CN102254817A

CN102254817A - 沟槽制造方法及半导体器件制造方法

Info

Publication number: CN102254817A
Application number: CN2011102186177A
Authority: CN
Inventors: 王硕; 许忠义
Original assignee: Shanghai Huahong Grace Semiconductor Manufacturing Corp
Current assignee: Shanghai Huahong Grace Semiconductor Manufacturing Corp
Priority date: 2011-08-01
Filing date: 2011-08-01
Publication date: 2011-11-23

Abstract

本发明提供了一种沟槽制造方法及半导体器件制造方法。根据本发明的沟槽制造方法包括：提供硅衬底；在硅衬底上生长氧化物或氮化物；涂覆光致抗蚀剂；使得光致抗蚀剂形成图案；利用形成图案的光致抗蚀剂执行沟槽刻蚀；去除光致抗蚀剂；清洗；以及执行氢退火。通过采用根据本发明的沟槽制造方法，增加了去除光致抗蚀剂之后的氢退火步骤，从而对沟槽区域的上部角部分以及下部角部分进行圆角化处理，从而降低了泄漏电流并改进了半导体器件的性能，并且改进了内衬氧化物的厚度均匀性。

Description

沟槽制造方法及半导体器件制造方法

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，更具体地说，本发明涉及一种沟槽制造方法、以及一种采用了所述沟槽制造方法的半导体器件制造方法。

背景技术

在半导体器件结构设计中，沟槽被广泛用于半导体器件结构中。沟槽例如可能是一个浅沟槽隔离(shallow trench isolation，STI)。

图1示意性地示出了根据现有技术的沟槽制造方法的流程图。图2所示的现有技术的沟槽制造方法包含了多个工艺步骤：首先提供硅衬底(S1)；随后在硅衬底上生长氧化物或氮化物(焊点氧化物或氮化物堆叠淀积)(S2)；涂覆光致抗蚀剂(S3)；使得光致抗蚀剂形成图案，并利用形成图案的光致抗蚀剂执行沟槽刻蚀(S4)；去除光致抗蚀剂(例如灰化与湿法剥离)(S5)；清洗(S6)；沟槽内衬氧化(S7)等。

但是，根据所述沟槽制造方法制造出来的沟槽的角部分会很尖锐，而这在很多半导体器件中是不希望的。

具体地说，图2示意性地示出了图1所示的根据现有技术的沟槽制造方法制造出来的沟槽的结构示图。其中示出了例如在去除光致抗蚀剂(S5)步骤之后观察到的沟槽区域的结构。

如图2所示，根据所述沟槽制造方法制造出来的沟槽的左上角部分(见放大示图SC1)以及右下角部分(见放大示图SC2)均很尖锐，而不是圆形角。而且，未示出的左上角以及右下角部分同样可能是尖锐形状，无法形成圆形角部分。更具体地说，上部的尖锐角部分将造成泄漏电流、可靠性降低等问题，而下部的尖锐角部分将造成内衬氧化物不均匀等问题。

因此，希望提出一种能够消除沟槽中的尖锐角部分的沟槽制造方法。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种能够消除沟槽中的尖锐角部分的沟槽制造方法、以及采用了所述沟槽制造方法的半导体器件制造方法。

根据本发明第一方面，提供了一种沟槽制造方法，其包括：提供硅衬底；在硅衬底上生长氧化物或氮化物；涂覆光致抗蚀剂；使得光致抗蚀剂形成图案；利用形成图案的光致抗蚀剂执行沟槽刻蚀；去除光致抗蚀剂；清洗；以及执行氢退火。

优选地，所述沟槽制造方法还包括沟槽内衬氧化的步骤。

优选地，在所述沟槽制造方法中，所述去除光致抗蚀剂的步骤包括灰化与湿法剥离。

优选地，在所述沟槽制造方法中，在所述执行氢退火的过程中，氢气的流速介于2SLM至25SLM之间。

优选地，在所述沟槽制造方法中，在所述执行氢退火的过程中，温度介于800℃至1000℃之间。

优选地，在所述沟槽制造方法中，在所述执行氢退火的过程中，处理时间不超过40秒。

通过采用根据本发明第一方面所述的沟槽制造方法，增加了去除光致抗蚀剂之后的氢退火步骤，从而对沟槽区域的上部角部分以及下部角部分进行圆角化处理，从而降低了泄漏电流并改进了半导体器件的性能，并且改进了内衬氧化物的厚度均匀性。

根据本发明第二方面，提供了一种半导体器件制造方法，所述半导体器件具有沟槽区域，其特征在于半导体器件制造方法采用了根据本发明第一方面所述的沟槽制造方法来制造所述沟槽区域。

