[发明专利]利用化学干蚀刻形成圆弧化边角的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制程中的蚀刻方法，特别是有关于一种于浅渠沟隔离(Shallow Trench Isolation，STI)制程中，利用化学干蚀刻法将氮化硅层后推，形成圆化边角的方法。

背景技术

在半导体制造的先进的积体电路制程中，可以在有限面积的硅表面上挤进多达数十万的MOS电晶体，为了使电晶体与电晶体之间的操作不会互相干扰，必需将每个积体电路上的电晶体，与其它的电晶体相隔离，避免产生短路。场氧化层(Field oxide)的目的是在隔绝组件中的主动区域(active regions)，目前最常用的场氧化层的形成方法是搭配着氮化硅LOCOS(local oxidation of Si)来制作的，因为它非常简单，所以在0.25μm制程之前，LOCOS是被普遍使用的绝缘隔离制程，但由于LOCOS制程有鸟嘴效应及场氧化层细化(field oxide thinning)的问题存在，在0.25μm以下的组件，无法再使用LOCOS做为组件绝缘，取而代的以浅渠沟隔离(STI)成为标准的绝缘隔离制程，相较于LOCOS绝缘隔离制程，STI绝缘隔离制程有较好的防死拴(LatCh-uP)能力，有较小的通道宽度，并且消除传统LOCOS绝缘隔离制程中常有的鸟嘴效应，并具有较佳的平坦化能力，在先进的半导体制程中取代LOCOS绝缘隔离制程，成为绝缘隔离制程主流，解决LOCOS的鸟嘴效应所产生的场氧化层细化等问题。

一般而言，STI的绝缘隔离结构，是在底材硅表面先形成一层垫氧化层，在于其上沉积一层氮化硅层，在此氮化硅层形成一图案化光阻层，以定义出所要蚀刻的区域，并利用蚀刻技术形成一浅渠沟(trench)结构。为了避免因浅渠沟结构边角有接近直角的外形，导致增加后续制程的困难度，因此在浅渠沟结构的硅边角通常会再形成一圆弧外形(Profile)，传统常利用如湿蚀刻或氧化等方法将氮化硅层后推，以露出硅表面的部分边缘，再形成圆弧边角，其主要缺点是：

所利用的制程较费时且复杂；再者，现有的STI制程中，沉积一层高密度电浆氧化层(HDP oxide)于浅渠沟中，再经化学机械研磨后所形成的STI结构，由于经过氮化硅层移除等多次的湿式化学洗净，造成STI表面边角处形成凹陷圆曲(wrap rounding)现象，产生一凹陷圆曲现象导致氧化层无法覆盖住STI边角，使得在进行下一次的热氧化时，此凹陷圆曲的现象会造成热氧化成长不均匀，进而在STI边缘产生寄生组件的特性，如次临限电流颈结效应(double hump)、高电场及预先崩溃(Pre-breakdown)等电生异常的情形，使半导体组件无法有效的发挥其电气特性。

因此，本发明人针对上述的缺点，创造出一种以化学干蚀刻法来制作STI圆弧边角的方法。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种利用化学干蚀刻形成圆弧化边角的方法，利用化学干蚀刻方法，蚀刻氮化硅层，使其向后推露出硅顶边角，再对该边角进行蚀刻步骤，将浅渠沟的顶边角圆弧化，达到利后续制程的进行的目的。

本发明的第二目的是系提供一种利用化学干蚀刻形成圆弧化边角的方法，使其在后续浅渠沟隔离完成后，可避免在浅渠沟边角产生凹陷圆曲(wraProunding)的现象，达到避免产生寄生组件的电性异常的现象的目的。

本发明的第三目的是提供一种利用化学干蚀刻形成圆弧化边角的方法，达到在浅渠沟隔离制程中可快速形成圆弧化边角，具有制程时间最简短的目的。

本发明的底四目的是提供一种利用化学干蚀刻形成圆弧化边角的方法，以化学干蚀刻技术将氮化硅层后推，相较于其它同次以化学干蚀刻将氮化硅层后推的方法而言，本发明具有较佳的侧向蚀刻的效率。

本发明的目的是这样实现的：一种利用化学干蚀刻形成圆弧化边角的方法，其特征是：它包括下列步骤：

(1)在一底材上沉积一氮化硅层；

(2)在该氮化硅层表面形成一图案化光阻；

(3)以该图案化光阻为罩幕，进行蚀刻，形成浅渠沟结构；

(4)利用氮化硅对底材的选择比高的化学干蚀刻法，将该氮化硅层向后推，以露出该浅渠沟表面的边角；

(5)利用底材对氮化硅的选择比高的化学干蚀刻法，将该边角圆弧化，以得到圆弧边角。