br>[0041]I)采用低壓化學(xué)氣相沉積(LPCVD)法、等離子體增強化學(xué)氣相沉積(PECVD)法或常壓化學(xué)氣相淀積(APCVD)法等，在硅基板上沉積一層厚度為10?200納米的氧化膜31(即氧化硅)；
[0042]該氧化膜31作為后續(xù)機械化學(xué)機械研磨的阻擋層。
[0043]2)采用等離子體增強化學(xué)氣相沉積(PECVD)法或常壓化學(xué)氣相淀積(APCVD)法等，在氧化膜31表面上，沉積一層厚度為0.8?3微米的犧牲層32 (如圖5所示)，其中，犧牲層32的材質(zhì)為氮化膜或氮氧化膜；
[0044]為了使停止層的厚度不受影響，特引入這一層犧牲層32，其作用就是為了控制在外延生工藝中，控制外延層的高度不高于犧牲層32的表面，從而防止因P型和η型半導(dǎo)體柱pitch減小時,高出停止層表面的過生長的外延層容易連接起來而對后續(xù)化學(xué)機械研磨工藝產(chǎn)生負載效應(yīng)。犧牲層32在后續(xù)的步驟中將被去除，采用具有和氧化膜不同刻蝕選擇比的濕法藥液，可以防止下層的停止層厚度不受影響。
[0045]3 )深溝槽5的光刻和刻蝕
[0046]即在犧牲層32上淀積光刻膠4，顯影(如圖6所示)，刻蝕犧牲層32、氧化膜31和硅基板，形成深溝槽5，并去除光刻膠4 (如圖7所示)；
[0047]其中，深溝槽5的深度為10?100 μ m,寬度為I?10 μ m。
[0048]4)采用濕法刻蝕，對犧牲層32進行橫向刻蝕(如圖8所示)；
[0049]其中，橫向刻蝕量(垂直于深溝槽方向的刻蝕量)為:根據(jù)深溝槽之間有源區(qū)的特征尺寸而定，刻蝕量為特征尺寸的1/4?1/3。
[0050]5)深溝槽5內(nèi)進行選擇性外延層6生長(如圖9所示)；
[0051]其中，選擇性外延層6生長的工藝條件為:采用硅源氣體、鹵化物氣體、氫氣和摻雜氣體的混合氣體，在800?1300°C、壓力0.01?760托的條件下，進行硅外延生長；
[0052]其中，硅源氣體為:SiH4、SiH3Cl、SiH2Cl2、SiHCl3中的至少一種，鹵化氫氣體為HCl或HF ;摻雜氣體包括:磷燒、硼燒或砷燒；
[0053]硅源氣體與鹵化氫氣體的體積比為5:1?1:5 ;
[0054]氫氣流量為10?40L/min，鹵化氫氣體流量0.05?5L/min，摻雜氣體流量為5?10OOmT ,/mi η η
[0055]選擇性外延層6的生長量為:選擇性外延層6 (過生長的外延層)高度低于或平齊于犧牲層32或氧化膜31。
[0056]6)濕法刻蝕去除犧牲層32 (如圖10所示)；
[0057]其中，濕法刻蝕的條件為:采用100?200°C的磷酸溶液，該磷酸溶液中的H3PO4:H2O的質(zhì)量比為4:1?5:1。
[0058]7)以氧化膜31作為停止層，進行化學(xué)機械研磨(如圖11所示)。其中，化學(xué)機械研磨中的研磨液是具有高選擇比(硅對氧化物)的研磨液，該研磨液優(yōu)選為:對硅和氧化膜的研磨選擇比為5:1?100:1的研磨液?；瘜W(xué)機械研磨的終點是將氧化膜31停止層表面的選擇性外延層6全部去除。
[0059]按照上述操作,本發(fā)明能解決當(dāng)P型和η型半導(dǎo)體柱pitch減小時,高出停止層表面的過生長的外延層容易連接起來而對后續(xù)化學(xué)機械研磨工藝產(chǎn)生負載效應(yīng)，從而避免負載效應(yīng)產(chǎn)生的殘留。
【主權(quán)項】
