HARP膜的形成方法与流程

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HARP膜的形成方法与流程

2023-08-14 22:30| 来源: 网络整理| 查看: 265

HARP膜的形成方法与流程harp膜的形成方法技术领域1.本发明涉及一种半导体集成电路的制造方法,特别是涉及一种高深宽比工艺(high aspect ratio process,harp)膜的形成方法。

背景技术:

2.harp工艺采用臭氧和teos的热化学反应形成氧化膜即harp膜,沉积过程中没有采用等离子体。harp工艺能实现对小尺寸的沟槽填充,通常应用小尺寸的浅沟槽的填充以形成浅沟槽隔离(sti),也会用于形成层间膜。3.以浅沟槽填充为例,如图1所示,是现有harp膜的形成方法形成的harp膜的结构示意图;现有harp膜的形成方法包括如下步骤:4.在半导体衬底101上形成有氧化层102a和氮化层102b叠加而成的硬质掩膜层。5.之后,光刻打开浅沟槽的形成区域,然后依次对硬质掩膜层和半导体衬底101进行刻蚀形成浅沟槽。6.之后,采用harp工艺沉积harp膜103,harp膜103会将浅沟槽完全填充并延伸到浅沟槽外部。7.由于沉积的harp膜103的质量较差,在沉积完成后还需要对harp膜103进行退火处理。退火处理能提高harp膜103的致密性,改善浅沟槽隔离中的缝隙缺陷并从而改善沟槽填充能力。8.随着工艺节点的缩小,如工艺节点为缩小到28nm时,退火后的harp膜103容易产生球形缺陷。如图2a所示,是现有harp膜的形成方法harp膜沉积后缺陷扫描图;可以看出,harp膜沉积并不会产生球形缺陷,用于缺陷测试的半导体衬底单独用标记101a标出;如图2b所示,是现有harp膜的形成方法harp膜退火处理后缺陷扫描图,可以看出,退火处理后会产生球形缺陷104;如图2c所示,是图2b中的缺陷照片,可以看出缺陷为球形缺陷104。对球形缺陷104进行edx能谱分析可以得到,球形缺陷104中的元素包括:si,o,al。

技术实现要素:

