专利名称：一种用于超级结的沟槽制造方法
技术领域：
本发明属于半导体集成电路制造工艺，尤其是一种用于超级结的沟槽制造方法。
背景技术：
目前,在Super Junction (超级结)制造工艺中，因为光刻在形成trench (沟槽) 时如果光刻去边的话会引起刻蚀后silicon grass (娃尖刺)，从而会影响yield (良率)， 而不去边会有很多的particles (微粒或颗粒)带到酸槽造成污染，造成无法量产的局面。如图2所示，目前现有的超级结的沟槽制造工艺的具体工艺流程为A在硅基板I上淀积ONO层(底层氧化硅2-中间氮化硅3_顶层氧化硅4)，见图 2A ；B涂一层正性光刻胶5 (EBR为零，EBR指边缘去胶)，见图2B ;光刻胶的技术复杂， 品种较多，根据其化学反应机理和显影原理，可分负性光刻胶和正性光刻胶两类；光照后形成不可溶物质的是负性光刻胶；反之，对某些溶剂是不可溶的，经光照后变成可溶物质的即为正性光刻胶；现有的超级结沟槽制造工艺采用正性光刻胶；C光刻形成沟槽(WEE为零，WEE指硅片边缘曝光)，并显影，见图2C ；D刻蚀掉部分ONO层，以正性光刻胶5作为刻蚀阻挡层，见图2D ；E去除正性光刻胶5，见图2E ;F在硅基板I上刻蚀出一个40um(微米)的沟槽，以ONO层的底层氧化硅2作为刻蚀阻挡层，见图2F。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种用于超级结的沟槽制造方法，该方法能避免刻蚀的silicon grass (娃尖刺)现象或者产生很多的particles (微粒或颗粒)引起酸槽污染。为解决上述技术问题，本发明提供一种用于超级结的沟槽制造方法，包括如下步骤A.在硅基板上依次淀积底层氧化硅、中间氮化硅和顶层氮氧化硅；B.涂一层正性光刻胶并边缘去胶0_3mm ;C.刻蚀距离周边0-3_处顶层氮氧化硅，以光刻胶作为阻挡层；D.去除光刻胶；E.涂上一层负性光刻胶；F.上光刻机全面曝光并显影；G.涂上一层正性光刻胶；H.光刻形成沟槽并显影；I.刻蚀底层氧化硅、中间氮化硅、顶层氮氧化硅，以光刻胶作为阻挡层；J.去除光刻胶；
K.在硅基板上刻蚀出一个2-80微米的沟槽，以底层氧化硅作为阻挡层。在步骤A中，所述底层氧化硅的厚度为2500埃到15000埃，中间氮化硅的厚度为50埃-1500埃，顶层氮氧化硅的厚度为100埃到15000埃；其中，底层氧化硅采用热氧化工艺生长，温度为800-1200°C ;中间氮化硅采用低压化学气相沉淀工艺生长，温度为 300-8000C ;顶层氮氧化硅采用低压化学气相沉淀工艺生长，温度为300-900°C。在步骤B和步骤G中，所述的正性光刻胶的厚度为1000埃到100000埃。在步骤E中，所述的负性光刻胶的厚度为1000埃到100000埃。在步骤F中，所述的上光刻机全面曝光并显影使用的能量为IOmJ到100mJ。在步骤E和步骤G中，边缘去胶为零。在步骤H中，所述光刻形成沟槽过程中，硅片边缘曝光为零。和现有技术相比，本发明具有以下有益效果现有的工艺采用氧化膜作为hard mask(硬掩模层或阻挡层)并用正性光刻胶作出pattern(图形)，如图IA所示，采用现有工艺会引起刻蚀后的silicon grass (娃尖刺)现象,且不去边会有很多的particles (微粒或颗粒)带到酸槽造成污染。而本发明是用SION(氮氧化娃)作为hard mask并采用负性光刻胶的光刻方法可以避免现有的工艺遇到的情况。如图IB所示，采用本发明工艺后 wafer (娃片)周边的胶厚会增加,从而可避免娃片周边不够刻蚀而引起的silicon grass 现象和酸槽被硅颗粒污染的现象。
图I是本发明超级结的沟槽制造工艺与现有超级结的沟槽制造工艺的效果对比示意图；其中，图IA是现有工艺的效果示意图；图IB是本发明工艺的效果示意图；图2是现有超级结的沟槽制造工艺的流程图；其中，图2A是步骤A完成后的示意图；图2B是步骤B完成后的不意图；图2C是步骤C完成后的不意图；图2D是步骤D完成后的不意图；图2E是步骤E完成后的不意图；图2F是步骤F完成后的不意图；其中，I是娃基板，2是底层氧化硅，3是中间氮化硅，4是顶层氧化硅，5是正性光刻胶；图3是本发明超级结的沟槽制造工艺的流程图；其中，图3A是步骤A完成后的示意图；图3B是步骤B完成后的不意图；图3C是步骤C完成后的不意图；图3D是步骤D完成后的不意图；图3E是步骤E完成后的不意图；图3F是步骤F完成后的不意图；图3G是步骤G完成后的不意图；图3H是步骤H完成后的不意图；图31是步骤I完成后的不意图； 图3J是步骤J完成后的不意图；图3K是步骤K完成后的不意图；其中，11是娃基板，12是底层氧化硅，13是中间氮化硅，14是顶层氮氧化硅，15是正性光刻胶，16是负性光刻胶，17 是正性光刻胶，18表示经过第一次光刻和刻蚀处理后的硅片周边膜质形貌。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。本发明提供一种用于超级结的沟槽制造方法，该方法是半导体集成电路生产中， Super Junction (超级结)工艺中，通过调整膜层设计和光刻工艺流程，改善wafer周边光刻胶厚度的方法从而避免刻蚀的silicon grass现象或者产生很多的particles带到酸槽造成污染。