1.一種改善深溝槽化學(xué)機械研磨均一性的方法，其特征在于，包括步驟: 1)在娃基板上沉積一層氧化膜； 2)在氧化膜表面上，沉積一層犧牲層，其中，犧牲層的材質(zhì)為氮化膜或氮氧化膜； 3)在犧牲層上淀積光刻膠，顯影，刻蝕犧牲層、氧化膜和硅基板，形成深溝槽； 4)采用濕法刻蝕，對犧牲層進行橫向刻蝕； 5)深溝槽內(nèi)進行選擇性外延層生長； 6)濕法刻蝕去除犧牲層； 7)以氧化膜作為停止層，進行化學(xué)機械研磨。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述步驟I)中，沉積的方法包括:低壓化學(xué)氣相沉積法、等離子體增強化學(xué)氣相沉積法或常壓化學(xué)氣相淀積法； 氧化膜的材質(zhì)包括:氧化硅； 氧化膜的厚度為10?200納米。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述步驟2)中，沉積的方法包括:等離子體增強化學(xué)氣相沉積法或常壓化學(xué)氣相淀積法； 犧牲層的厚度為0.8?3微米。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述步驟3)中，深溝槽的深度為10?100 μ m,寬度為I?10 μ m。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述步驟4)中，橫向刻蝕的刻蝕量為:根據(jù)深溝槽之間有源區(qū)的特征尺寸而定，刻蝕量為特征尺寸的1/4?1/3。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述步驟5)中，選擇性外延層生長的工藝條件為: 采用硅源氣體、鹵化物氣體、氫氣和摻雜氣體的混合氣體，在8 O O?13 O (TC、壓力0.01?760托的條件下，進行硅外延生長； 其中，硅源氣體為:SiH4、SiH3Cl, SiH2Cl2, SiHCl3中的至少一種，鹵化氫氣體為HCl或HF ;摻雜氣體包括:磷燒、硼燒或砷燒； 娃源氣體與齒化氫氣體的體積比為5:1?1:5 ; 氫氣流量為10?40L/min，鹵化氫氣體流量0.05?5L/min，摻雜氣體流量為5?10OOmT ,/mi η ； 選擇性外延層的生長量為:選擇性外延層高度低于或平齊于犧牲層或氧化膜。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述步驟6)中，濕法刻蝕的條件為:采用100?200°C的磷酸溶液，其中，磷酸溶液中的H3PO4 =H2O的質(zhì)量比為4:1?5:1。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述步驟7)中，化學(xué)機械研磨中的研磨液為:對硅和氧化膜的研磨選擇比為5:1?100:1的研磨液； 化學(xué)機械研磨的終點是將氧化膜停止層表面的選擇性外延層全部去除。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種改善深溝槽化學(xué)機械研磨均一性的方法，包括：1）在硅基板上沉積一層氧化膜；2）在氧化膜表面上，沉積一層犧牲層，其中，犧牲層的材質(zhì)為氮化膜或氮氧化膜；3）深溝槽的光刻和刻蝕；4）采用濕法刻蝕，對犧牲層進行橫向刻蝕；5）深溝槽內(nèi)進行選擇性外延層生長；6）濕法刻蝕去除犧牲層；7）以氧化膜作為停止層，進行化學(xué)機械研磨。本發(fā)明能解決當(dāng)p型和n型半導(dǎo)體柱pitch減小時，高出停止層表面的過生長的外延層容易連接起來而對后續(xù)化學(xué)機械研磨工藝產(chǎn)生負載效應(yīng)，從而避免負載效應(yīng)產(chǎn)生的殘留。
【IPC分類】H01L21-306, H01L21-304
【公開號】CN104576352
【申請?zhí)枴緾N201310484884
【發(fā)明人】程曉華, 錢志剛
【申請人】上海華虹宏力半導(dǎo)體制造有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2013年10月16日