[发明专利]一种改善晶圆边缘损伤的方法

说明书

本发明涉及一种改善晶圆边缘损伤的方法，属于半导体制造工艺技术领域，解决了在制备高电压元件处理器中，深度反应离子刻蚀时，晶圆边缘硅基材暴露产生的硅针或硅刺等损伤的问题。本发明提供的改善晶圆边缘损伤的方法，包括：提供半导体衬底；在衬底上方自下而上依次形成停止层和第一硬掩模层，在第一硬掩模层上方涂敷光刻胶；去除边缘区域光刻胶及该边缘区域正下方的第一硬掩模层，露出边缘区域停止层，形成边缘停止层上方的空白区域；去除保留在第一硬掩模层上方的光刻胶，露出保留的第一硬掩模层的顶面；在露出边缘区域的停止层上方与第一硬掩膜层侧面所围成区域形成第二硬掩模层。在深度反应离子刻蚀时，避免了晶圆边缘出现硅针或硅刺等损伤。

技术领域

本发明涉及半导体制造工艺技术领域，尤其涉及一种改善晶圆边缘损伤的方法。

背景技术

目前，为了使半导体器件实现特殊的性能，深度反应离子刻蚀(Deep ReactiveIon Etching，DRIE)、深沟槽隔离(Deep Trench Isolation)与超级结(Super Junction)等工艺技术已被广泛应用于高电压元件处理器的制备过程中。由于这种处理器通常需要数十微米的非等方性刻蚀，在这种深度反应离子蚀刻过程中暴露的晶圆边缘区域因等离子体刻蚀产生的硅针(Silicon Grass)或硅刺(Black Silicon)等损伤也越来越难控制。此种损伤在之后的湿法清洗工艺中会产生很多颗粒，严重影响产品的良率和污染清洗机台。

一般来说，在STI光刻工艺中采用去边工艺(Edge Beed Removal，EBR)进行去边，防止由Peeling产生的缺陷。EBR通常包括化学方法和光学方法。化学方法是使用一种装配在设备上的喷嘴，在旋涂硅片的底部喷出少量溶剂，溶剂从倾斜的边缘转到顶端边缘；光学方法即为边缘曝光法(Wafer Edge Exposure，WEE)，在晶圆曝光后用激光曝光晶圆边缘，然后在显影步骤中或者被设计的喷嘴喷出的特殊溶剂去除残留物。

但是，在浅沟槽隔离(shallow trench isolation,STI)的光刻工艺中，用EBR工艺去边会出现晶圆边缘光阻厚度变薄和边缘斜坡的现象。在深度反应离子刻蚀时，晶圆边缘光阻厚度不够，无法阻挡强离子的轰击伤到下层材料，后续用化学机械研磨(ChemicalMechanical Planarization，CMP)法去除硬掩模层后，在晶圆边缘将出现硅针(SiliconGrass)或硅刺(Black Silicon)等损伤。

现有技术采用优化沟槽光刻的“倒梯形”和“负光阻”工艺来解决这种损伤，“倒梯形”工艺为在边缘形成倒梯形的正光阻，“负光阻”工艺为在边缘区域形成负光阻。在深度反应离子刻蚀时，利用边缘区域光阻的厚度大于边缘以外区域光阻的厚度来保护边缘硅基材，解决了深度反应离子刻蚀晶圆边缘出现硅针或硅刺损伤的问题。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明实施旨在提供一种改善晶圆边缘损伤的方法，用以解决现有技术中由于去边工艺(EBR)产生的晶圆边缘光阻厚度变薄和边缘斜坡造成的基材硅(Si)暴露。在深度反应离子刻蚀时，由于强离子轰击伤到下层材料，边缘出现硅针(SiliconGrass)或硅刺(Black Silicon)等损伤的问题。

本发明提供一种改善晶圆边缘损伤的方法，包括：

提供半导体衬底；

在所述半导体衬底上方自下而上依次形成停止层和第一硬掩模层，并在所述第一硬掩模层上方涂敷光刻胶；

去除边缘区域的光刻胶及该边缘区域正下方的第一硬掩模层，露出边缘区域的停止层，形成边缘停止层上方的空白区域；

去除保留的第一硬掩模层上方的光刻胶，露出保留的第一硬掩模层的顶面；

在所述露出边缘区域的停止层上方与第一硬掩膜层侧面所围成区域形成第二硬掩模层。