[发明专利]一种改善深沟槽隔离焦深工艺窗口的方法

说明书

技术领域

本发明涉及微电子领域，尤其涉及一种改善深沟槽隔离焦深工艺窗口的方法。

背景技术

CIS图像传感器因其固有的注入低功耗，低成本，体积小，可随机读取，集成度高等优点得到广泛应用。

随着工艺的发展，现有的CIS图像传感器通过引入CDTI+DTI(深沟槽隔离)结构以获得更高的量子效率，通过多层次、高深度的光学格挡，从而减少光反射的损耗。但是这种结构需要比较严格的焦深工艺窗口(DOF window)。

如图1a～1d所示，现有技术中的工艺流程为先进行CDTI曝光(图1a)，在CDTI结构的基础上进行抗反射层填充(图1b)，再进行DTI曝光(图1c)，最后形成CDTI+DTI结构(图1d)。

在目前的CDTI结构中，向深沟槽中填充抗反射层的均一性较差。此外，在高深宽比的工艺条件下，焦深工艺窗口进一步减小，导致在进行后续工艺时，达不到可靠的工艺要求。

因此，亟需一种能够在高深宽比条件下，改善焦深工艺窗口的制备工艺方法，以满足可靠工艺生产需求。而目前关于这种制备工艺方法还未见报道。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种改善深沟槽隔离焦深工艺窗口的方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种改善深沟槽隔离焦深工艺窗口的方法，包括以下步骤：

步骤S1、提供一半导体衬底，所述半导体衬底上表面依次覆盖有氧化层、第一抗反射层和第一光阻层；

步骤S2、对所述第一光阻层进行光刻，以在所述第一光阻层露出需要刻蚀沟槽的位置；

步骤S3、刻蚀所述第一抗反射层、所述氧化层和所述半导体衬底，以在所述半导体衬底中形成第一沟槽；

步骤S4、去除所述第一光阻层、所述第一抗反射层和所述氧化层，形成第二抗反射层，使所述第二抗反射层覆盖在所述半导体衬底上表面以及填充所述第一沟槽；

步骤S5、形成第二光阻层，使所述第二光阻层覆盖在所述第二抗反射层的上表面以及填充所述第二抗反射层的空隙；

步骤S6、对所述第二光阻层进行光刻，以形成初始工艺窗口；

步骤S7、形成水溶性有机化合物层，使所述水溶性有机化合物层覆盖在所述第二光阻层的上表面以及填充所述初始工艺窗口；

步骤S8、对覆盖有所述水溶性有机化合物层的所述第二光阻层进行高温烘烤，以形成最终工艺窗口；

步骤S9、刻蚀所述第二抗反射层和所述半导体衬底，以在所述半导体衬底中形成第二沟槽；

步骤S10、去除所述第二抗反射层、所述第二光阻层和所述水溶性有机化合物层；

其中，所述初始工艺窗口的尺寸大于所述最终工艺窗口的尺寸。

优选的，所述第一抗反射层的厚度为670埃。

优选的，所述第一光阻层的厚度为4150埃。

优选的，所述第二抗反射层的厚度为900埃。

优选的，所述第二光阻层的厚度为6200埃。

优选的，所述半导体衬底的材料为硅。

优选的，所述步骤S4中，所述第二光阻层部分填充所述第一沟槽。

优选的，所述步骤S7中，形成所述水溶性有机化合物层的方法为将水溶性有机化合物涂布到所述第二光阻层的表面。

优选的，所述步骤S8中，进行高温烘烤，所述水溶性有机化合物层与曝光后的所述第二光阻层中的H⁺进行交联反应。

本发明采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：

本发明的一种改善深沟槽隔离焦深工艺窗口的方法，在对第二光阻层进行曝光时，通过设计，使第二光阻层中初始工艺窗口的尺寸大于最终工艺窗口尺寸，使焦深工艺窗口尺寸增大，满足可靠工艺生产要求；改善高深宽比条件下的深沟槽隔离曝光工艺，改善焦深工艺窗口；降低深宽比，提高焦深工艺窗口尺寸。

附图说明

图1a～1d是现有技术中工艺过程示意图。

图2是本发明的一个优选的改善深沟槽隔离焦深工艺窗口的方法步骤流程图。

图3～12是本发明的一个优选的改善深沟槽隔离焦深工艺窗口的方法工艺过程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。