[发明专利]一种可减小侧墙坡度的氧化层制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种可减小侧墙坡度的氧化层制造 方法。

背景技术

氧化硅作为半导体制造领域使用范围最广的绝缘介质之一，其可用作场氧 化层、栅氧化层和浅沟槽隔离结构(STI)等，制造氧化硅可通过热氧化法和化 学气相沉积工艺制作，热氧化法适用于对绝缘性能要求较高的场所例如制作场 氧化层和栅氧化层。

在半导体器件的制造过程中，为了改善器件的击穿特性，有些器件还需在 硅衬底上制作较厚(大于2微米)的场氧化层(Field Oxide)进行隔离。现有 技术中用作场氧化层的氧化层的制造方法包括以下步骤：(1)通过热氧化工艺 在硅衬底上生长氧化硅；(2)喷涂六甲基二硅氮烷(HDMS)且涂覆光刻胶并进 行烘烤；(3)进行曝光工艺在光刻胶上形成场氧化层的图形；(4)使用氢氟 酸缓冲腐蚀液刻蚀形成氧化层，其中，氢氟酸缓冲腐蚀液中氟化氨溶液和氢氟 酸的配比为9∶1，该氟化氨溶液的浓度为40％，该氢氟酸的浓度为49％；(5)去 除光刻胶。

参见图1，其为通过上述氧化层的制造方法制成的场氧化层的剖视图，该剖 视图为扫描电子显微镜(SEM)图片，如图所示，通过上述方法制成的场氧化层 的侧墙与硅衬底的夹角α为33.8827度。制造场氧化层时，其侧墙的坡度是一 个重要的参数，当侧墙的坡度较大时，例如其与硅衬底的夹角达到30度时，就 会影响后续在有源区(Active Area；简称AA区)上进行的例如沉积或离子注 入工艺等工艺的进行，从而影响器件的性能。

因此，如何提供一种可减小侧墙坡度的氧化层制造方法来降低氧化层表面 的致密性，从而便于通过刻蚀工艺来减小侧墙坡度，并有效提高器件的性能， 已成为业界亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可减小侧墙坡度的氧化层制造方法，通过所述 方法可降低氧化层表面的致密性，从而便于通过提高侧墙的刻蚀速率来减小侧 墙坡度。

本发明的目的是这样实现的：一种可减小侧墙坡度的氧化层制造方法，其 包括以下步骤：a、通过热氧化工艺在硅衬底上生长氧化硅；b、涂覆光刻胶并 进行烘烤；c、进行曝光工艺在光刻胶上形成氧化层的图形；d、进行显影工艺； e、使用氢氟酸缓冲腐蚀液刻蚀形成氧化层；f、去除光刻胶；在步骤a和b间 还包括使用氢氟酸缓冲腐蚀液清洗并进行烘干的步骤。

在上述的可减小侧墙坡度的氧化层制造方法中，氢氟酸缓冲腐蚀液中氟化 氨溶液和氢氟酸的体积配比范围为7∶1至200∶1。

在上述的可减小侧墙坡度的氧化层制造方法中，氢氟酸缓冲腐蚀液中氟化 氨溶液和氢氟酸的体积配比为9∶1。

在上述的可减小侧墙坡度的氧化层制造方法中，该氟化氨溶液的浓度为 40％，该氢氟酸的浓度为49％。

在上述的可减小侧墙坡度的氧化层制造方法中，氢氟酸缓冲腐蚀液清洗的 时间范围为0.5至1分钟。

在上述的可减小侧墙坡度的氧化层制造方法中，该氧化层为场氧化层，其 厚度范围为2至3微米。

在上述的可减小侧墙坡度的氧化层制造方法中，在步骤e中，通过氢氟酸 缓冲腐蚀液刻蚀的时间为10至20分钟。

在上述的可减小侧墙坡度的氧化层制造方法中，其在完成步骤a后还通过 氩离子注入工艺对氧化硅进行掺杂。

在上述的可减小侧墙坡度的氧化层制造方法中，在步骤a中，热氧化工艺 的氧化温度为900至1000摄氏度。

在上述的可减小侧墙坡度的氧化层制造方法中，在步骤b中，在氧化硅上 涂覆光刻胶前先喷涂六甲基二硅氮烷。

与现有技术中并未使用氢氟酸缓冲腐蚀液进行清洗就直接在氧化硅上进行 光刻和湿法刻蚀相比，本发明先使用氢氟酸缓冲腐蚀液对晶圆进行清洗并烘干， 通过清洗大大降低了氧化硅表面的Si-OH键，之后再喷涂HDMS并涂覆光刻胶时， 相应降低了氧化硅与光刻胶之间的结合紧密度，从而在后续使用氢氟酸缓冲腐 蚀液刻蚀时，表面的氧化硅的刻蚀速度大大提高，进而有效减小了侧墙坡度。

附图说明

本发明的可减小侧墙坡度的氧化层制造方法由以下的实施例及附图给出。

图1为通过现有技术的氧化层制造方法制成的场氧化层的剖视图；

图2为本发明的可减小侧墙坡度的氧化层制造方法的流程图；

图3为使用本发明的可减小侧墙坡度的氧化层制造方法制成的场氧化层的 剖视图。