由于采用了根据本发明第一方面所述的沟槽制造方法来制造所述沟槽区域；因此，本领域技术人员可以理解的是，根据本发明第二方面的半导体器件制造方法同样能够实现根据本发明的第一方面的沟槽制造方法所能实现的有益技术效果。即，在根据本发明第二方面的半导体器件制造方法中，通过采用根据本发明第一方面所述的沟槽制造方法，增加了去除光致抗蚀剂之后的氢退火步骤，从而对沟槽区域的上部角部分以及下部角部分进行圆角化处理，从而降低了泄漏电流并改进了半导体器件的性能，并且改进了内衬氧化物的厚度均匀性。

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示意性地示出了根据现有技术的沟槽制造方法的流程图。

图2示意性地示出了根据现有技术的沟槽制造方法制造出来的沟槽的结构示图。

图3示意性地示出了根据本发明实施例的沟槽制造方法的流程图。

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3示意性地示出了根据本发明实施例的沟槽制造方法的流程图。如图3所示，根据本发明实施例的沟槽制造方法包括：

第一步骤S1：首先提供硅衬底；

随后执行第二步骤S2：在硅衬底上生长氧化物或氮化物(焊点氧化物或氮化物堆叠淀积)；

第三步骤S3：涂覆光致抗蚀剂；

第四步骤S4：使得光致抗蚀剂形成图案，并利用形成图案的光致抗蚀剂执行沟槽(例如浅沟槽隔离)刻蚀；

第五步骤S5：去除光致抗蚀剂(例如灰化与湿法剥离)；

第六步骤S6：清洗；

第七步骤S0：进行氢退火；

第八步骤S7：沟槽内衬氧化(例如浅沟槽内衬氧化)。

在在图1所示的根据现有技术的沟槽制造方法，清洗S6之后直接进行沟槽内衬氧化步骤S7。而在图3所示的根据本发明实施例的沟槽制造方法中，清洗S6之后首先执行氢退火步骤S0，随后执行沟槽内衬氧化步骤S7等后续步骤。

实际上，所添加的氢退火步骤S0可看作是一个“圆角化处理”。该氢退火步骤S0可通过硅的重新迁移(re-mobilization)来使得上部角部分和下部角部分圆角化。

在本发明的一个具体示例中，氢退火步骤S0的处理条件是：氢气(H2)的流速介于2SLM至25SLM之间，温度介于800℃至1000℃之间，并且处理时间不超过40秒。

通过添加氢退火步骤S0，使得本发明实施例的沟槽制造方法至少具有如下优势：

1.降低了泄漏电流并改进了半导体器件的性能；

2.改进了内衬氧化物的厚度均匀性；

3.通过沟槽表面处理以及终止悬挂键，可以得到更高质量的沟槽内衬氧化物。

进一步地，在本发明的另一实施例中，本发明还提供了一种采用了图3所示的沟槽制造方法的半导体器件制造方法。

此外，本领域技术人员来说可以理解的是，虽然以上述流程中的各个步骤说明了本发明，但是本发明并不排除除了上述步骤之外其它步骤的存在。本领域技术人员来说可以理解的是，可在不脱离本发明的范围的情况下，可以在所描述的步骤中加入其它步骤以形成其它结构或者实现其它目的。

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。

Claims

1.一种沟槽制造方法，其特征在于包括：

提供硅衬底；

在硅衬底上生长氧化物或氮化物；

涂覆光致抗蚀剂；

使得光致抗蚀剂形成图案；

利用形成图案的光致抗蚀剂执行沟槽刻蚀；

去除光致抗蚀剂；

清洗；以及

执行氢退火。

2.根据权利要求1所述的沟槽制造方法，其特征在于，还包括沟槽内衬氧化的步骤。

3.根据权利要求1或2所述的沟槽制造方法，其特征在于，所述去除光致抗蚀剂的步骤包括灰化与湿法剥离。

4.根据权利要求1或2所述的沟槽制造方法，其特征在于，在所述执行氢退火的过程中，氢气的流速介于2SLM至25SLM之间。

5.根据权利要求1或2所述的沟槽制造方法，其特征在于，在所述执行氢退火的过程中，温度介于800℃至1000℃之间。

6.根据权利要求1或2所述的沟槽制造方法，其特征在于，在所述执行氢退火的过程中，处理时间不超过40秒。

7.根据权利要求1或2所述的沟槽制造方法，其特征在于，所述沟槽是浅沟槽隔离。

8.一种半导体器件制造方法，所述半导体器件具有沟槽区域，其特征在于半导体器件制造方法采用了根据权利要求1至6之一所述的沟槽制造方法来制造所述沟槽区域。