一种控制浅沟槽隔离区的沟槽深度的方法技术

本发明专利技术公开了一种控制浅沟槽隔离区的沟槽深度的方法。在浅沟槽隔离ＳＴＩ蚀刻（ＲＩＥ）前引入离子植入步骤，利用离子植入在浅沟槽隔离ＳＴＩ区域下方衬底的指定深度植入离子，该离子在蚀刻反应达到这个指定深度后产生特别的信号，蚀刻过程在接收到信号后，继续进行一步固定时间的蚀刻。本发明专利技术提供的方法具有在不影响ＩＣ电性的前提下精确控制ＳＴＩ蚀刻深度的效果，且工艺简单，成本低廉。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种浅沟槽隔离的方法，具体讲涉及一种控制浅沟槽隔离区 的沟槽深度的方法。
技术介绍
浅沟槽隔离STI (shallow trench isolation)是0.25,以下IC制造中重要的 隔离制程，是整个IC制程中第一步重要的制程模块。 一种典型的实现方法如 下(1) 在S射底(简写为Sub)上沉积薄的Si02作为缓冲层，沉积Si3N4 (简写 为SIN)作为掩膜层，在此之上沉积光阻(简写为PR)，进行曝光，形成光阻 图形。(2) 以光阻图形为掩膜，进行反应离子蚀刻(RIE)，通过适当的蚀刻设备 和工艺，蚀刻出合适深度的沟槽(STI)。需要特别指出的是，这个沟槽的深度是关键的参数之一。在实际生产过 程中，没有设备可以监控这个深度，而这个深度与蚀刻的时间、光罩透光率、 蚀刻程式、机台状况等因素有关。而且，这个过程没有反应离子蚀刻RIE停止 所需要的停止层(stop layer)或能够产生停止信号(End-point-signal)的物质。 因此，非常难以控制。典型的做法是，采用估算和试错法(trial-and-error)的方法确定沟槽深度 和各种因素的关系，建立数学模型，引入计算机系统，由计算机系统自动控 制蚀刻过程的时间，以达到控制沟槽深度的目的。这种做法的缺陷在于，(1) 引入大量的计算机系统，方式繁琐成本高。(2)计算机系统通过历史材料的 feedback计算出当前最合适的参数值，这种方式对机台变异的反应具有滞后性。因此造成产品差异。
技术实现思路
本专利技术提供了一种操作简便，制造成本低并可以精确控制浅沟槽隔离区 的沟槽深度方法。为实现专利技术目的，本专利技术的专利技术人在现有技术的基础上经过大量的实验 及创造性的劳动设计出一种用于可以精确控制浅沟槽隔离区的沟槽深度方 法，所述的方法包括如下几个步骤① 在衬底上沉积SiCb作为缓冲层，沉积Si3N4作为掩膜层，在此之上沉 积光阻PR，进行曝光，形成光阻图形，曝露出需要蚀刻的区域；② 以光阻图形作为掩膜，在曝露出的区域中植入一种离子，得植入离子 衬底图形；所述离子在衬底中的深度可由植入工艺控制；所述的离子在反应离 子蚀刻RIE过程中产生可被侦测的信号；③ 以光阻图形为掩膜，蚀刻步骤②中所述的植入离子衬底图形，蚀刻反 应到达离子所在深度时，蚀刻反应遇到植入的离子，所述的离子产生特别的 信号，接收装置接收离子产生的信号后停止蚀刻。所述的方法还包括步骤④接收装置接收离子产生的信号后再蚀刻一固 定时间，以将掺杂所述离子的衬底部分蚀刻除去。虽然这一步固定时间蚀刻 量存在变异，但相对于传统蚀刻流程的变异，此方案的深度变异可以忽略不 计。所述的离子植入衬底。 所述的衬底为Si衬底。 所述的接收装置为传感器。本方案有以下几个优点首先，由于植入的离子在衬底中的深度主要由 植入工艺控制，因此，可以预定需要蚀刻的深度，在该深度处植入离子，从 而精确控制植入的深度；其次，实现方法简单，成本合理；最后，对IC器件 性能无不良影响。