專利名稱：改善應(yīng)力的淺槽隔離制造方法以及半導(dǎo)體器件制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，更具體地說，本發(fā)明涉及一種改善應(yīng)力的淺槽隔離制造方法以及采用了該改善應(yīng)力的淺槽隔離制造方法的半導(dǎo)體器件制造方法。
背景技術(shù)：
隨著器件向深亞微米發(fā)展，由于傳統(tǒng)的區(qū)域氧化法(local oxidation of silicon, LOCOS)結(jié)構(gòu)存在應(yīng)力和鳥嘴問題，并存在場(chǎng)氧減薄效應(yīng)，于是出現(xiàn)了 STI (shallow trench isolation淺溝槽隔離)隔離技術(shù)，在0. 25 μ m及以下技術(shù)節(jié)點(diǎn)中，STI隔離技術(shù)被廣泛采用。淺溝槽隔離技術(shù)的基本流程包括先淀積氮化硅，然后在隔離區(qū)腐蝕出一定深度的溝槽，再進(jìn)行側(cè)墻氧化，用化學(xué)氣相沉積(Chemical Vapor Deposition, CVD)在溝槽中淀積二氧化硅，最后通過化學(xué)機(jī)械研磨(Chemical Mechanical Polishing，CMP)進(jìn)行平坦化， 形成溝槽隔離區(qū)和有源區(qū)。但是，在現(xiàn)有的淺槽隔離制造方法中，會(huì)在有源區(qū)邊緣產(chǎn)生應(yīng)力，從而增大漏電流。因此，希望提供一種能夠減小傳統(tǒng)工藝中有源區(qū)邊緣的應(yīng)力，降低漏電流，提高器件性能的改善應(yīng)力的淺槽隔離制造方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在上述缺陷，提供一種能夠減小傳統(tǒng)工藝中有源區(qū)邊緣的應(yīng)力，降低漏電流，提高器件性能的改善應(yīng)力的淺槽隔離制造方法、以及采用了該改善應(yīng)力的淺槽隔離制造方法的半導(dǎo)體器件制造方法。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種改善應(yīng)力的淺槽隔離制造方法，該方法包括 第一生長(zhǎng)步驟，用于在硅片上依次生長(zhǎng)墊襯氧化層以及氮化硅硬掩膜層；第二生長(zhǎng)步驟，用于在所述氮化硅硬掩膜層上形成光刻膠；有源區(qū)光刻步驟，用于形成光刻膠的圖案，所述圖案與所要形成的淺溝槽相對(duì)應(yīng)；氮化硅硬掩膜層蝕刻步驟，用于對(duì)所述氮化硅硬掩膜層進(jìn)行刻蝕，所述刻蝕停在墊襯氧化層上；光刻膠去除步驟，用于去除所述光刻膠；原位水汽生成氧化步驟，用于在去除了所述光刻膠的結(jié)構(gòu)上形成氧化層；以及淺溝槽蝕刻步驟，用于利用所述氧化層和所述氮化硅硬掩膜層完成淺溝槽的蝕刻，直到實(shí)現(xiàn)所期望的淺溝槽深度。優(yōu)選地，在所述原位水汽生成氧化步驟中，在氮化硅硬掩膜層表面、氮化硅硬掩膜層側(cè)壁、墊襯氧化層側(cè)壁以及暴露的硅片表面上均形成了氧化層。優(yōu)選地，在所述淺溝槽蝕刻步驟中，對(duì)所述氧化層進(jìn)行了蝕刻。優(yōu)選地，在所述淺溝槽蝕刻步驟中，在淺溝槽的上方殘留有氧化層。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種采用了根據(jù)本發(fā)明的第一方面的改善應(yīng)力的淺槽隔離制造方法的半導(dǎo)體器件制造方法，所述半導(dǎo)體器件中布置有淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明，由于在原位水汽生成氧化步驟中產(chǎn)生了氧化層來促進(jìn)有緣區(qū)邊緣的應(yīng)力會(huì)得到充分釋放，從而有利地減小傳統(tǒng)工藝中有源區(qū)邊緣的應(yīng)力，降低漏電流，提高器件性能。


