浅沟槽隔离结构的形成方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体结构制造技术领域，尤其涉及一种浅沟槽隔离结构的形成方法。
【背景技术】
[0002]目前，浅沟槽隔离技术已成为0.25um及以下工艺的主流隔离技术。现有的浅沟槽隔离结构的形成方法包括如下步骤:
[0003]首先，在硅衬底上生长二氧化硅垫层；
[0004]然后，在二氧化硅垫层的表面沉积氮化硅层，氮化硅层作为后续化学机械抛光处理的停止层；
[0005]接着，依次刻蚀氮化硅层、二氧化硅垫层及硅衬底，形成浅沟槽；
[0006]随后，在浅沟槽的底部及侧壁生长二氧化硅衬层；
[0007]然后，采用高密度等离子体化学气相沉积技术在浅沟槽内及氮化硅层表面沉积二氧化硅；
[0008]接着，采用化学机械抛光技术对沉积的二氧化硅进行平坦化处理直至氮化硅层；
[0009]最后，采用热的磷酸去除氮化硅层。
[0010]在上述步骤中，采用热的磷酸去除氮化硅层的过程中，时常发现有氮化硅残留，也就是采用热的磷酸没有完全去除氮化硅层。经过分析研究，发现之所以有氮化硅残留，是因为氮化硅层上有二氧化硅残留，而热的磷酸是无法去除二氧化硅的。二氧化硅的残留是因为化学机械抛光后没有清洗干净导致。在现有的工艺中，采用化学机械抛光技术平坦化二氧化硅后，采用的是SCl (氨水和双氧水的混合溶液)清洗硅衬底表面，其主要目的是去除硅衬底表面的研磨颗粒。由于SCl不会与二氧化硅化学反应，因此，即使氮化硅层表面有二氧化硅残留，SCl也无能为力。
【发明内容】
[0011]本发明的目的是提供一种浅沟槽隔离结构的形成方法，该方法能够有效去除氮化硅层表面的二氧化硅，从而使后续去除氮化硅层时，氮化硅层能够全部去尽。
[0012]为实现上述目的，本发明提出的浅沟槽隔离结构的形成方法，包括步骤:提供一半导体衬底，在半导体衬底的表面生长垫氧化层；在垫氧化层的表面沉积氮化硅层；依次刻蚀氮化硅层、垫氧化层及半导体衬底，形成浅沟槽；在浅沟槽的底部和侧壁生长衬氧化层；在浅沟槽内及氮化硅层的表面沉积二氧化硅介质层；采用化学机械抛光技术对沉积的二氧化硅介质层进行平坦化处理直至氮化硅层；采用BHF清洗氮化硅层的表面及去除氮化硅层。
[0013]进一步的，半导体衬底为硅衬底。
[0014]进一步的，BHF是NH4F和HF的混合溶液。
[0015]进一步的，BHF的浓度为0.5%-10%。
[0016]进一步的，采用BHF清洗氮化硅层的表面的清洗时间为5s-100s。
[0017]进一步的，采用高密度等离子体化学气相沉积技术在浅沟槽内及氮化硅层的表面沉积二氧化硅介质层。
[0018]进一步的，在垫氧化层的表面沉积氮化硅层时，增加沉积的氮化硅层的厚度。
[0019]进一步的，增加的氮化硅层的厚度等于BHF刻蚀掉的浅沟槽中的二氧化硅介质层的厚度。
[0020]进一步的，垫氧化层及衬氧化层的材质均为二氧化硅。
[0021]进一步的，采用热的磷酸去除氮化硅层。
[0022]综上所述，本发明浅沟槽隔离结构的形成方法在化学机械抛光二氧化硅介质层后采用BHF清洗氮化硅层的表面，BHF与二氧化硅化学反应，从而避免了二氧化硅残留在氮化硅层的表面，确保后续在去除氮化硅层时，氮化硅层能够全部去尽而不会发生氮化硅有残留的现象。
【附图说明】
[0023]图1 (a)至图1 (C)揭示了本发明的一实施例的浅沟槽隔离结构形成过程的结构示意图。