附图说明图1是本专利技术的光阻图形示意图2是本专利技术的衬底图形离子植入示意图3是本专利技术的衬底图形植入离子分布示意图4是本专利技术的蚀刻到达所述离子深度得到信号反射示意图5是本专利技术的蚀刻到指定深度的示意图6是本专利技术的蚀刻除去所述植入离子的示意图。具体实施例方式参照图1-6， 一种用于可以精确控制浅沟槽隔离区的沟槽深度方法，所述 的方法包括如下几个步骤① 在Si衬底1上沉积薄的Si02作为缓冲层2，沉积Si3N4作为掩膜层3， 在此之上沉积光阻PR4，进行曝光，形成图l的光阻图形；② 以光阻图形作为掩膜，在曝露出的衬底中植入一种离子(Dopant Ion)， 离子植入的深度为预定的深度，在植入时由植入工艺确定，离子植入的深度 和浓度还由能量和剂量控制，得植入离子衬底图形；所述的离子是在反应离 子蚀刻RIE过程中产生可被侦测的信号的离子；其植入过程如图2所示；这步 植入在浅沟槽隔离STI (shallow trench isolation)区域下方衬底l的指定深度产 生一定浓度的离子5分布，其分布方式如图3所示；③ 蚀刻步骤②中所述的植入离子衬底图形(Etching Plasma)，蚀刻反应 到达植入离子所在的位置时，所述的离子产生与Si蚀刻不同的信号End-Point Signal,接收装置如传感器Sensor接收离子产生的信号后停止蚀刻，深度由此 得到控制。蚀刻信号反射示意图如图4所示。最终得到指定深度的浅沟槽隔 离STI结构，如图5所示。步骤②中植入的离子并不限于某种特定离子，只要该离子可以是任意一 种可以通过现有植入工艺植入、对工作的工程没有干扰作用、产生的信号可 以被接收设备识别的合适的离子。为了防止植入的离子影响到产品性能，在收到离子产生的信号后再蚀刻一个固定的时间，将惨杂大量杂质离子的Si部分蚀刻去除，得到的结构如图6 所示。以上所述仅为本专利技术的较佳实施例，并非用来限定本专利技术的实施范围； 如果不脱离本专利技术的精神和范围，对本专利技术进行修改或者等同替换的，均应 涵盖在本专利技术的权利要求的保护范围当中。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制浅沟槽隔离区的沟槽深度的方法，其特征在于包括如下几个步骤：①在衬底（１）上沉积ＳｉＯ↓［２］作为缓冲层（２），沉积Ｓｉ↓［３］Ｎ↓［４］作为掩膜层（３），在此之上沉积光阻（４），进行曝光，形成光阻图形，曝露出需要蚀刻的区域；②以光阻图形作为掩膜，在曝露出的区域中植入一种离子（５），得植入离子衬底图形；所述离子在衬底中的深度由植入工艺控制；所述的离子在反应离子蚀刻过程中产生可被侦测的信号；③以光阻图形为掩膜，蚀刻步骤②中所述的衬底图形，蚀刻反应到达离子所在深度时，蚀刻反应遇到植入的离子（５），所述的离子产生信号，接收装置接收离子产生的信号后停止蚀刻。

【技术特征摘要】
1.一种控制浅沟槽隔离区的沟槽深度的方法，其特征在于包括如下几个步骤①在衬底(1)上沉积SiO2作为缓冲层(2)，沉积Si3N4作为掩膜层(3)，在此之上沉积光阻(4)，进行曝光，形成光阻图形，曝露出需要蚀刻的区域；②以光阻图形作为掩膜，在曝露出的区域中植入一种离子(5)，得植入离子衬底图形；所述离子在衬底中的深度由植入工艺控制；所述的离子在反应离子蚀刻过程中产生可被侦测的信号；③以光阻图形为掩膜，蚀刻步骤②中所述的衬底图形，蚀刻反应到达离子所在深度时，蚀刻反应遇到植入的离子(5)，所述的离子产生信号，接收装置接收离子产生的信号后停止蚀刻。2、 按照权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭川，
申请(专利权)人：和舰科技苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]