結(jié)合附圖，并通過參考下面的詳細(xì)描述，將會(huì)更容易地對(duì)本發(fā)明有更完整的理解并且更容易地理解其伴隨的優(yōu)點(diǎn)和特征，其中圖1示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的改善應(yīng)力的淺槽隔離制造方法的第一生長(zhǎng)步驟。圖2示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的改善應(yīng)力的淺槽隔離制造方法的第二生長(zhǎng)步驟。圖3示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的改善應(yīng)力的淺槽隔離制造方法的有源區(qū)光刻步驟。圖4示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的改善應(yīng)力的淺槽隔離制造方法的氮化硅硬掩膜層蝕刻步驟。圖5示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的改善應(yīng)力的淺槽隔離制造方法的光刻膠去除步驟。圖6示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的改善應(yīng)力的淺槽隔離制造方法的原位水汽生成氧化步驟。圖7示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的改善應(yīng)力的淺槽隔離制造方法的淺溝槽蝕刻步驟。需要說明的是，附圖用于說明本發(fā)明，而非限制本發(fā)明。注意，表示結(jié)構(gòu)的附圖可能并非按比例繪制。并且，附圖中，相同或者類似的元件標(biāo)有相同或者類似的標(biāo)號(hào)。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的內(nèi)容更加清楚和易懂，下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)描述?，F(xiàn)在將參考圖1至圖6來詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的改善應(yīng)力的淺槽隔離制造方法。如圖1至圖7所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的改善應(yīng)力的淺槽隔離制造方法包括第一生長(zhǎng)步驟，用于在硅片1上依次生長(zhǎng)墊襯氧化層(pad oxide) 2以及氮化硅硬掩膜層3，所得到的結(jié)構(gòu)如圖1所示。即，首先在硅片1生長(zhǎng)墊襯氧化層2，隨后在生長(zhǎng)墊襯氧化層2上生長(zhǎng)氮化硅硬掩膜層3。隨后執(zhí)行第二生長(zhǎng)步驟，用于在氮化硅硬掩膜層3上形成光刻膠4，所得到的結(jié)構(gòu)如圖2所示。此后執(zhí)行有源區(qū)光刻步驟，用于形成光刻膠4的圖案，該圖案與所要形成的淺溝槽相對(duì)應(yīng)，所得到的結(jié)構(gòu)如圖3所示。此后進(jìn)行氮化硅硬掩膜層蝕刻步驟，用于對(duì)氮化硅硬掩膜層3進(jìn)行刻蝕，所述刻蝕停在墊襯氧化層2上，即，該刻蝕同樣對(duì)氮化硅硬掩膜層3下的墊襯氧化層2進(jìn)行刻蝕， 所得到的結(jié)構(gòu)如圖4所示。
隨后，執(zhí)行光刻膠去除步驟，其中去除了光刻膠4，所得到的結(jié)構(gòu)如圖5所示。
然后，執(zhí)行原位水汽生成(in-situ steam generation，ISSG)氧化步驟，用于在去除了光刻膠4的結(jié)構(gòu)上形成氧化層5，所得到的結(jié)構(gòu)如圖6所示。在圖6所示的實(shí)施例中， 可以看出，在氮化硅硬掩膜層3表面、氮化硅硬掩膜層3側(cè)壁、墊襯氧化層2側(cè)壁以及暴露的硅片1表面上均形成了氧化層5。
其中，因?yàn)樵凰裳趸哂懈黜?xiàng)同性的特點(diǎn)，所以各表面部分會(huì)生長(zhǎng)出同樣厚度的氧化層5，在此過程中，圖6中圓圈所標(biāo)出的拐角處的有緣區(qū)邊緣的應(yīng)力會(huì)得到充分釋放。
需要說明的是，關(guān)于原位水汽生成工藝的具體工藝步驟可以通過現(xiàn)有的任意合適的原位水汽生成工藝來實(shí)現(xiàn)，因此在此不再贅述。
最后，執(zhí)行淺溝槽蝕刻步驟，用于利用氧化層5和氮化硅硬掩膜層3完成淺溝槽6 的蝕刻，直到實(shí)現(xiàn)所期望的淺溝槽深度，所得到的結(jié)構(gòu)如圖7所示。
可以看出，淺溝槽蝕刻步驟對(duì)氧化層5進(jìn)行了蝕刻，從而基本上取出了所有的氧化層5。
但是，如圖7所示，在一些具體實(shí)施例中，在淺溝槽的上方可能殘留有氧化層5，如圖7的三角形區(qū)域所示。
