改善晶圆边缘缺陷的方法以及MOS晶体管与流程

本发明涉及半导体制造领域，更具体地说，本发明涉及一种改善晶圆边缘缺陷的方法以及采用该改善的方法制成的MOS晶体管。

背景技术：

在半导体领域，U型沟槽MOS晶体管(U-groove MOSFET)被广泛采用。而且U型沟槽MOS晶体管具有很深的硅沟槽(栅极)，硅沟槽的深度一般为1um至2.5um。

在进行沟槽刻蚀时，会在晶圆边缘部分裸片上产生硅针缺陷(silicon grass defect，也称为硅尖刺缺陷)。具体地说，晶圆边缘上的光刻胶往往是不均匀的，而且晶圆边缘处的光刻胶厚度会变薄，由此不能抵抗沟槽刻蚀，从而会进一步形成晶圆边缘缺陷(如图1、图2和图3的显微视图所示)。

这种类型的缺陷会落入后续的湿法清洗工具，并且会污染后续制造而成的产品。

由此，希望能够提供一种能够消除或者至少部分地改善晶圆边缘的硅针缺陷的技术方案。

技术实现要素：

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，提供一种能够消除或者至少部分地改善晶圆边缘的硅针缺陷的方法以及采用该改善的方法制成的MOS晶体管。

为了实现上述技术目的，根据本发明，提供了一种改善晶圆边缘缺陷的方法，包括：

第一步骤：在半导体制造过程中，在晶圆上涂覆用于定义MOS晶体管的有源区的初始第一光刻胶层；其中，初始第一光刻胶层的边缘区域定义了冗余边缘倒角区域；

第二步骤：去除初始第一光刻胶层的冗余边缘倒角区域；

第三步骤：在去除冗余边缘倒角区域之后，利用第一光刻胶层，通过光刻与刻蚀工艺定义MOS晶体管的有源区；

第四步骤：执行形成阱区以及形成场氧化层等步骤，该步骤结束时在被去除的第一光刻胶层冗余边缘倒角区域内形成了厚氧化层；

第五步骤：在晶圆上涂覆用于定义MOS晶体管的沟槽区域的初始第二光刻胶层；其中，第二光刻胶层的边缘区域定义了冗余边缘倒角区域；

第六步骤：去除第二光刻胶层冗余边缘倒角区域，露出冗余边缘倒角区域所覆盖的所述氧化层；

第七步骤：在去除冗余边缘倒角区域之后，利用第二光刻胶层，通过光刻与刻蚀工艺定义MOS晶体管的沟槽区域。

优选地，晶圆包括衬底区域和外延区域。

优选地，初始第二光刻胶层的尺寸等于初始第一光刻胶层的尺寸。

优选地，去除冗余边缘倒角区域之后的第二光刻胶层的尺寸大于去除冗余边缘倒角区域之后的第一光刻胶层的尺寸。

优选地，去除冗余边缘倒角区域之后的第二光刻胶层的覆盖区域完全覆盖去除冗余边缘倒角区域之后的第一光刻胶层的覆盖区域。

优选地，所述MOS晶体管是U型沟槽MOS晶体管。

为了实现上述技术目的，根据本发明，提供了一种采用上述改善晶圆边缘缺陷的方法制成的MOS晶体管。

优选地，所述MOS晶体管是U型沟槽MOS晶体管。

在本发明中，在沟槽刻蚀时，边缘暴露的表面是氧化物而不是硅，即使光刻胶不均匀而且边缘光刻胶较薄而不能抵抗刻蚀，氧化物的刻蚀也是很慢的，从而不会形成硅针缺陷。由此，本发明提供了一种能够消除或者至少部分地改善晶圆边缘的硅针缺陷的方法。

