[发明专利]有源区的形成方法和STI沟槽的形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，更具体地说，涉及一种有源区的形成方法和STI沟槽的形成方法。

背景技术

随着超大规模集成电路(Ultra Large-Scale Integration，简称ULSI，)的飞速发展，芯片制造工艺变得越来越复杂和精细，对晶片内工艺均匀性的要求也越来越高。

有源区(Active Area，简称AA)作为形成半导体器件的核心功能区，其关键尺寸(CD)均匀性可以直接影响器件的漏电流等参数，因此，有源区的形成是集成电路制造过程中的关键工艺之一，对器件的性能非常重要。

图1至图3为现有的有源区形成方法的示意图，如图1所示，首先在具有阱区19半导体衬底10表面依次沉积垫氧化层11、氮化层12和抗反射层13，然后，如图2所示，在所述抗反射层13表面旋涂光刻胶层14，通过曝光、显影等工艺在所述光刻胶层14中形成浅沟槽隔离区(Shallow Trench Isolation，简称STI，图中未示出)的图案，如图3所示，进行干法或者湿法刻蚀，将未被光刻胶层14遮挡的半导体衬底材料去除，形成多个STI沟槽15，用于将不同器件隔离绝缘，而相邻STI沟槽15之间即为有源区16。

上述有源区形成方法中涉及多步复杂的制造工艺，其中影响有源区关键尺寸(CD)均匀性的因素有很多，例如，刻蚀工艺的一致性、阱区的掺杂工艺的均匀性等，由此可以调整不同的工艺参数来改善有源区关键尺寸均匀性。

总之，如何改进工艺参数来提高有源区关键尺寸均匀性是当前业内研究的热点问题。

发明内容

本发明实施例提供一种有源区的形成方法和STI沟槽的形成方法，改善有源区关键尺寸均匀性，提高良率。

为实现上述目的，本发明实施例提供了如下技术方案：

一种有源区的形成方法，包括：

提供半导体衬底，所述半导体衬底内具有阱区，所述阱区表面覆盖有垫氧化层；

建立氮化层厚度与有源区关键尺寸的对应关系；

根据所述对应关系确定氮化层厚度，按照所确定的厚度在所述垫氧化层上形成氮化层；

在所述氮化层上形成具有有源区图案的光刻胶层；

以所述光刻胶层为掩膜刻蚀半导体衬底，形成有源区。

优选的，根据所述对应关系确定氮化层厚度包括：

获取有源区的目标关键尺寸；

由所述对应关系中查出所述目标关键尺寸对应的氮化层厚度；

判断所述氮化层厚度是否大于STI台阶目标高度，如果是，则调整有源区的目标关键尺寸，如果是，则按照所述氮化层厚度进行后续沉积工艺。

优选的，所述建立氮化层厚度与有源区关键尺寸的对应关系具体包括：

采用至少两个批次的试验半导体衬底形成氮化层，测量并记录氮化层的厚度；

进行后续的曝光、刻蚀工艺在所述半导体衬底内形成有源区，测量并记录有源区的关键尺寸；

列出上述试验半导体衬底的氮化层厚度与有源区关键尺寸的对应关系图

优选的，在所述氮化层上形成具有有源区图案的光刻胶层之前还包括：在所述氮化层上形成抗反射层。

优选的，所述抗反射层包括：底部抗反射层和介质抗反射层中的一种或两种的叠层。

优选的，所述介质抗反射层包括SiON。

本发明实施例还公开了一种STI沟槽的形成方法，包括：

提供半导体衬底，所述半导体衬底内具有阱区，所述阱区表面覆盖有垫氧化层；

建立氮化层厚度与有源区关键尺寸的对应关系；

根据所述对应关系确定垫氧化层厚度，按照所确定的厚度在所述垫氧化层上形成氮化层；

在所述氮化层上形成具有STI沟槽图案的光刻胶层；

以所述光刻胶层为掩膜刻蚀半导体衬底，形成STI沟槽。

优选的，根据所述对应关系确定垫氧化层厚度包括：

获取有源区的目标关键尺寸；

由所述对应关系中查出所述目标关键尺寸对应的氮化层厚度；

判断所述氮化层厚度是否大于STI台阶目标高度，如果是，则调整有源区的目标关键尺寸，如果否，则按照所述氮化层厚度进行后续沉积工艺。

优选的，在所述氮化层上形成具有有源区图案的光刻胶层之前还包括：在所述氮化层上形成抗反射层。

优选的，所述抗反射层包括：底部抗反射层和介质抗反射层中的一种或两种的叠层。

与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点：