根據(jù)上述改善應(yīng)力的淺槽隔離制造方法，由于在原位水汽生成氧化步驟中產(chǎn)生了氧化層來促進(jìn)有緣區(qū)邊緣的應(yīng)力會(huì)得到充分釋放，從而有利地減小傳統(tǒng)工藝中有源區(qū)邊緣的應(yīng)力，降低漏電流，提高器件性能。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，本發(fā)明還提供了一種采用了上述改善應(yīng)力的淺槽隔離制造方法的半導(dǎo)體器件制造方法。
可以理解的是，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例披露如上，然而上述實(shí)施例并非用以限定本發(fā)明。對(duì)于任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下， 都可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作出許多可能的變動(dòng)和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種改善應(yīng)力的淺槽隔離制造方法，其特征在于包括第一生長(zhǎng)步驟，用于在硅片上依次生長(zhǎng)墊襯氧化層以及氮化硅硬掩膜層；第二生長(zhǎng)步驟，用于在所述氮化硅硬掩膜層上形成光刻膠；有源區(qū)光刻步驟，用于形成光刻膠的圖案，所述圖案與所要形成的淺溝槽相對(duì)應(yīng)；氮化硅硬掩膜層蝕刻步驟，用于對(duì)所述氮化硅硬掩膜層進(jìn)行刻蝕，所述刻蝕停在墊襯氧化層上；光刻膠去除步驟，用于去除所述光刻膠；原位水汽生成氧化步驟，用于在去除了所述光刻膠的結(jié)構(gòu)上形成氧化層；以及淺溝槽蝕刻步驟，用于利用所述氧化層和所述氮化硅硬掩膜層完成淺溝槽的蝕刻，直到實(shí)現(xiàn)所期望的淺溝槽深度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善應(yīng)力的淺槽隔離制造方法，其特在在于，在所述原位水汽生成氧化步驟中，在氮化硅硬掩膜層表面、氮化硅硬掩膜層側(cè)壁、墊襯氧化層側(cè)壁以及暴露的硅片表面上均形成了氧化層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的改善應(yīng)力的淺槽隔離制造方法，其特在在于，在所述淺溝槽蝕刻步驟中，對(duì)所述氧化層進(jìn)行了蝕刻。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的改善應(yīng)力的淺槽隔離制造方法，其特在在于，在所述淺溝槽蝕刻步驟中，在淺溝槽的上方殘留有氧化層。
5.一種半導(dǎo)體器件制造方法，所述半導(dǎo)體器件中形成有淺槽隔離制結(jié)構(gòu)，其特征在于根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的改善應(yīng)力的淺槽隔離制造方法。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種改善應(yīng)力的淺槽隔離制造方法以及半導(dǎo)體器件制造方法。根據(jù)本發(fā)明的改善應(yīng)力的淺槽隔離制造方法包括第一生長(zhǎng)步驟，用于在硅片上依次生長(zhǎng)墊襯氧化層以及氮化硅硬掩膜層；第二生長(zhǎng)步驟，用于在所述氮化硅硬掩膜層上形成光刻膠；有源區(qū)光刻步驟，用于形成光刻膠的圖案，所述圖案與所要形成的淺溝槽相對(duì)應(yīng)；氮化硅硬掩膜層蝕刻步驟，用于對(duì)所述氮化硅硬掩膜層進(jìn)行刻蝕，所述刻蝕停在墊襯氧化層上；光刻膠去除步驟，用于去除所述光刻膠；原位水汽生成氧化步驟，用于在去除了所述光刻膠的結(jié)構(gòu)上形成氧化層；以及淺溝槽蝕刻步驟，用于利用所述氧化層和所述氮化硅硬掩膜層完成淺溝槽的蝕刻，直到實(shí)現(xiàn)所期望的淺溝槽深度。
文檔編號(hào)H01L21/762GK102569166SQ20121006197
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2012年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月9日
發(fā)明者張 雄 申請(qǐng)人:上海宏力半導(dǎo)體制造有限公司