[0024]图2揭示了本发明的一实施例的浅沟槽隔离结构的形成方法的流程图。
【具体实施方式】
[0025]为详细说明本发明的技术内容、所达成目的及效果，下面将结合实施例并配合图式予以详细说明。
[0026]参考图1(a)至图1(c)以及图2所示，揭示了本发明的一实施例的浅沟槽隔离结构的形成方法。该方法包括如下步骤:
[0027]步骤S201，提供一半导体衬底101，在半导体衬底101的表面生长垫氧化层102 ；
[0028]具体地，半导体衬底101为硅衬底，垫氧化层102的材质为二氧化硅。
[0029]步骤S202，在垫氧化层102的表面沉积氮化硅层103 ；
[0030]具体地，氮化硅层103作为后续化学机械抛光平坦化处理的停止层。
[0031]步骤S203，依次刻蚀氮化硅层103、垫氧化层102及半导体衬底101，形成浅沟槽；
[0032]具体地，采用光刻技术在氮化硅层103的表面形成具有开口的光刻胶图形，并通过该开口图案化氮化硅层103、垫氧化层102及半导体衬底101，从而形成浅沟槽。
[0033]步骤S204，在浅沟槽的底部和侧壁生长衬氧化层104 ；
[0034]具体地，衬氧化层104的材质为二氧化硅。
[0035]步骤S205，在浅沟槽内及氮化硅层103的表面沉积二氧化硅介质层105 ；
[0036]具体地，采用高密度等离子体化学气相沉积技术在浅沟槽内及氮化硅层103的表面沉积二氧化硅介质层105。
[0037]步骤S206，采用化学机械抛光技术对沉积的二氧化硅介质层105进行平坦化处理直至氮化娃层103 ；
[0038]步骤S207，采用BHF (NH4F和HF的混合溶液)清洗氮化硅层103的表面；
[0039]具体地，BHF的浓度为0.5% _10%，清洗时间为5s_100s。该步骤是本发明区别于现有的浅沟槽隔离结构的形成方法的关键步骤之一。之所以在化学机械抛光二氧化硅介质层105后采用BHF清洗氮化硅层103的表面，是因为BHF能够与二氧化硅化学反应，如果氮化硅层103的表面有二氧化硅残留，BHF能够将其去除，避免二氧化硅残留在氮化硅层103的表面，确保后续在去除氮化娃层103时,氮化娃层103能够全部去尽而不会发生氮化娃有残留的现象。
[0040]虽然采用BHF能够将氮化硅层103表面残留的二氧化硅去除，但同时也会造成浅沟槽中的二氧化硅介质层105有部分被BHF刻蚀，导致浅沟槽中的二氧化硅介质层105的厚度减薄。为了确保浅沟槽中的二氧化硅介质层105的厚度在预设的取值范围内，消除BHF对浅沟槽中的二氧化硅介质层105厚度的影响，在一个实施例中，在步骤S202中，在垫氧化层102的表面沉积氮化硅层103时，增加沉积的氮化硅层103的厚度，以此增大浅沟槽的深度，这样在向浅沟槽内沉积二氧化硅介质层105时，浅沟槽内沉积的二氧化硅介质层105的厚度增加，多出的这一部分的二氧化硅介质层105抵消BHF刻蚀掉的浅沟槽中的二氧化硅介质层105。简言之，在步骤S202中，增加的氮化硅层103的厚度等于BHF刻蚀掉的浅沟槽中的二氧化硅介质层105的厚度。
[0041]步骤S208，去除氮化硅层103。
[0042]具体地，采用热的磷酸将氮化硅层103全部去除。
