STI结构的形成方法与流程

专利2025-06-01  17


本申请涉及半导体器件及集成电路,尤其涉及一种sti结构的形成方法。


背景技术:

1、在半导体器件及集成电路制造业中,通常需要在衬底中形成浅槽隔离(shallowtrench isolation,sti)结构以定义器件的有源区(active area,aa)。

2、相关技术中,sti结构的形成过程包括:在衬底上形成硬掩模(hard mask,hm)层,在硬掩模层上形成底部抗反射(bottom anti-reflective coating,barc)涂层,通过光刻工艺进行刻蚀,在衬底、硬掩模层和barc层中形成沟槽,进而在沟槽中填充绝缘层形成sti结构。

3、然而,由于硬掩模层通常具有较厚的厚度和较小的线宽,因此在通过光刻工艺形成沟槽时,较重的反应副产物(polymer)难以被即时抽走,导致沟槽内的反应副产物分布不均匀,从而使得器件结构的形貌较差,影响产品的可靠性和良率。


技术实现思路

1、本申请提供了一种sti结构的形成方法,可以解决相关技术中提供的sti结构的制作方法由于存在反应副产物从而导致器件结构的形貌较差的问题,该方法包括:

2、提供一衬底,所述衬底上形成有衬垫氧化层,所述衬垫氧化层上形成有硬掩模层,所述硬掩模层上形成有barc层;

3、通过光刻工艺进行刻蚀,在所述barc层、所述硬掩模层和所述衬垫氧化层中形成第一沟槽;

4、去除barc层;

5、对所述第一沟槽进行刻蚀,刻蚀至所述衬底中的预定深度,形成第二沟槽;

6、通过包含四氟化碳和氧气的反应气体进行刻蚀,对所述第二沟槽中的反应副产物进行去除处理;

7、在所述第二沟槽中填充绝缘层。

8、在一些实施例中,所述通过包含四氟化碳和氧气的反应气体进行刻蚀的时间为5秒至8秒。

9、在一些实施例中,所述通过包含四氟化碳和氧气的反应气体进行刻蚀的过程中,反应气体的流量为40sccm至50sccm。

10、在一些实施例中,所述通过光刻工艺进行刻蚀,在所述barc层、所述硬掩模层和所述衬垫氧化层中形成第一沟槽,包括:

11、在所述barc层上覆盖光阻,通过曝光和显影暴露出所述第一沟槽对应的区域;

12、进行刻蚀,在所述barc层中形成通孔,所述通孔底部的硬掩模层暴露;

13、对所述通孔进行刻蚀,直至所述衬底暴露,形成所述第一沟槽。

14、在一些实施例中,所述硬掩模层包括氮化硅层。

15、在一些实施例中,所述绝缘层包括二氧化硅层。

16、本申请技术方案,至少包括如下优点:

17、通过在sti结构的形成过程中,在形成sti结构对应的沟槽后,通过包含四氟化碳和氧气的反应气体进行刻蚀,对沟槽中的反应副产物进行去除处理,从而解决了由于反应副产物的存在导致sti结构形貌较差的问题,在一定程度上提高了产品的可靠性和良率。



技术特征:

1.一种sti结构的形成方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述通过包含四氟化碳和氧气的反应气体进行刻蚀的时间为5秒至8秒。

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述通过包含四氟化碳和氧气的反应气体进行刻蚀的过程中,反应气体的流量为40sccm至50sccm。

4.根据权利要求1至3任一所述的方法,其特征在于,所述通过光刻工艺进行刻蚀,在所述barc层、所述硬掩模层和所述衬垫氧化层中形成第一沟槽,包括:

5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述硬掩模层包括氮化硅层。

6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述绝缘层包括二氧化硅层。


技术总结
本申请公开了一种STI结构的形成方法,包括:提供一衬底,衬底上形成有衬垫氧化层,衬垫氧化层上形成有硬掩模层,硬掩模层上形成有BARC层;通过光刻工艺进行刻蚀,在BARC层、硬掩模层和衬垫氧化层中形成第一沟槽;去除BARC层;对第一沟槽进行刻蚀,刻蚀至衬底中的预定深度,形成第二沟槽;通过包含四氟化碳和氧气的反应气体进行刻蚀,对第二沟槽中的反应副产物进行去除处理;在第二沟槽中填充绝缘层。本申请通过在STI结构的形成过程中,在形成STI结构对应的沟槽后,通过包含四氟化碳和氧气的反应气体进行刻蚀,对沟槽中的反应副产物进行去除处理,从而解决了由于反应副产物的存在导致STI结构形貌较差的问题,在一定程度上提高了产品的可靠性和良率。

技术研发人员:李勇,管玉东,杜闫
受保护的技术使用者:华虹半导体(无锡)有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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