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改善淺槽隔離氧化矽膜表面平坦化的方法

2023-07-11 10:49:56 1

專利名稱:改善淺槽隔離氧化矽膜表面平坦化的方法
技術領域:
本發明涉及一種淺槽隔離氧化矽膜表面平坦化的方法,特別是涉及一種改善淺槽隔離氧化矽膜表面平坦化的方法。
背景技術:
在半導體製造過程中,淺溝槽隔離(Shallow Trench Isolation, STI)工藝具有隔離效果好,佔用面積小等優點,典型的STI工藝流程包括:矽襯底上的氧化矽(pad oxide)和氮化矽澱積、STI矽槽刻蝕、氧化矽(HDP Oxide)的填入、氧化矽的化學機械研磨(CMP),氮化娃和氧化娃(pad oxide)的去除。在淺溝槽隔離(STI)的製作工藝過程中,CMP工藝被用來去除和平整化過填(over-filled)的高密度等離子體氧化娃(HDP oxide)。由於CMP的凹陷(dishing)和侵蝕(erosion)效應,傳統的淺槽隔離氧化娃膜表面平坦化的方法是先通過reverse mask(反掩膜)幹法刻蝕AA(active area:有源區)密集區的氧化矽,然後採用化學機械研磨(CMP)達到平坦化。然而傳統的reverse mask工藝(如圖1所示),對於mask對準精度有一定的要求,特別在圖1中虛線標註的地方,左偏或右偏都會導致平坦化的效果變差。另外,對於reverse mask刻蝕,如果只刻蝕一半SiO2的話,對氧化矽膜表面平坦化幫助有限;刻蝕到Si3N4的話,工藝的靈活性就受到限制,即不能跟據不同的產品,作靈活的調整。

發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種改善淺槽隔離氧化矽膜表面平坦化的方法,該方法能大幅降低對該層光刻對準精度的要求,並增加工藝靈活性。為解決上述技術問題,本發明的改善淺槽隔離氧化矽膜表面平坦化的方法,包括:對於填滿淺槽的氧化矽,先通過STI的化學機械研磨(CMP),然後採用mask (掩膜)刻蝕AA密集區的氧化矽,從而改善淺槽隔離氧化矽膜表面的平坦化。上述方法,其具體步驟包括:(I)按現有STI工藝完成淺槽內氧化矽的填滿後,進行STI CMP,然後,進行在AA密集區打開的光刻;(2)對氮化矽高選擇比的SiO2進行刻蝕,使得AA密集區的SiO2膜高度和AA疏鬆區域保持一致,或達到所需高度;(3)去除光刻膠。所述步驟(2)中,刻蝕的方法,包括:溼法刻蝕、幹法刻蝕;刻蝕的時間,能根據產品的需要,做相應調整,即根據不同的產品,採用不同的刻蝕時間。本發明的有益效果如下:(I)可以大幅降低對光刻對準精度的要求,比如從原來的0.Ιμπι左右,放寬到
0.3μπι 以上;
(2)由於刻蝕量的減少,可以考慮採取選擇性更高的溼法刻蝕工藝;(3)增加了工藝的靈活性,即可以跟據產品不同,作相應刻蝕時間的調整,以便在一定範圍內(比如±500A)單獨調節在AA密集區淺溝槽隔離(STI)的氧化層高度;(4)當單獨調節在AA密集區淺溝槽隔離的氧化層高度時,不影響其他區域的淺溝槽隔離的氧化層高度。


