[19]
中华人民共和国国家知识产权局
[12]发明专利申请公布说明书
[11]公开号CN 101673662A [43]公开日2010年3月17日
[21]申请号200810222114.5[22]申请日2008.09.09
[21]申请号200810222114.5
[71]申请人中芯国际集成电路制造(北京)有限
公司
地址100176北京市经济技术开发区文昌大道18
号
[72]发明人刘明源 刘乒 [74]专利代理机构北京德琦知识产权代理有限公司代理人王一斌 王琦
[51]Int.CI.H01L 21/00 (2006.01)H01L 21/336 (2006.01)H01L 21/28 (2006.01)
H01L 21/31 (2006.01)
权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 4 页
[54]发明名称
[57]摘要
本发明公开了一种稳定栅氧化层电学厚度的方
法，其特征在于，该方法包括：在浅沟槽隔离工艺
任意步骤之前或之后，对圆片进行紫外光处理。本
发明减少了衬底中氢的浓度，稳定了后续生长栅氧
化层时的氧化率，进一步稳定了栅氧化层的电学厚
度，提高了工艺稳定性。
200810222114.5权 利 要 求 书第1/1页 1、一种稳定栅氧化层电学厚度的方法，其特征在于，该方法包括： 在浅沟槽隔离工艺中去除氮化硅的步骤与生长栅氧化层的步骤之间的任意步骤之前或之后，对圆片进行紫外光处理。
2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述紫外光的波长为300nm。
3、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述紫外光处理的时间为10分钟。
4、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述紫外光处理时的温度为室温。
5、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述浅沟槽隔离工艺在去除氮化硅的步骤之后，还包括去除垫氧化层的步骤，所述紫外光处理在所述去除氮化硅的步骤之后，所述去除垫氧化层的步骤之前执行。
6、如权利要求1所述的方法，其特征在于，在浅沟槽隔离工艺中去除垫氧化层之后，即对圆片进行紫外光处理。
7、如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述生长栅氧化层的步骤之前，对圆片进行紫外光处理。
200810222114.5说 明 书第1/5页
一种稳定栅氧化层电学厚度的方法
技术领域
本发明涉及集成电路制造技术，具体涉及一种稳定栅氧化层电学厚度的方法。
背景技术
在浅沟槽隔离(STI，Shallow Trench Insulate)工艺中，通常利用高密度等离子体(HDP，High Density Plasma)沉积技术来形成用于隔离的绝缘介质，例如二氧化硅(SiO2)。图1所示为现有技术中STI工艺处理方法流程图。参见图1，在步骤100中，利用H D P沉积方法在刻蚀形成沟槽并进行热氧化的圆片上沉积绝缘介质，例如二氧化硅，如图1中a所示；在步骤101中利用化学机械抛光(CMP，Chemical Mechanical Polishing)技术将氮化硅(S i3N4)层上面多余的二氧化硅去除，如图1中b所示；在步骤102中去除氮化硅层，如图1中c所示；然后在步骤103中去除衬底上面的垫氧化层(pad oxide)，如图1中d所示。然后，经过一系列后续工艺之后，在有源区上生长栅氧化层。
在以上所述的HDP沉积二氧化硅工艺步骤中，通常利用氢等离子体来进行同步溅射。因此，在沉积二氧化硅时，氢等离子体可能会穿透硅衬底上的氮化硅和衬层氧化物，到达有源区，并捕获在衬层氧化物与衬底的界面上，从而在后续生长栅氧化层时，衬底中的氢额外地消耗一部分氧，影响生长栅氧化层时的氧化率，因此影响所生长的栅氧化层的电学厚度(Tinv)，最终影响集成电路的电学性能。
同时，由于数据分析中发现栅氧化层的电学厚度与HDP沉积二氧化硅时的压力参数有关，如图2和图3所示，图2为现有技术中两批多个圆片的
栅氧化层电学厚度曲线图；图3为现有技术中利用H D P方法沉积多个圆片的二氧化硅层时的压力曲线图。从图2和图3可以看出，随着H D P工艺中压力参数的变化，对应圆片的栅氧化层厚度也会有类似的
变化趋势，因此可以通过控制HDP工艺中的压力参数来稳定生长栅氧化层时的氧化率，从而稳定栅氧化层的电学厚度。
但是，由于HDP工艺处理中压力较大时，会导致氢等离子体不稳定，从而使得刻蚀沟槽完成后所形成的有源区图形异常，例如有源区的拐角过圆而缩短了有源区的尺寸，如图4所示。图4为现有技术中控制H D P工艺压力参数时所形成的有源区的扫描电子显微镜剖面图。从图4可以看出，控制压力后刻蚀形成的有源区(图4中黑部分)线条异常，有源区尺寸由正常的100nm左右减小到82nm，从而使得器件的电学性能与设计值相比有较大的偏差。
因此，需要一种在不改变HDP工艺条件的情况下，稳定栅氧化层电学厚度的方法。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种稳定栅氧化层电学厚度的方法，通过减少栅氧化层中氢的含量减小了栅氧化层电学厚度的变化。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种稳定栅氧化层电学厚度的方法，包括：
在浅沟槽隔离工艺中去除氮化硅的步骤与生长栅氧化层的步骤之间的任意步骤之前或之后，对圆片进行紫外光处理。
较佳地，所述紫外光的波长为300nm。
较佳地，所述紫外光处理的时间为10分钟。
较佳地，所述紫外光处理时的温度为室温。
所述浅沟槽隔离工艺在去除氮化硅的步骤之后，还包括去除垫氧化层的步骤，较佳地，所述紫外光处理在所述去除氮化硅的步骤之后，所述去除垫氧化
层的步骤之前执行。
较佳地，在浅沟槽隔离工艺中去除垫氧化层之后，即对圆片进行紫外光处理。
较佳地，在所述生长栅氧化层的步骤之前，对圆片进行紫外光处理。 与现有技术相比，本发明所提供的技术方案，在浅沟槽隔离工艺中去除氮化硅的步骤与生长栅化层的步骤之间的任意步骤之前或之后，对圆片进行紫外光处理。由于紫外光波长短，能量高，所以可以破坏HDP沉积氧化硅时穿透到衬底表面的氢与衬底形成的硅氢键(Si-H)，并使得氢有足够的能量从衬底中逸出，从而减少了衬底中氢的浓度，
稳定了后续生长栅氧化层时的氧化率，进一步稳定了栅氧化层的电学厚度，提高了工艺稳定性。附图说明
图1为现有技术中STI工艺处理过程示意图；
图2为现有技术中多个圆片的栅氧化层电学厚度曲线图； 图3为现有技术中利用H D P方法沉积多个圆片的二氧化硅层时的压力曲线图；
图4为现有技术中控制H D P工艺压力参数时所形成的有源区的扫描电子显微镜剖面图；
图5为本发明较佳实施例中稳定栅氧化层电学厚度的过程示意图； 图6a和6b为对圆片进行处理之后测得的傅立叶红外光谱图。 具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明进行详细说明。
本发明提供的稳定栅氧化层电学厚度的方法，该方法在浅沟槽隔离工艺中去除氮化硅的步骤与生长栅氧化层的步骤之间的任意步骤之前或之后，对圆片进行紫外光处理。
图5为本发明较佳实施例中稳定栅氧化层电学厚度的过程示意图。如图
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