[发明专利]浅沟槽隔离结构的形成方法

权利要求书

1.一种浅沟槽隔离结构的形成方法，其特征在于，包括：

提供半导体衬底，在所述半导体衬底表面形成垫氧化层，在所述垫氧化层表面形成研磨阻挡层，在所述研磨阻挡层上形成用于准分子激光光刻的光刻胶层；

利用准分子激光光刻工艺对所述光刻胶层进行曝光显影，形成第一开口；

以具有第一开口的光刻胶层为掩膜，对所述研磨阻挡层和垫氧化层进行刻蚀，形成第二开口，所述第二开口贯穿所述研磨阻挡层、垫氧化层及部分深度的半导体衬底，其中，刻蚀所述垫氧化层和部分深度的半导体衬底的同时在第二开口侧壁形成聚合物，使得半导体衬底内的第二开口侧壁具有一定的倾斜度；

对所述第二开口暴露出的半导体衬底进行刻蚀，形成侧壁倾斜的沟槽；

在所述沟槽内和研磨阻挡层上形成绝缘材料，并对所述绝缘材料进行化学机械研磨，直到终止于研磨阻挡层，形成浅沟槽隔离结构。

2.如权利要求1所述的浅沟槽隔离结构的形成方法，其特征在于，刻蚀所述垫氧化层的工艺参数包括：刻蚀气体包括SF₆和CH₂F₂，其中，所述SF₆的流量范围为10sccm～30sccm，所述CH₂F₂的流量范围为30sccm～50sccm，反应腔温度的范围为60摄氏度～70摄氏度，反应腔压强的范围为5毫托～15毫托，射频功率源的功率范围为200瓦～600瓦，偏置功率源的功率范围为70瓦～200瓦。

3.如权利要求2所述的浅沟槽隔离结构的形成方法，其特征在于，通过调整所述刻蚀气体的C/F比，控制在第二开口侧壁形成的聚合物的量，控制半导体衬底内的第二开口的侧壁倾斜度，使得半导体衬底内的第二开口的侧壁倾斜度与沟槽的侧壁倾斜度一致。

4.如权利要求1所述的浅沟槽隔离结构的形成方法，其特征在于，所述研磨阻挡层的材料为氮化硅或氮氧化硅。

5.如权利要求1所述的浅沟槽隔离结构的形成方法，其特征在于，还包括：在所述研磨阻挡层和光刻胶层之间形成硬掩膜层，形成第二开口后，以所述硬掩膜层为掩膜，对所述第二开口暴露出的半导体衬底进行刻蚀，形成侧壁倾斜的沟槽，且形成绝缘材料后，利用化学机械研磨去除研磨阻挡层上的绝缘材料和硬掩膜层。

6.如权利要求5所述的浅沟槽隔离结构的形成方法，其特征在于，所述硬掩膜层的材料为氧化硅或无定形碳。

7.如权利要求1或5所述的浅沟槽隔离结构的形成方法，其特征在于，采用同一刻蚀工艺刻蚀所述硬掩膜层、研磨阻挡层和垫氧化层。

8.如权利要求1或5所述的浅沟槽隔离结构的形成方法，其特征在于，刻蚀所述硬掩膜层、刻蚀所述研磨阻挡层和刻蚀所述垫氧化层采用不同的刻蚀工艺。

9.如权利要求1所述的浅沟槽隔离结构的形成方法，其特征在于，形成第二开口时，所述半导体衬底内的第二开口的深度大于或等于100埃。

10.如权利要求1所述的浅沟槽隔离结构的形成方法，其特征在于，还包括：在所述研磨阻挡层表面形成底部抗反射层，在所述底部抗反射层表面形成用于准分子激光光刻的光刻胶层，对所述光刻胶层进行曝光显影，形成第一开口后，刻蚀去除被第一开口暴露出的底部抗反射层。