[发明专利]浅沟槽隔离工艺

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路制造领域，特别涉及一种浅沟槽隔离工艺。

背景技术

在200mm晶圆加工、0.13微米及以上半导体制造工艺中，多数产品流程中没有做硬掩模回刻（SiN Pull Back），当技术推进到0.11微米以下时，开始在STI刻蚀之后引入硬掩模回刻（STI Liner Oxidation），其主要有两个目的：其一是，利用磷酸（H3PO4）对有源区上面的硬掩模（SiN）进行回刻，减少沟槽深宽比，有利于后面沟槽氧化物的填充；其二是，在硬掩模回刻工艺中，它的氢氟酸槽（HF tank）也会去除掉一部分垫氧（Pad OX），这对沟槽顶端尖角圆滑化程度相当关键。

目前的工艺步骤包括：在STI（浅沟槽隔离）刻蚀之后，经过清洗后，对沟槽做高温氧化处理，而后在沟槽侧壁生成一层薄氧化物，然后再用氧化物填充于沟槽形成器件隔离的结构。硬掩模回刻工艺与STI刻蚀工艺是分开进行的，工序步骤较多、复杂且生产成本高。

发明内容

本发明提供一种浅沟槽隔离工艺，以简化浅沟槽隔离工艺流程，并降低生产成本。

为解决上述技术问题，本发明提供一种浅沟槽隔离工艺，包括：

提供衬底，所述衬底由下向上依次包括硅衬底、垫氧层和SiN层；

对衬底进行光刻处理，形成第一道较浅沟槽；

对所述第一道较浅沟槽进行圆角化处理，形成浅沟槽；

在所述浅沟槽侧壁生成薄氧化层，并进行氧化物填充。

作为优选，在对衬底进行光刻处理步骤包括：在所述衬底上涂光阻和光刻胶并显影；对衬底进行刻蚀处理。

作为优选，对衬底进行刻蚀处理时的刻蚀气体为CF4、HBr和O2或者CHF3、HBr和O2。

作为优选，采用各向同性刻蚀方法对衬底进行刻蚀。

作为优选，在对衬底进行光刻处理时，以所述SiN层作为阻挡层。

作为优选，对所述第一道较浅沟槽进行圆角化处理的步骤包括：采用高分子气体对第一道较浅沟槽的顶端进行圆角化处理；再采用高分子气体控制有源区的关键尺寸。

作为优选，所述高分子气体为CxHyFz/HBr，其中，x、y、z均为正数。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明通过优化浅沟槽隔离刻蚀的工艺程式，减小硬掩模线宽，同时对沟槽顶端尖角的圆滑化处理可以保持有源区线宽不变，达到了与硬掩模回刻工艺相同的效果。因此，通过刻蚀过程的精确控制，就可以省掉硬掩模回刻工艺以及掩模回刻工艺后的清洗步骤，节省了工艺步骤，并降低了制造成本。

附图说明

图1为本发明一具体实施方式中对衬底进行光刻时的衬底剖面图；

图2为本发明一具体实施方式中形成第一道较浅沟槽后的衬底剖面图；

图3为本发明一具体实施方式中形成浅沟槽后的衬底剖面图；

图4为本发明一具体实施方式中浅沟槽隔离工艺的流程示意图。

图中：100-衬底、110-硅衬底、120-垫氧层、130-SiN层、200-光阻、300-光刻胶、400-第一道较浅沟槽、500-浅沟槽。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。需说明的是，本发明附图均采用简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

请参照图1～4，本发明提供的浅沟槽隔离工艺，包括：

步骤1：提供衬底100，所述衬底100由下向上依次包括硅衬底110、垫氧层120和SiN层130；

步骤2：请参照图1和图2，对衬底100进行光刻处理，形成第一道较浅沟槽400。具体包括：在衬底100上涂光阻200和光刻胶300并显影，接着，对衬底100进行刻蚀处理，本实施例采用CFx、HBr和O2作为刻蚀气体，其中，x等于3或4。也就是说，刻蚀气体为CF4、HBr和O2或者CHF3、HBr和O2。进一步的，采用各向同性刻蚀工艺对衬底100进行刻蚀，使光阻200的线宽变小，该线宽也定义了其下SiN层130的线宽。

需要说明的是，在深亚微米以下的工艺中，随着关键尺寸（Critical Dimension）的减小，由于光刻所要求的光阻200也越来越薄，因此，本实施例中STI刻蚀采用SiN层130作为阻挡层，从而打开SiN层130，形成第一道较浅沟槽400。较佳的，刻蚀过程中，其刻蚀时间由硬掩模回刻前后硬掩模层（也就是SiN层130）的关键尺寸（CD）的差值决定。