附图说明

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：

图1示意性地示出了晶圆边缘缺陷的显微视图。

图2示意性地示出了晶圆边缘缺陷的另一显微视图。

图3示意性地示出了晶圆边缘缺陷的另一显微视图。

图4示意性地示出了优选实施例的改善晶圆边缘的显微视图(第二光刻胶300定义的边缘)。

图5示意性地示出了优选实施例的改善晶圆边缘的另一显微视图(第一光刻胶200定义的边缘)。

图6示意性地示出了根据本发明优选实施例的改善晶圆边缘缺陷的方法的流程图。

图7示意性地示出了根据本发明优选实施例的改善晶圆边缘缺陷的方法的光刻胶尺寸的示意图。

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

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。

图6示意性地示出了根据本发明优选实施例的改善晶圆边缘缺陷的方法的流程图。

具体地说，如图6所示，根据本发明优选实施例的改善晶圆边缘缺陷的方法包括依次执行的下述步骤：

第一步骤S1：在半导体制造过程中，在晶圆100上涂覆用于定义MOS晶体管的有源区的初始第一光刻胶层200；其中，初始第一光刻胶层200的边缘区域定义了冗余边缘倒角区域；

一般，晶圆100包括衬底区域和外延区域。

第二步骤S2：去除初始第一光刻胶层200的冗余边缘倒角区域；

第三步骤S3：在去除冗余边缘倒角区域之后，利用第一光刻胶层200，通过光刻与刻蚀工艺定义MOS晶体管的有源区；

第四步骤S4：执行形成阱区、形成场氧化层等步骤，以形成氧化层；

第五步骤S5：在晶圆100上涂覆用于定义MOS晶体管的沟槽区域的初始第二光刻胶层300；其中，第二光刻胶层300的边缘区域定义了冗余边缘倒角区域；

其中，一般，初始第二光刻胶层300的尺寸等于初始第一光刻胶层200的尺寸。

第六步骤S6：去除第二光刻胶层300的冗余边缘倒角区域，露出冗余边缘倒角区域所覆盖的所述氧化层；

去除冗余边缘倒角区域之后的第二光刻胶层300的尺寸大于去除冗余边缘倒角区域之后的第一光刻胶层200的尺寸。而且，去除冗余边缘倒角区域之后的第二光刻胶层300的覆盖区域完全覆盖去除冗余边缘倒角区域之后的第一光刻胶层200的覆盖区域。

晶圆100、去除冗余边缘倒角区域之后的第二光刻胶层300、去除冗余边缘倒角区域之后的第一光刻胶层200之间的尺寸关系和覆盖区域关系可如图7所示。

第七步骤S7：在去除冗余边缘倒角区域之后，利用第二光刻胶层300，通过光刻与刻蚀工艺定义MOS晶体管的沟槽区域。

图4示意性地示出了优选实施例的改善晶圆边缘的显微视图(第二光刻胶300定义的边缘)。图5示意性地示出了优选实施例的改善晶圆边缘的另一显微视图(第一光刻胶200定义的边缘)。其中显示出，使用本发明的方法后，晶圆边缘不同位置的图片，没有发现硅尖刺缺陷。

两层光刻层之间的工艺中形成的氧化层决定了第二层光刻胶边缘光刻后能露出这层氧化层，保证接下来的边缘蚀刻是刻在氧化层上，而不是硅上，保护了下面的硅层。因为蚀刻率的不同，氧化层刻的很慢，不会形成尖刺的缺陷。

由此，在本发明中，在沟槽刻蚀时，边缘暴露的表面是氧化物而不是硅，即使光刻胶不均匀而且边缘光刻胶较薄而不能抵抗刻蚀，氧化物的刻蚀也是很慢的，从而不会形成硅针缺陷。由此，本发明提供了一种能够消除或者至少部分地改善晶圆边缘的硅针缺陷的方法。

根据本发明的另一优选实施例，提供了一种采用上述改善晶圆边缘缺陷的方法制成的MOS晶体管。

优选地，所述MOS晶体管是U型沟槽MOS晶体管。

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。

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。