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是傳統的reverse mask工藝圖;圖2是本發明的工藝圖;圖3是本發明中的進行在AA密集區打開的光刻圖;圖4是本發明中的對STI SiO2進行刻蝕的示意圖。
具體實施例方式本發明的改善淺槽隔離氧化矽膜表面平坦化的方法,其工藝圖如圖2所示,步驟包括:(I)根據現有STI工藝流程,進行矽襯底上的氧化矽和氮化矽澱積、STI矽槽刻蝕、HDP氧化矽的填入(填滿)後,然後在STI CMP後,進行在AA密集區打開的光刻(如圖3所示),該光刻過程中,光刻膠厚度為I μ m左右,使用1-1ine光刻機進行曝光;其中,AA密集區可以為:在晶片內部任意ΙΟμπιΧΙΟμπι範圍內,AA所佔面積超過總面積的40%或以上;(2)使用固定時間的對氮化矽高選擇比(大於10: I)的SiO2溼法刻蝕或幹法刻蝕,如圖4所示,使得AA密集區淺溝槽隔離的SiO2膜高度和AA疏鬆區域保持一致,或達到所需高度(比如±500Α範圍內均可);本步驟中,在刻蝕前後,可以對AA密集區淺溝槽隔離的氧化層(3102膜)厚度加以測量,以便監控刻蝕量;由於刻蝕量的減少,本步驟可優選,選擇性更高的溼法刻蝕工藝,同時,能根據不同的產品,採用不同的刻蝕時間,以便在一定範圍內(比如±500Α)單獨調節在AA密集區淺溝槽隔離的氧化層高度;(3)使用常規的幹法加溼法,去除光刻膠。本發明先通過化學機械研磨,然後採用mask刻蝕AA密集區的氧化矽,能達到改善淺槽隔離氧化矽膜表面平坦化的效果,而且能大幅降低對光刻對準精度的要求,如圖2中虛線部分所指之處,比如從原來的0.1 μ m左右,放寬到0.3μπι以上。另外,本發明還可以增加刻蝕工藝的靈活性,即可以跟據產品不同,作相應刻蝕時間的調整,以便在一定範圍內(比如±500Α)單獨調節在AA密集區淺溝槽隔離的氧化層高度。
權利要求
1.一種改善淺槽隔離氧化矽膜表面平坦化的方法,其特徵在於,包括:對於填滿淺槽的氧化矽,先通過STI的化學機械研磨,然後採用掩膜刻蝕AA密集區的氧化矽。
2.如權利要求1所述的方法,其特徵在於:所述方法,步驟包括: (1)按現有STI工藝完成淺槽內氧化矽的填滿後,進行STICMP,然後,進行在AA密集區打開的光刻; (2)對氮化矽高選擇比的SiO2進行刻蝕,使得AA密集區的SiO2膜高度和AA疏鬆區域保持一致,或達到所需高度; (3)去除光刻膠。
3.如權利要求2所述的方法,其特徵在於:所述步驟(2)中,對氮化矽高選擇比為 大於 10:1。
4.如權利要求2所述的方法,其特徵在於:所述步驟(2)中,刻蝕的方法,包括:溼法刻蝕、幹法刻蝕。
5.如權利要求4所述的方法,其特徵在於:所述步驟(2)中,刻蝕的方法為溼法刻蝕。
6.如權利要求2所述的方法,其特徵在於:所述步驟(2)中,所需高度在±500A範圍內。`
全文摘要
本發明公開了一種改善淺槽隔離氧化矽膜表面平坦化的方法,包括對於填滿淺槽的氧化矽,先通過STI(淺溝槽隔離)的化學機械研磨,然後採用mask刻蝕AA密集區的氧化矽,從而改善淺槽隔離氧化矽膜表面的平坦化。本發明可以大幅降低對光刻對準精度的要求,比如從原來的0.1μm左右,放寬到0.3μm以上,而且由於刻蝕量的減少,可以考慮採取選擇性更高的溼法刻蝕工藝。另外,本發明能增加工藝的靈活性,即可以跟據產品不同,作相應刻蝕時間的調整,以便在一定範圍內(比如±500A)單獨調節在AA密集區淺溝槽隔離的氧化層高度。
文檔編號H01L21/762GK103107124SQ201110356419
公開日2013年5月15日 申請日期2011年11月11日 優先權日2011年11月11日
發明者劉俊 申請人:上海華虹Nec電子有限公司

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