[0043]由上述可知，本发明浅沟槽隔离结构的形成方法在化学机械抛光二氧化硅介质层105后采用BHF清洗氮化硅层103的表面，BHF与二氧化硅化学反应，从而避免了二氧化硅残留在氮化娃层103的表面,确保后续在去除氮化娃层103时,氮化娃层103能够全部去尽而不会发生氮化硅有残留的现象。
[0044]综上所述，本发明浅沟槽隔离结构的形成方法通过上述实施方式及相关图式说明，己具体、详实的揭露了相关技术，使本领域的技术人员可以据以实施。而以上所述实施例只是用来说明本发明，而不是用来限制本发明的，本发明的权利范围，应由本发明的权利要求来界定。
【主权项】
1.一种浅沟槽隔离结构的形成方法，包括步骤: 提供一半导体衬底，在半导体衬底的表面生长垫氧化层； 在垫氧化层的表面沉积氮化硅层； 依次刻蚀氮化硅层、垫氧化层及半导体衬底，形成浅沟槽； 在浅沟槽的底部和侧壁生长衬氧化层； 在浅沟槽内及氮化硅层的表面沉积二氧化硅介质层； 采用化学机械抛光技术对沉积的二氧化硅介质层进行平坦化处理直至氮化硅层； 去除氮化娃层； 其特征在于，在所述步骤采用化学机械抛光技术对沉积的二氧化硅介质层进行平坦化处理直至氮化硅层之后，步骤去除氮化硅层之前，还包括采用BHF清洗氮化硅层的表面。2.根据权利要求1所述的浅沟槽隔离结构的形成方法，其特征在于，半导体衬底为硅衬底。3.根据权利要求1所述的浅沟槽隔离结构的形成方法，其特征在于，BHF是NH4F和HF的混合溶液。4.根据权利要求3所述的浅沟槽隔离结构的形成方法，其特征在于，所述BHF的浓度为0.5% -10%。5.根据权利要求1所述的浅沟槽隔离结构的形成方法，其特征在于，采用BHF清洗氮化硅层的表面的清洗时间为5s-100s。6.根据权利要求1所述的浅沟槽隔离结构的形成方法，其特征在于，采用高密度等离子体化学气相沉积技术在浅沟槽内及氮化硅层的表面沉积二氧化硅介质层。7.根据权利要求1所述的浅沟槽隔离结构的形成方法，其特征在于，在垫氧化层的表面沉积氮化硅层时，增加沉积的氮化硅层的厚度。8.根据权利要求7所述的浅沟槽隔离结构的形成方法，其特征在于，增加的氮化硅层的厚度等于BHF刻蚀掉的浅沟槽中的二氧化硅介质层的厚度。9.根据权利要求1所述的浅沟槽隔离结构的形成方法，其特征在于，所述垫氧化层及衬氧化层的材质均为二氧化硅。10.根据权利要求1所述的浅沟槽隔离结构的形成方法，其特征在于，采用热的磷酸去除氮化硅层。
【专利摘要】本发明揭示了一种浅沟槽隔离结构的形成方法，包括步骤：提供一半导体衬底，在半导体衬底的表面生长垫氧化层；在垫氧化层的表面沉积氮化硅层；依次刻蚀氮化硅层、垫氧化层及半导体衬底，形成浅沟槽；在浅沟槽的底部和侧壁生长衬氧化层；在浅沟槽内及氮化硅层的表面沉积二氧化硅介质层；采用化学机械抛光技术对沉积的二氧化硅介质层进行平坦化处理直至氮化硅层；采用BHF清洗氮化硅层的表面；去除氮化硅层。本发明在化学机械抛光二氧化硅介质层后采用BHF清洗氮化硅层的表面，BHF与二氧化硅化学反应，从而避免了有二氧化硅残留在氮化硅层的表面，确保后续在去除氮化硅层时，氮化硅层能够全部去尽而不会发生氮化硅有残留的现象。
【IPC分类】H01L21/762
【公开号】CN105304549
【申请号】CN201410365836
【发明人】杨贵璞, 王坚, 王晖
【申请人】盛美半导体设备（上海）有限公司
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2014年7月29日