[发明专利]深沟槽外延填充方法

说明书

本发明公开了一种深沟槽外延填充方法，在对深沟槽进行外延填充时，在晶圆边缘的留边区域，同样刻蚀与晶圆中心区域相同的深沟槽，所述的留边区域，是在晶圆边缘留出的，具有一定宽度的不制作任何器件及结构的空白区域。本发明所述的深沟槽外延填充方法，通过在晶圆留边区域设置与中心区域相同的深沟槽，协助消耗晶圆边缘的反应气体，降低边缘区域的填充速率，使晶圆获得较好的面内填充均一性。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，特别是指一种超级结器件工艺中的深沟槽外延填充方法。

背景技术

在超级结项目中，四代工艺在三代基础上，深沟槽由原来的88.6度优化至90度，pitch(原胞尺寸)由原来的4:5缩小至2:3，沟槽CD面内范围也明显减小，器件性能因此得到显著提升。但另一方面，沟槽形貌及尺寸的优化将在很大程度上增加了外延填充的难度。

由于受loading effect(载入效应)及EPI chamber(外延工艺腔)结构的影响，晶圆边缘到EE5mm范围内的沟槽填充速率快，中间位置较慢，从而导致边缘位置沟槽填满，而中间位置仍存在较深“V”型口，面内均一性不好。如图1所示。沟槽形貌优化后，该问题表现得更加明显，边缘与中间位置沟槽填充速率的差异更大。若单纯增加填充时间，可将中间位置沟槽填满，但边缘由于硅生长过厚会产生缺陷，而外延缺陷会直接影响器件性能，图2中所示，上面两图是在保证边缘位置刚好填充满时中心区域的沟槽还未填满，存在V型口(图2上左)，而在保证中心区域的沟槽完全填满时，边缘区域的深沟槽填充过厚并引起一些缺陷(图2下右)。在原来的沟槽刻蚀过程中，光刻和刻蚀均会留3mm去边，在这距边3mm位置，没有沟槽。外延填充时，工艺气体充满整个chamber，chamber边缘位置的气体很大一部分参与晶圆wafer边缘位置的沟槽填充，致使边缘位置沟槽填充速率较中间位置更快。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种深沟槽外延填充方法，提高晶圆的面内外延填充均一性。

为解决上述问题，本发明所述的深沟槽外延填充方法，是在对深沟槽进行外延填充时，在晶圆边缘的留边区域，同样刻蚀与晶圆中心区域器件相同的深沟槽。

进一步地，所述的留边区域，是在晶圆边缘留出的，具有一定宽度的空白区域。

进一步地，所述的留边区域，不形成任何器件。

进一步地，所述的留边区域的深沟槽，在外延填充时，能协助消耗处于晶圆边缘区域的反应气体，降低晶圆边缘正常器件区域的深沟槽填充速率。

进一步地，在外延填充时，晶圆边缘区域的填充速率高于中心区域于晶圆边缘，留边区域的深沟槽能消耗反应气体，平衡整个晶圆各区域的深沟槽填充速率，保证各区域的深沟槽填充效果，提高深沟槽填充的面内均一性。

本发明所述的深沟槽外延填充方法，通过在晶圆留边区域设置与中心区域相同的深沟槽，协助消耗晶圆边缘的反应气体，降低边缘区域的填充速率，使晶圆获得较好的面内填充均一性。

附图说明

图1是晶圆在外延工艺反应腔室内的状态示意图，传统工艺中晶圆边缘留有空白的去边区域。

图2是晶圆上边缘区域与中心区域的深沟槽在不同条件下填充的示意图。

图3是本发明对晶圆的去边区域同样进行深沟槽刻蚀的示意图，图中的最外缘的去边区域具有与中心区域相同的深沟槽。

图4是本发明晶圆的深沟槽外延填充示意图。

具体实施方式

本发明所述的深沟槽外延填充方法，是在对深沟槽进行外延填充时，在晶圆边缘的留边区域，同样刻蚀与晶圆中心区域器件相同的深沟槽。