深溝槽工藝中保護溝槽底部的方法
2023-07-08 18:39:26 1
專利名稱：深溝槽工藝中保護溝槽底部的方法
技術領域：
本發明屬於一種半導體集成電路製造工藝方法，特別是涉及一種深溝 槽工藝中保護溝槽底部的方法。
背景技術：
雙極管等集成電路，經常利用深溝槽結構實現一定深度的隔離。現有 深溝槽工藝一般包括如下幾步流程
1)利用光刻工藝定義所需圖案到光阻層；2)通過等離子刻蝕等工藝 將光阻層圖案轉移到下方的硬質掩模層，此掩模層從上到下一般包括氧化 物層、氮化物和氧化物層；3)利用等離子灰化等方法去除殘餘光阻層；4) 利用硬質掩模層作為掩模，通過等離子刻蝕工藝製備深溝槽結構；5)利 用等離子刻蝕工藝去除上層殘餘氧化物層。
其中，在第5)步流程中，等離子工藝在去除上層殘餘氧化膜的過程 中，同時會對深溝槽底部造成一定的損傷，其包括化學刻蝕或物理轟擊等 作用。這種損傷會造成深溝槽底部的粗糙度、平滑度和材料性質的變化， 並且還會影響到隨後的其它工藝步驟。
為了減少等離子刻蝕去除上層殘餘氧化物時對深溝槽底部的損傷，目 前主要是改善等離子刻蝕的工藝條件，提高等離子工藝的氧化物對矽基質 的選擇比，減小其中的物理轟擊效應，從而儘可能得減小對深溝槽底部的 損傷，但並不可能完全消除這種損傷。
因此，在此技術領域中，需要一種深溝槽製造工藝，去除氧化層殘膜 的過程中，保護深溝槽底部，避免對溝槽底部的損失，降低工藝的技術難度。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種深溝槽工藝中保護溝槽底部的 方法，它可以有效消除深溝槽工藝中對深溝槽底部的損傷。
為解決上述技術問題，本發明的深溝槽製造工藝，首先，形成深溝 槽，所述深溝槽中填入流動有機填充材料，表面形成填充材料層；然後， 去除表面填充材料層和上層氧化層；之後，去除深溝槽內殘餘的填充材料 層。
所述填充材料為光阻材料或有機抗反射塗層材料。
所述去除表面填充材料的方法為等離子刻蝕或等離子灰化法。
所述去除上層氧化層的方法為等離子刻蝕法。
所述去除殘餘填充材料的方法為等離子灰化或溼法
本發明的工藝在等離子刻蝕去除氧化層殘膜過程中，深溝槽底部被填
充材料保護起來，避免了等離子刻蝕過程中化學反應與物理轟擊對深溝槽
底部的損傷。
下面結合附圖與具體實施方式
對本發明作進一步詳細的說明-
圖1是常規深溝槽製造工藝結構示意圖2是本發明深溝槽填充材料結構示意圖3是本發明去除上層氧化層和填充材料結構示意圖； 圖4至5是本發明去除殘餘填充材料的結構示意圖。
具體實施例方式
為避免上層氧化膜去除過程中等離子刻蝕對深溝槽底部的損傷，本發 明提出的方法如下所述
如圖1所示，是深溝槽上層氧化物層去除工藝示意圖，圖中標號1 是上層氧化物層，2是氮化物層，3是下層氧化物層，4是矽基質材料。
第一步是深溝槽填充，如圖2所示，深溝槽形成後，利用塗敷設備 (coater)將流動有機填充性材料填充入深溝槽內，使深溝槽被填滿，並 在整個矽片表面形成一定厚度的表面填充層，所述的填充材料包括常見的 光阻材料或有機抗反射塗層，這些材料在一定的溫度、轉速等條件下，可 以很好地填充於深溝槽中；
第二步是表面填充層和上層氧化物層的去除。調整現有去除氧化層的 等離子刻蝕工藝，使其包括兩個階段，即表面填充層去除和上層氧化層去 除。第一階段中，如圖3所示，矽片表面的填充層被去除，使上層氧化層 暴露出來，同時深溝槽內的填充材料被刻蝕一定高度。在之後的第二階段 中，如圖4所示，利用等離子刻蝕法去除暴露的上層氧化層，同時深溝槽 內的填充材料被進一步刻蝕到一定高度。
第三步為深溝槽內殘餘填充材料的去除。利用等離子灰化或者溼法等 工藝去除深溝槽內殘餘的填充材料，如圖5所示。
其中，第二步工藝也可以分解為單獨的兩步工藝，並分別可以藉助不 同的方法、設備或者工藝實現其目的。
在第二步的表面填充層去除階段，可以採用常用的等離子刻蝕或者等
離子灰化工藝和設備。在射頻(RF)作用下，設備腔體內的氧氣(02)、氮
氣(N2)等各種氣體部分解離成活性的等離子體，與填充材料，例如光阻、 有機抗反射塗層等材料反應。 一定時間後，表面的填充材料被完全去除。
同時，深溝槽內的填充材料被刻蝕到一定高度，如圖3所示。
通過上述工藝，利用光阻或有機抗反射塗層材料等流動有機材料填充
入溝槽內部，並控制一定的填充深度，在隨後的等離子刻蝕去除氧化物掩
模過程中，填充材料會保護住溝槽底部，有效地消除了對溝槽底部的損傷，
同時，降低了掩模去除工藝的技術難度。
權利要求
1、一種深溝槽工藝中保護溝槽底部的方法，其特徵在於首先，形成深溝槽，所述深溝槽中填入流動有機填充材料，表面形成填充材料層；然後，去除表面填充材料層和上層氧化層；之後，去除深溝槽內殘餘的填充材料層。
2、 如權利要求1所述的深溝槽工藝中保護溝槽底部的方法，其特徵 在於所述填充材料是光阻材料或有機抗反射塗層材料。
3、 如權利要求1所述的深溝槽工藝中保護溝槽底部的方法，其特徵 在於所述去除表面填充材料的方法是等離子刻蝕或等離子灰化法。
4、 如權利要求1所述的深溝槽工藝中保護溝槽底部的方法，其特徵 在於所述去除上層氧化層的方法是等離子刻蝕法。
5、 如權利要求1所述的深溝槽工藝中保護溝槽底部的方法，其特徵 在於所述去除深溝槽內殘餘填充材料層的方法是等離子灰化或溼法。
全文摘要
本發明公開了一種深溝槽工藝中保護溝槽底部的方法，在深溝槽形成後，利用光阻或有機抗反射塗層材料填入溝槽內，之後，等離子刻蝕去除氧化物掩模過程中，去除表面填充材料層和上層氧化層，其填充材料會保護溝槽底部，最後利用等離子灰化法去除殘餘的填充材料。本發明在深溝槽工藝中可避免對深溝槽底部的損傷。
文檔編號H01L21/02GK101202228SQ20061011939
公開日2008年6月18日 申請日期2006年12月11日 優先權日2006年12月11日
發明者呂煜坤, 遲玉山 申請人:上海華虹Nec電子有限公司