浅沟槽隔离区的制作方法技术

本发明专利技术公开了浅沟槽隔离区的制作方法，在晶圆衬底上依次形成氧化物和氮化物，刻蚀氮化物、氧化物和衬底形成浅沟槽，在浅沟槽内和氮化物表面淀积氧化物；之后，该方法还包括：去除氮化物表面的氧化物；测量氮化物高度SH1；去除浅沟槽内指定高度的氧化物；去除氮化物；测量浅沟槽内氧化物表面与浅沟槽外氧化物表面之间的高度差SH2；根据SH2去除浅沟槽内和浅沟槽外的氧化物。本发明专利技术方案能够缩小制作完成浅沟槽隔离区之后得到的浅沟槽内氧化物表面与浅沟槽外硅表面之间的高度差的变化范围。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制造技术，特别涉及。
技术介绍
参见图2，为现有的流程图，该方法包括以下步骤步骤201 在晶圆衬底上形成一层氧化物。本步骤可具体包括在氧化炉中通入氧气或水蒸气，在750°C 1100°C高温下及 氧化性气体的作用下，被置于氧化炉中的晶圆衬底101消耗了其表面的部分硅(Si)，在晶 圆衬底101上生长一层氧化物102，如图1(a)所示，该氧化物例如为二氧化硅(SiO2)。步骤202 在步骤201形成的氧化物上形成一层氮化物。本步骤通过低压化学淀积(LPCVD)形成一层氮化物，与常压化学气相淀积 (APCVD)系统相比，LPCVD系统具有更低的成本、更高的产量及更好的膜性能。LPCVD通常 在中等真空度下(约0. 1 5托)进行，反应温度一般为300°C 900°C，可采用常规的氧 化炉以及多腔集成设备。通过低压化学淀积(LPCVD)形成一层氮化物的方法具体包括在减压和温度在 700°C 80(TC下，在LPCVD炉管内通入二氯二氢硅(SiCl2H2)和氨气(NH3),在具有一层氧 化物102的晶圆衬底101上形成一层氮化物103，如图1 (a)所示，该氮化物103例如为氮化 硅(Si3N4)15用LPCVD淀积，可以获得具有良好阶梯覆盖能力和高度均勻性的Si3N4膜。步骤203 刻蚀出浅沟槽；在晶圆衬底101上的氮化物103表面涂布光阻胶层，通过曝光显影对晶圆衬底上 的氮化物103表面的光阻胶层进行光刻，在光阻胶层上定义浅沟槽的位置，以该曝光显影 后的光阻胶层为掩膜依次刻蚀氮化物103、氧化物102和晶圆衬底101，将晶圆衬底101刻 蚀到一定深度形成浅沟槽104，如图1(b)所示。执行完本步骤之后，在浅沟槽104外的有源区表面为氮化物。步骤204，在浅沟槽104内和氮化物103表面淀积氧化物。在浅沟槽104内和氮化物103的表面，利用化学气相淀积的方法淀积氧化物，如图 1(c)所示，该氧化物例如为Si02。步骤205，去除氮化物表面的氧化物。对浅沟槽隔离(STI)区进行化学机械抛光(Chemical Mechanical Polishing, CMP)，直至显露出晶圆衬底101上的氮化物103，如图1 (e)所示。本步骤在去除浅沟槽外氮 化物表面氧化物的同时，还将去除浅沟槽内的部分氧化物；所述浅沟槽外氮化物，也即是有 源区氮化物。步骤206，测量氮化物的厚度SHl。采用现有的光学测量尺寸(OCD，Optical Critical Dimension)方法测量氮化物 的高度SH1，通过测得的SHl可以获知当前制作的器件的质量。例如将测得的SHl与氮化 物厚度目标值进行比较，如果SHl与氮化物厚度目标值相差在规定范围内，则该器件合格，氮化物厚度目标值为希望测得的最佳的氮化物厚度值；如果SHl与氮化物厚度目标值相差 在规定范围外，则该器件不可用。步骤207，对浅沟槽内的氧化物进行浅沟槽内氧化物的目标去除高度值的去除处理。该浅沟槽内氧化物的目标去除高度值为一个标准值，一般为130埃。以该氧化物 为SiO2，有源区的氮化物为氮化硅为例，具体地，采用洗稀氢氟酸(HF)腐蚀掉高度为130埃 的Si02。由于稀HF对氮化硅不进行反应，本步骤只去除浅沟槽内130埃的SiO2，不对有源 区的氮化硅产生影响，去除浅沟槽内指定高度的氧化物后的结构为图1(f)所示。步骤208，去除氮化物。由于氮化物表面因自然氧化常会形成一层氧化物，因此，本步骤具体包括去除氮 化物表面因自然氧化形成的氧化物，然后再去除氮化物。以氮化物为氮化硅为例，由于氮化硅表面会被氧化，在氮化硅表面将形成一层 Si02。本步骤中首先用稀HF腐蚀氮化硅表面90埃的SiO2，用稀HF对氮化硅表面SiO2进行 腐蚀的同时，也会腐蚀掉浅沟槽内的部分SiO2 ；然后，采用磷酸去掉650埃的氮化硅，去掉 有源区氮化硅时，磷酸对浅沟槽内的SiO2不进行反应。本步骤之后的结构如图1(g)所示， 一般情况下，浅沟槽内氧化物表面高于有源区表面。