体实施方式
的特定结构的典型实施例，例如，本案是以接触模式进行沟槽深度测定等，基于本发明精神，上述材质还可用其他物质的转换。尽管上述发明提出了现有的较佳实施例，然而，这些内容并不作为局限。对于本领域的技术人员而言，阅读上述说明后，各种变化和修正无疑将显而易见。 因此，所附的权利要求书应看作是涵盖本发明的真实意图和范围的全部变化和修正。在权利要求书范围内任何和所有等价的范围与内容，都应认为仍属本发明的意图和范围内。
权利要求
1.一种用于功率器件在线控制沟槽剩余氧化硅厚度的方法，其特征在于，包括以下步骤步骤1、用原子力显微镜测定功率器件的沟槽深度； 步骤2、在沟槽中进行氧化硅沉积； 步骤3、蚀刻功率器件沟槽中的氧化硅；步骤4、对完成蚀刻后的功率器件用原子力显微镜测定底部残留有剩余氧化硅的沟槽深度并计算其与步骤1所测得的沟槽深度的差值，以获取沟槽剩余氧化硅的厚度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的刻蚀方法为湿法刻蚀。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤3中，通过调整功率器件沟槽蚀刻过程中对氧化硅的刻蚀深度，实现在线控制沟槽剩余氧化硅厚度。
全文摘要
本发明涉及一种半导体制备技术领域，更确切的说，本发明涉及一种用于功率器件在线控制沟槽剩余氧化硅厚度的方法。首先，用原子力显微镜测定功率器件的沟槽深度；再在沟槽中进行氧化硅沉积；随后蚀刻功率器件沟槽中的氧化硅；最终对完成蚀刻后的功率器件用原子力显微镜测定底部残留有剩余氧化硅的沟槽深度并计算其与步骤1所测得的沟槽深度的差值，以获取沟槽剩余氧化硅的厚度。本发明可有效、直接地显示沟槽剩余氧化硅的厚度并可任意选择测试沟槽剩余氧化硅厚度的位置。
文档编号H01L21/66GK102420152SQ20111011036
公开日2012年4月18日 申请日期2011年4月29日 优先权日2011年4月29日
发明者张文广, 陈玉文 申请人:上海华力微电子有限公司