專利名稱：一種去除深溝槽內氧化膜殘留的方法
技術領域：
本發明屬于半導體集成電路制造工藝，具體涉及一種去除深溝槽內氧化膜殘留的方法。
背景技術：
在半導體工藝中，溝槽工藝是非常普遍的工藝，其用途如隔離，Contact (接觸孔) 連接，Via(通孔)連接，P/N結耗盡層等。目前集成電路的集成度越來越高，在很多工藝中， 利用大AR(深寬比)深溝槽(溝槽寬度比較小，深度比較深)工藝來減小芯片面積。溝槽刻蝕后，一般需要用犧牲氧化來修復刻蝕工藝對溝槽側壁帶來的損傷，即在溝槽側壁先熱氧化生成一次氧化膜，然后再用濕法刻蝕將其去除。一般采用APM，SPM和DHF等濕法藥液將溝槽側壁的氧化膜去除，然而對于AR比較大的深溝槽，溶液很難進入溝槽底部，另外副產物也很難出來，所以容易造成溝槽側壁的氧化膜殘留。為了解決這一問題，后來在溶液中加入表面活性劑以降低其表面張力，還有一種方法是在處理過程中加入超聲波技術，在一定程度上提高了溝槽側壁的氧化膜的處理能力。然而隨著集成電路的集成度越來越高，在很多工藝中，利用大AR深溝槽工藝來減小芯片面積，隨著溝槽寬度的縮小，深度的增加，由于液體的黏度和表面張力等不能完全消除，導致溶液進入溝槽底部越來越難，即使使用了表面活性劑和超聲波技術，依然不能解決溝槽側壁氧化膜殘留的問題，這樣經常導致溝槽側壁犧牲氧化后溝槽側壁的氧化膜去除不徹底，這樣可能造成的結果是1.溝槽內的外延生長不上去(見圖4) ；2.溝槽底部或側壁的硅化物無法形成；3. Gate oxide (柵氧)生長后質量達不到要求等對器件電性能不利的結果。

發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種去除深溝槽內氧化膜殘留的方法，本發明可以徹底去除深溝槽內氧化膜，可以達到深溝槽內無氧化膜殘留的效果。為解決上述技術問題，本發明提供一種去除深溝槽內氧化膜殘留的方法，包括如下步驟步驟1，在硅襯底上刻蝕形成深溝槽；步驟2，在深溝槽內生長一層氧化膜；步驟3，利用HF和H20的混合蒸汽去除深溝槽內的氧化膜。步驟1中，所述刻蝕形成深溝槽采用干法刻蝕。步驟1中，所述深溝槽的寬度為0. 01-10微米，深度為0. 5-200微米。步驟2中，所述生長氧化膜采用熱氧化工藝，熱氧化生長的溫度為600-1200°C，氧化膜的厚度為100-5000埃。步驟3中，所述HF H20的體積比為(0. 1-50) 100。步驟3中，所述HF和H20的混合蒸汽的形成由其混合溶液汽化而制得，或者由二者的氣體混合而得。
和現有技術相比，本發明具有以下有益效果本發明采用HF和H20的混合蒸汽去除深溝槽內的氧化膜，因為氣體的黏度遠遠小于液體，且不會有液體所表現出來的表面張力，故HF和H20的混合蒸汽去除溝槽內氧化膜的效果會遠遠大于其混合溶液，且基本不會受到溝槽尺寸的縮小和溝槽深度增加的影響，從而可以徹底去除深溝槽內氧化膜，可以達到深溝槽內無氧化膜殘留的效果。


圖1是本發明步驟1刻蝕形成深溝槽完成后的結構剖面圖；圖2是本發明步驟2在深溝槽內生長氧化膜完成后的結構剖面圖；圖3是本發明步驟3去除深溝槽內氧化膜完成后的結構剖面圖；圖4是采用傳統方法使深溝槽內氧化膜殘留從而導致溝槽內的外延生長不上去的示意圖；圖中附圖標記說明如下1為硅襯底，2為深溝槽，3是氧化膜，4是HF和H20的混合蒸汽。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明作進一步詳細的說明。本發明一種去除深溝槽內氧化膜殘留的方法，具體包括如下步驟1、如圖1所示，在硅襯底1上刻蝕出深溝槽2 (采用干法刻蝕)，其中深溝槽2的寬度為 0. Ol-IOum(微米)，深度為 0. 5-200um ；2、如圖2所示，利用熱氧化工藝在深溝槽2內(深溝槽2底部和側壁)生長一層氧化膜3 ；氧化溫度在600-1200°C之間，氧化后氧化膜3的厚度在10-5000埃；3、如圖3所示，把HF和H20的混合蒸汽4通入到深溝槽2里，將深溝槽2內的氧化膜3進行去除。其中HF H20的體積比為(0.1-50) 100。HF和H20的混合蒸汽的形成可以由其混合溶液汽化而制得，也可由二者的氣體混合而得。HF很容易揮發，所以其氣體很容易制得；另外H20的沸點只有100°C，其氣態也比較容易獲得，所以可以先制得單個氣體，然后混合二者即得到混合氣體；另外也可以利用HF和H20的溶液在一定溫度下蒸發來獲得其混合氣體。HF和H20的混合蒸汽4去除深溝槽2內氧化膜3的化學反應關系式見下
權利要求
1.一種去除深溝槽內氧化膜殘留的方法，其特征在于，包括如下步驟步驟1，在硅襯底上刻蝕形成深溝槽；步驟2，在深溝槽內生長一層氧化膜；步驟3，利用HF和H20的混合蒸汽去除深溝槽內的氧化膜。
2.如權利要求1所述的去除深溝槽內氧化膜殘留的方法，其特征在于，步驟1中，所述刻蝕形成深溝槽采用干法刻蝕。
3.如權利要求1或2所述的去除深溝槽內氧化膜殘留的方法，其特征在于，步驟1中， 所述深溝槽的寬度為0. 01-10微米，深度為0. 5-200微米。
4.如權利要求1所述的去除深溝槽內氧化膜殘留的方法，其特征在于，步驟2中，所述生長氧化膜采用熱氧化工藝，熱氧化生長的溫度為600-1200°C，氧化膜的厚度為100-5000 埃。
5.如權利要求1所述的去除深溝槽內氧化膜殘留的方法，其特征在于，步驟3中，所述 HF比H20的體積比為(0. 1-50) 100。
6.如權利要求1或5所述的去除深溝槽內氧化膜殘留的方法，其特征在于，步驟3中， 所述HF和H20的混合蒸汽的形成由其混合溶液汽化而制得，或者由二者的氣體混合而得。
全文摘要
本發明公開了一種去除深溝槽內氧化膜殘留的方法，包括如下步驟步驟1，在硅襯底上刻蝕形成深溝槽；步驟2，在深溝槽內生長一層氧化膜；步驟3，利用HF和H2O的混合蒸汽去除深溝槽內的氧化膜。本發明可以徹底去除深溝槽內氧化膜，達到深溝槽內無氧化膜殘留的效果。
文檔編號H01L21/311GK102412141SQ20111036007
公開日2012年4月11日 申請日期2011年11月14日 優先權日2011年11月14日
發明者劉繼全 申請人:上海華虹Nec電子有限公司