[发明专利]多晶硅截断的填充方法

说明书

本发明公开了一种多晶硅截断的填充方法，包括：步骤一、进行多晶硅层截断并在截断区域形成沟槽。步骤二、采用ALD工艺形成第一氮化硅层，在ALD工艺的氮源反应气体的通入过程中同时通入含氢激活气体，以提升从沟槽的底部向上生长速率，从而实现对沟槽的完全填充，第一氮化硅层还延伸到所述沟槽外的表面上。步骤三、采用PECVD工艺在第一氮化硅层的表面上形成第二氮化硅层。步骤四、进行以多晶硅层为停止层的化学机械研磨工艺。本发明能改善填充缝隙，增加填充材料的隔离作用，提高产品的电学性能和良率。

技术领域

本发明涉及半导体集成电路制造领域，特别是涉及一种多晶硅截断(poly cut)的填充方法。

背景技术

近年来鳍式晶体管(FinFET)已经成为了流行的先进CMOS技术，与传统器件相比FinFET技术有增加晶体管密度和电器性能的优点。随着步进(pitch)尺寸越来越小，polycut会放在第零层层间膜(ILD0)之后，当poly cut完后，需用到氮化硅即SiN的膜层(film)来填充poly cut的刻蚀掉的poly位置处的沟槽，从而起到隔离截断区域两侧的poly的作用。

如图1所示，是现有多晶硅截断的填充方法的采用节点表示的流程图；如图2所示，是现有多晶硅截断的填充方法形成的沟槽填充层的照片；现有多晶硅截断的填充方法包括如下步骤：

步骤S101、进行多晶硅截断刻蚀，即Poly cut etch。

多晶硅截断之前，多晶硅已经图形化形成多晶硅栅101，同一行上的各器件单元的多晶硅栅101会连接在一起形成多晶硅条形结构。多晶硅栅101之间的区域会填充ILD0。在多晶硅截断区域会形成沟槽102。

步骤S102、采用原子层沉积(ALD)在多晶硅截断区域沉积SiN层即ALD SiN层103，即Poly cut ALD SiN Deposition。现有方法中，因前层轮廓(profile)和poly cut ALDSiN deposition使用的是原位生长的原子层生长方式原因，使得SiN长完后有很大的缝隙(seam)，缝隙位于如图2中的圆圈104所示区域中。

步骤S103、采用PECVD工艺生长一层SiN即PESiN，即PE SiN Deposition。PESiN覆盖在ALD SiN层103表面上行，缝隙经过PESiN覆盖后会形成空洞(void)，如图2中的圆圈104的区域所示。

步骤S104、采用FCVD工艺形成第一层层间膜(ILD1)，即FCVD oxide Deposition，ILD1为氧化层。

步骤S105、在ILD1的FCVD沉积后的退火，即Anneal Post ILD1 FCVD Deposition。

步骤S106、进行停止在SiN层上的化学机械研磨(CMP)，即CMP Stop on SiN。

步骤S107、进行SiN的回刻(Etch Back)，即Etch Back Post CMP。

步骤S108、采用磷酸(HPO)去除剩余(remove)的SiN，即SiN HPO Remove。

由上可知，现有方法中，poly cut成型之后的后续流程中，因前层profile和polycut ALD SIN deposition使用的是原位生长的原子层生长方式原因，使得SiN长完后有很大的seam，再经PESIN覆盖后形成void，再经CMP和SIN的etch back，会使void显露出来，后续SiN磷酸remove时，磷酸会进入到void中，使void进一步增大，这样SiN的隔离作用会变弱，进而影响电性和良率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种多晶硅截断的填充方法，能改善填充缝隙，增加填充材料的隔离作用，提高产品的电学性能和良率。