如图3所示，本发明方法主要包括如下步骤A在硅基板11上依次淀积底层氧化硅12、中间氮化硅13、顶层氮氧化硅14，底层氧化硅12的厚度为2500埃到15000埃，中间氮化硅13的厚度为50埃-1500埃，顶层氮氧化硅14的厚度为100埃到15000埃，见图3A;其中，底层氧化硅12采用热氧化工艺生长， 温度为800-1200°C;中间氮化硅13采用低压化学气相沉淀工艺生长，温度为300-800°C;顶层氮氧化硅14采用低压化学气相沉淀工艺生长，温度为300-900°C。B涂一层正性光刻胶15并EBR(边缘去胶)0_3mm(例如，本实施例采用边缘去胶
2.Imm)，见图3B ;其中，正性光刻胶15的厚度为1000埃到100000埃；C刻蚀距离周边0-3mm (例如，本实施例采用边缘去胶2. Imm)处顶层氮氧化硅14， 以正性光刻胶15作为阻挡层，见图3C ；D去除正性光刻胶15，见图3D ；E涂上一层负性光刻胶16，EBR为零，见图3E ;其中，负性光刻胶16的厚度为1000 埃到100000埃；F上光刻机全面曝光并显影，该步骤使用的能量为IOmJ到IOOmJ,见图3F，其中，18 表示经过第一次光刻和刻蚀处理后的硅片周边膜质形貌；G涂上一层正性光刻胶17 (EBR为零)，见图3G ;其中，正性光刻胶17的厚度为1000 埃到100000埃；H光刻形成沟槽(WEE为零)，并显影，见图3H ；I刻蚀掉底层氧化硅12、中间氮化硅13、顶层氮氧化硅14，以正性光刻胶17作为阻挡层，见图31 ；J去除正性光刻胶17，见图3J ；K在硅基板11上刻蚀出一个2-80um (微米)的沟槽(例如，本实施例刻蚀出一个 35um的沟槽)，以底层氧化硅12作为阻挡层，见图3K。本发明不米用氧化娃作为hard mask并用正性光刻胶(不去边)的光刻方法,而是将SION(氮氧化娃)作为hard mask并采用负性光刻胶的光刻方法可以避免现有工艺遇到的如下现象娃片周边不够刻蚀而引起的silicon grass现象和酸槽被娃颗粒污染的现象。
权利要求
1.一种用于超级结的沟槽制造方法，其特征在于，包括如下步骤A.在硅基板上依次淀积底层氧化硅、中间氮化硅和顶层氮氧化硅；B.涂一层正性光刻胶并边缘去胶0_3mm；C.刻蚀距离周边0-3_处顶层氮氧化硅，以光刻胶作为阻挡层；D.去除光刻胶；E.涂上一层负性光刻胶；F.上光刻机全面曝光并显影；G.涂上一层正性光刻胶；H.光刻形成沟槽并显影；I.刻蚀底层氧化硅、中间氮化硅、顶层氮氧化硅，以光刻胶作为阻挡层；J.去除光刻胶；K.在硅基板上刻蚀出一个2-80微米的沟槽，以底层氧化硅作为阻挡层。
2.如权利要求I所述的用于超级结的沟槽制造方法，其特征在于，在步骤A中，所述底层氧化硅的厚度为2500埃到15000埃，中间氮化硅的厚度为50埃-1500埃，顶层氮氧化硅的厚度为100埃到15000埃；其中，底层氧化硅采用热氧化工艺生长，温度为800-1200°C ； 中间氮化硅采用低压化学气相沉淀工艺生长，温度为300-800°C ;顶层氮氧化硅采用低压化学气相沉淀工艺生长，温度为300-900°C。
3.如权利要求I所述的用于超级结的沟槽制造方法，其特征在于，在步骤B和步骤G 中，所述的正性光刻胶的厚度为1000埃到100000埃。
4.如权利要求I所述的用于超级结的沟槽制造方法，其特征在于，在步骤E中，所述的负性光刻胶的厚度为1000埃到100000埃。
5.如权利要求I所述的用于超级结的沟槽制造方法，其特征在于，在步骤F中，所述的上光刻机全面曝光并显影使用的能量为IOmJ到100mJ。
6.如权利要求I所述的用于超级结的沟槽制造方法，其特征在于，在步骤E和步骤G 中,边缘去胶为零。
7.如权利要求I所述的用于超级结的沟槽制造方法，其特征在于，在步骤H中，所述光刻形成沟槽过程中，硅片边缘曝光为零。
全文摘要
本发明公开了一种用于超级结的沟槽制造方法，包括如下步骤A.在硅基板上依次淀积底层氧化硅、中间氮化硅和顶层氮氧化硅；B.涂一层正性光刻胶并边缘去胶0-3mm；C.刻蚀距离周边0-3mm处顶层氮氧化硅，以光刻胶作为阻挡层；D.去除光刻胶；E.涂上一层负性光刻胶；F.上光刻机全面曝光并显影；G.涂上一层正性光刻胶；H.光刻形成沟槽并显影；I.刻蚀底层氧化硅、中间氮化硅、顶层氮氧化硅，以光刻胶作为阻挡层；J.去除光刻胶；K.在硅基板上刻蚀出一个2-80微米的沟槽，以底层氧化硅作为阻挡层。该方法能避免刻蚀的硅尖刺现象或避免产生很多的硅颗粒引起酸槽污染。
文档编号H01L21/027GK102610490SQ20111002142
公开日2012年7月25日 申请日期2011年1月19日 优先权日2011年1月19日
发明者孟鸿林, 王雷, 郭晓波 申请人:上海华虹Nec电子有限公司