[发明专利]浅沟槽形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种浅沟槽形成方法。

背景技术

传统工艺中，形成浅沟槽的步骤包括：如图1所示，在半导体基底10 上形成钝化层20及图形化的抗蚀剂层30；如图2所示，以所述图形化的抗 蚀剂层30为掩膜，刻蚀所述钝化层20(形成刻蚀后的所述钝化层22)； 如图3所示，以刻蚀后的所述钝化层22为硬掩膜，刻蚀部分所述半导体基 底10，形成所述浅沟槽40。继而，以所述钝化层为停止层，填充并平整 化所述浅沟槽；去除所述钝化层，形成浅沟槽隔离区。所述半导体基底 为已定义器件有源区并需完成浅沟槽隔离的半导体衬底。

所述浅沟槽的形成工艺已成为一项较为成熟的技术，业内对此已进行 了相当广泛的研究，如包含公开号为“CN1531056A”的中国专利申请、 公告号为“CN1242466C”的中国专利、公开号为“US5914280”的美国专 利以及申请号为“US 20070080136”的现有技术中公开的浅沟槽隔离技 术。

随着器件的临界尺寸降至65纳米，通常，执行所述刻蚀操作的刻蚀气 体中包含溴基气体(如HBr)和氟基硫化气体(如SF₆)，其中，引入所述 氟基硫化气体，利于减少经历所述刻蚀操作后形成的所述浅沟槽的侧壁 损伤。

但是，在引入所述氟基硫化气体时，如图4所示，业内通常采用的方 式为：以远小于溴基气体流量的固定流量引入，如所述溴基气体流量为 350sccm时，所述氟基硫化气体的流量可为6sccm。

然而，实际生产发现，如图5所示，形成所述浅沟槽40后，在其侧壁 上存在折点42，即，所述浅沟槽40的侧壁上部和侧壁下部具有不同的倾 斜角度，实践中，制得的所述浅沟槽侧壁上部的倾斜角度为88.3度(对 另一组数据甚至为89.9度)时，所述浅沟槽侧壁下部的倾斜角度仅为79.8 度(对另一组数据甚至为79.1度)，所述浅沟槽侧壁上部和侧壁下部之 间过大的倾斜角度差值，易对包含所述浅沟槽的器件的电学性能及可靠 性产生潜在的影响。因此，如何弱化甚至消除上述折点，减小所述倾斜 角度差值成为本领域技术人员着手解决的主要问题。

发明内容

本发明提供了一种浅沟槽形成方法，可弱化甚至消除上述折点，减 小所述倾斜角度差值。

本发明提供的一种浅沟槽形成方法，包括，

在半导体基底上形成钝化层及图形化的抗蚀剂层；

以所述图形化的抗蚀剂层为掩膜，刻蚀所述钝化层；

以刻蚀后的所述钝化层为硬掩膜，采用包含氟基硫化气体的刻蚀气 体刻蚀部分深度的所述半导体基底，形成所述浅沟槽；至少在所述刻蚀 过程的后段，所述氟基硫化气体的流量是逐渐减小的。

可选地，所述氟基硫化气体为SF₆；可选地，执行所述刻蚀操作时， 所述半导体基底为(100)晶面；可选地，在所述刻蚀过程的后段刻蚀 的所述半导体基底的深度至少为所述浅沟槽深度的1/2。

本发明提供的一种浅沟槽形成方法，包括，

在半导体基底上形成钝化层及图形化的抗蚀剂层；

以所述图形化的抗蚀剂层为掩膜，刻蚀所述钝化层；

以刻蚀后的所述钝化层为硬掩膜，采用包含氟基硫化气体的刻蚀气 体刻蚀部分深度的所述半导体基底；

执行所述刻蚀操作的步骤包括：

以第一流量的所述氟基硫化气体刻蚀第一深度；

在所述第一流量逐渐减至第二流量的过程中，刻蚀第二深度；

以第二流量的所述氟基硫化气体刻蚀第三深度，形成所述浅沟槽。

可选地，所述氟基硫化气体为SF₆；可选地，执行所述刻蚀操作时， 所述半导体基底为(100)晶面；可选地，所述第二流量小于所述第一流 量的1/2；可选地，所述第二流量为所述第一流量的1/3-1/2。

与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点：