9.本发明所要解决的技术问题是提供一种harp膜的形成方法,能防止在harp膜退火处理中形成球形缺陷,从而能提高产品良率。10.为解决上述技术问题,本发明提供的harp膜的形成方法包括如下步骤:11.步骤一、采用harp工艺沉积harp膜。12.步骤二、对所述harp膜进行表面预处理以减少所述harp膜表面吸附的电荷且要求使所述harp膜表面吸附的电荷减少到在后续的退火处理中不会在所述harp膜表面形成球形缺陷。13.步骤三、对所述harp膜进行退火处理。14.进一步的改机是,步骤一中,所述harp膜形成于半导体衬底表面上。15.进一步的改机是,所述半导体衬底包括硅衬底。16.进一步的改机是,在所述半导体衬底上形成有凹槽,所述harp膜将所述凹槽完全填充并延伸到所述凹槽外的所述半导体衬底表面上。17.进一步的改机是,步骤三之后,还包括:进行化学机械研磨工艺对所述harp膜进行平坦化,所述化学机械研磨工艺完成后将所述凹槽外的所述harp膜去除。18.进一步的改机是,在形成所述harp膜之前还包括在所述凹槽的内侧表面形成内衬氧化层的步骤。19.进一步的改机是,所述凹槽包括浅沟槽,填充于所述浅沟槽中的所述harp膜组成浅沟槽隔离。20.进一步的改机是,步骤二中,所述表面预处理采用臭氧加紫外线处理。21.进一步的改机是,步骤三中所述退火处理包括:22.进行蒸气退火;23.进行干式退火。24.进一步的改机是,所述浅沟槽采用刻蚀工艺形成,刻蚀之前还包括在所述半导体衬底表面形成硬质掩膜层的步骤,刻蚀时,先刻蚀所述硬质掩膜层,再刻蚀所述半导体衬底形成所述浅沟槽。25.本发明通过在harp膜沉积后以及退火处理前对harp膜进行减少表面电荷的预处理,这样能防止在harp膜退火处理中形成球形缺陷,从而能提高产品良率。附图说明26.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明:27.图1是现有harp膜的形成方法形成的harp膜的结构示意图;28.图2a是现有harp膜的形成方法harp膜沉积后缺陷扫描图;29.图2b是现有harp膜的形成方法harp膜退火处理后缺陷扫描图;30.图2c是图2b中的缺陷照片;31.图3是本发明实施例harp膜的形成方法的流程图;32.图4a‑图4c是本发明实施例harp膜的形成方法各步骤中的器件结构示意图;33.图5a是本发明实施例步骤一完成后以及步骤二进行之前harp膜的表面接触电势差的测试图;34.图5b是本发明实施例步骤二完成后以及步骤三进行之前harp膜的表面接触电势差的测试图;35.图6是本发明实施例harp膜的形成方法harp膜退火处理后缺陷扫描图。具体实施方式36.如图3所示,是本发明实施例harp膜203的形成方法的流程图;如图4a至图4c所示,是本发明实施例harp膜203的形成方法各步骤中的器件结构示意图;本发明实施例harp膜203的形成方法包括如下步骤:37.步骤一、如图4a所示,采用harp工艺沉积harp膜203。38.本发明实施例中,所述harp膜203形成于半导体衬底201表面上。39.所述半导体衬底201包括硅衬底。40.在所述半导体衬底201上形成有凹槽,所述harp膜203将所述凹槽完全填充并延伸到所述凹槽外的所述半导体衬底201表面上。41.在形成所述harp膜203之前还包括在所述凹槽的内侧表面形成内衬氧化层的步骤。42.所述凹槽为浅沟槽。在其他实施例中,所述凹槽也能为用于填充层间膜的间隔区。43.由填充于所述浅沟槽中的所述harp膜203组成浅沟槽隔离。所述浅沟槽采用刻蚀工艺形成,刻蚀之前还包括在所述半导体衬底201表面形成硬质掩膜层的步骤,刻蚀时,先刻蚀所述硬质掩膜层,再刻蚀所述半导体衬底201形成所述浅沟槽。所述硬质掩膜层包括叠加的氧化层202a和氮化层202b。44.步骤二、如图4b所示,对所述harp膜203进行表面预处理204以减少所述harp膜203表面吸附的电荷且要求使所述harp膜203表面吸附的电荷减少到在后续的退火处理205中不会在所述harp膜203表面形成球形缺陷。45.本发明实施例中,所述表面预处理204采用臭氧加紫外线处理。46.如图5a所示,是本发明实施例步骤一完成后以及步骤二进行之前harp膜的表面接触电势差的测试图,测试用的所述半导体衬底单独用标记201a标出,可以得到表面接触电势差的平均值约为0.561,标准偏差约为0.026。47.如图5b所示,是本发明实施例步骤二完成后以及步骤三进行之前harp膜的表面接触电势差的测试图;可以得到表面接触电势差的平均值约为0.605,标准偏差约为0.003。可以看出,经过所述表面预处理204之后,表面接触电势差的分布均匀性变好,这是因为所述表面预处理204能减少电荷吸附的缘故。48.步骤三、如图4c所示,对所述harp膜203进行退火处理205。49.所述退火处理205包括:50.进行蒸气退火;51.进行干式退火。52.如图6所示,是本发明实施例harp膜的形成方法harp膜退火处理后缺陷扫描图,可以看出,在所述harp膜203没有形成球形缺陷。53.之后,还包括:进行化学机械研磨工艺对所述harp膜203进行平坦化,所述化学机械研磨工艺完成后将所述凹槽外的所述harp膜203去除。54.本发明实施例通过在harp膜203沉积后以及退火处理205前对harp膜203进行减少表面电荷的预处理,这样能防止在harp膜203退火处理205中形成球形缺陷,从而能提高产品良率。55.以上通过具体实施例对本发明进行了详细的说明,但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下,本领域的技术人员还可做出许多变形和改进,这些也应视为本发明的保护范围。



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