步骤209，测量浅沟槽内氧化物表面与浅沟槽外氧化物表面之间的高度差SH2。所述浅沟槽外氧化物，也即是有源区氧化物。通过测得的SH2可以获知当前制作的该器件的质量。例如将测得的SH2与浅沟 槽内外氧化物表面之间的高度差目标值进行比较，所述浅沟槽内外氧化物表面之间的高度 差，也就是浅沟槽内氧化物表面与浅沟槽外氧化物表面之间的高度差，所述高度差目标值， 也就是希望测得的最佳的高度差；如果SH2与浅沟槽内外氧化物表面之间的高度差目标值 相差在规定范围外，则该器件不可用；如果SH2与浅沟槽内外氧化物表面之间的高度差目 标值相差在规定范围内，则该器件合格。步骤210，进行高度为浅沟槽内外氧化物的目标去除高度值的去除处理。所述浅沟槽内外氧化物的目标去除高度值为标准值，通常情况下，该浅沟槽内外 氧化物的目标去除高度值为145埃。具体地，以浅沟槽内外氧化物为SiO2为例，采用稀HF 对浅沟槽内SiO2和有源区的SiO2进行腐蚀。本步骤之后，有源区露出晶圆衬底硅，通常，浅 沟槽内的SiO2表面比有源区的硅表面高，其结构如图1(h)所示。至此，完成了浅沟槽隔离区的制作，之后，便可在晶圆衬底上生长栅极。在步骤210之后，还可测量得到浅沟槽内氧化物表面与有源区硅表面之间的高度 差SH3。通过测得的SH3可以获知当前制作的该器件的质量。例如将测得的SH3与，浅 沟槽内氧化物表面与有源区硅表面之间的高度差目标值，进行比较，如果两者相差在规定 范围外，则该器件不可用；如果两者相差在规定范围内，则该器件合格。并且，制作完成的各 浅沟槽隔离区的SH3在越小的范围内变化，表明当前生成的这一批器件之间的差异越小， 则这匹器件的性能越好。然而，采用现有方法制作浅沟槽隔离区，得到的关于一批器件的SH3落在较大的 数值范围内，也就是这一批器件内各个器件差异较大，不均勻，影响了这批器件的性能。
技术实现思路
本专利技术提供一种，该方法能够缩小形成的浅沟槽隔离区 内的氧化物表面与有源区硅表面之间的高度差的变化范围。一种，在晶圆衬底上依次形成氧化物和氮化物，刻蚀氮 化物、氧化物和衬底形成浅沟槽，在浅沟槽内和氮化物表面淀积氧化物；之后，该方法还包 括去除氮化物表面的氧化物；测量氮化物高度SHl ；去除浅沟槽内指定高度的氧化物；去除氮化物；测量浅沟槽内氧化物表面与浅沟槽外氧化物表面之间的高度差SH2 ；根据SH2去除浅沟槽内和浅沟槽外的氧化物如果SH2低于浅沟槽内氧化物表面与浅沟槽外氧化物表面之间高度差标准范围 的下限值SH2D，则用SH2D减去SH2，得到相减值；用浅沟槽内外氧化物的目标去除高度值减 去所述相减值，得到相减后的值M3 ；对浅沟槽内氧化物和浅沟槽外氧化物进行高度为M3的 去除处理；如果SH2高于浅沟槽内氧化物表面与浅沟槽外氧化物表面之间高度差标准范围 的上限值SH2H，则用SH2减去SH2H，得到相减值；用浅沟槽内外氧化物的目标去除高度值 加上所述相减值，得到相加后的值M4 ；对浅沟槽内氧化物和浅沟槽外氧化物进行高度为M4 的去除处理；如果SH2在浅沟槽内氧化物表面与浅沟槽外氧化物表面之间高度差标准范围内， 则对浅沟槽内氧化物和浅沟槽外氧化物，进行高度为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种浅沟槽隔离区的制作方法，在晶圆衬底上依次形成氧化物和氮化物，刻蚀氮化物、氧化物和衬底形成浅沟槽，在浅沟槽内和氮化物表面淀积氧化物；之后，该方法还包括：去除氮化物表面的氧化物；测量氮化物高度ＳＨ１；去除浅沟槽内指定高度的氧化物；去除氮化物；测量浅沟槽内氧化物表面与浅沟槽外氧化物表面之间的高度差ＳＨ２；根据ＳＨ２去除浅沟槽内和浅沟槽外的氧化物：如果ＳＨ２低于浅沟槽内氧化物表面与浅沟槽外氧化物表面之间高度差标准范围的下限值ＳＨ２Ｄ，则用ＳＨ２Ｄ减去ＳＨ２，得到相减值；用浅沟槽内外氧化物的目标去除高度值减去所述相减值，得到相减后的值Ｍ３；对浅沟槽内氧化物和浅沟槽外氧化物进行高度为Ｍ３的去除处理；如果ＳＨ２高于浅沟槽内氧化物表面与浅沟槽外氧化物表面之间高度差标准范围的上限值ＳＨ２Ｈ，则用ＳＨ２减去ＳＨ２Ｈ，得到相减值；用浅沟槽内外氧化物的目标去除高度值加上所述相减值，得到相加后的值Ｍ４；对浅沟槽内氧化物和浅沟槽外氧化物进行高度为Ｍ４的去除处理；如果ＳＨ２在浅沟槽内氧化物表面与浅沟槽外氧化物表面之间高度差标准范围内，则对浅沟槽内氧化物和浅沟槽外氧化物，进行高度为浅沟槽内外氧化物的目标去除高度值的去除处理。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：任红茹，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：31