專利名稱:避免氣泡缺陷的淺溝絕緣結(jié)構(gòu)工藝及淺溝底部表面的處理的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體工藝,尤其涉及一種淺溝絕緣結(jié)構(gòu)(STI)工藝及 淺溝底部表面的處理,可有效避免由于形成于淺溝底部表面的氮化硅襯墊 層所引發(fā)的氣泡缺陷。
背景技術(shù):
在半導(dǎo)體工藝中,淺溝絕緣結(jié)構(gòu)(shallow trench isolation, STI)工藝是用 來在基底的有源區(qū)域的周圍形成嵌入基底中的絕緣結(jié)構(gòu),藉此使后續(xù)形成 在基底上的電子元件,如晶體管或存儲(chǔ)器元件之間得以互相電性隔離。前 述的淺溝絕緣結(jié)構(gòu)工藝屬于半導(dǎo)體工藝的前段工藝,其通常是在形成晶體 管等元件前即已完成制作?,F(xiàn)有技藝的淺溝絕緣結(jié)構(gòu)工藝是先在基底上形成墊氧化層(pad oxide) 以及墊氮化層(pad nitride)。然后以現(xiàn)有的光刻及蝕刻工藝在墊氧化層以及 墊氮化層中先形成開口,此步驟又稱為有源區(qū)域定義,此開口僅暴露出將 形成淺溝絕緣結(jié)構(gòu)的區(qū)域,而保護(hù)住有源區(qū)域。前述的墊氮化層可在后續(xù) 的步驟中作為硬掩模,而墊氧化層則主要用來將墊氮化層的應(yīng)力釋放分散, 二者可以合稱為硬掩模層(hard mask layer)。接著,利用干蝕刻工藝經(jīng)由前述的開口在基底中蝕刻出淺溝結(jié)構(gòu),隨 后再進(jìn)行化學(xué)氣相沉積工藝,例如高密度等離子體加強(qiáng)化學(xué)氣相沉積 (HDPCVD)工藝,在淺溝中沉積并填滿介電層做為電絕緣之用,接著再利用 前述的墊氮化層做為拋光停止層,進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)工藝,將淺溝外 的介電層拋光掉。最后,再將墊氮化層去除。為了達(dá)到更好的絕緣效果,會(huì)在蝕刻出淺溝結(jié)構(gòu)后,進(jìn)行一熱氧化工 藝,以在淺溝的壁上及底部形成一厚度約為150A的氧化物襯墊層,并且可 同時(shí)消除蝕刻損害(etching damage)。而在將淺溝中填滿介電層之前一般會(huì)再 沉積一薄的化學(xué)氣相沉積所形成的氮化硅膜,形成雙層襯墊層結(jié)構(gòu),以有 效阻擋氧氣的擴(kuò)散,作為氧氣擴(kuò)散阻障層,并降低形成在硅基底中的晶格缺陷。然而,在進(jìn)行HDPCVD工藝于淺溝中填入介電層后,往往發(fā)現(xiàn)到氧 化物襯墊層與硅基底之間產(chǎn)生許多氣泡缺陷(bubble type defect),此是氧化 物襯墊層與硅基底之間產(chǎn)生層離(delamination)的現(xiàn)象,影響品質(zhì)。因此,對于淺溝絕緣結(jié)構(gòu)工藝仍有需要改良的地方,以防止氣泡缺陷。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的主要目的即在提供一種改良的淺溝絕緣結(jié)構(gòu)工藝,并涵括一 種淺溝底部表面的處理,以避免如前述的氣泡缺陷。本發(fā)明的避免產(chǎn)生氣泡缺陷的淺溝絕緣結(jié)構(gòu)工藝,包括有下列步驟。 提供一半導(dǎo)體基底,其上形成有一墊氧化層以及一墊氮化層。形成一光致 抗蝕劑層于墊氮化層上,及進(jìn)行一光刻工藝以將光致抗蝕劑層圖案化而部 分曝露出墊氮化層。蝕刻曝露的墊氮化層及其下方的墊氧化層,形成一開 口;經(jīng)由開口蝕刻半導(dǎo)體基底,形成一淺溝。移除光致抗蝕劑層,而于淺 溝的底部表面留有含碳或氧的物質(zhì)。移除淺溝的底部表面所留有的含碳或 氧的物質(zhì)。于淺溝的表面上形成一氧化物村墊層。于氧化物襯墊層上形成 一氮化硅村墊層。進(jìn)行一化學(xué)氣相沉積工藝,在淺溝內(nèi)沉積并填滿一介電層。本發(fā)明的避免產(chǎn)生氣泡缺陷的淺溝絕緣結(jié)構(gòu)工藝,依據(jù)另 一 實(shí)施態(tài)樣, 包括有下列步驟。提供一半導(dǎo)體基底,其上形成有一墊氧化層以及一墊氮 化層。形成一光致抗蝕劑層于墊氮化層上,及進(jìn)行一光刻工藝以將光致抗 蝕劑層圖案化而部分曝露出墊氮化層。蝕刻曝露的墊氮化層及其下方的墊 氧化層,形成一開口。經(jīng)由開口蝕刻半導(dǎo)體基底,形成一淺溝。移除光致 抗蝕劑層,而于淺溝的底部表面留有含碳或氧的物質(zhì)。于淺溝的表面上形 成一氧化物襯墊層。于氧化物襯墊層上形成一氮化硅襯墊層。在形成氮化 硅村墊層之后,藉由將淺溝的底部加熱以移除含碳或氧的物質(zhì)。在將淺溝 的底部加熱以移除含碳或氧的物質(zhì)之后,進(jìn)行一化學(xué)氣相沉積工藝,以在 '淺溝內(nèi)沉積并填滿一介電層。本發(fā)明的淺溝絕緣結(jié)構(gòu)的淺溝底部表面處理以避免產(chǎn)生氣泡缺陷的方 法,包括有下列步驟。提供一半導(dǎo)體基底,其包括一經(jīng)蝕刻而形成的淺溝, 并且其工藝中所利用的 一光致抗蝕劑層已被移除,淺溝的底部表面具有含 碳或氧的物質(zhì);以及移除淺溝的底部表面所具有的含碳或氧的物質(zhì)。
圖1顯示一位于現(xiàn)有技術(shù)所制得的淺溝底部的氣泡缺陷的掃描式電子顯微照片;圖2顯示一利用現(xiàn)有蝕刻方法形成的淺溝底部的俄歇電子能譜術(shù) (Auger Electron Spectroscopy, AES)測i式結(jié)果;的俄歇電子能譜術(shù)(Auger Electron Spectroscopy, AES)測試結(jié)果;圖4顯示依據(jù)本發(fā)明的一具體實(shí)施例淺溝絕緣結(jié)構(gòu)工藝在完成墊氧化 層、墊氮化層、及光致抗蝕劑層之后的剖面示意圖;圖5顯示依據(jù)本發(fā)明的一具體實(shí)施例淺溝絕緣結(jié)構(gòu)工藝在完成蝕刻墊 氧化層以及墊氮化層中的開口之后的剖面示意圖;圖6顯示依據(jù)本發(fā)明的一具體實(shí)施例淺溝絕緣結(jié)構(gòu)工藝在去除光致抗 蝕劑層及完成蝕刻淺溝之后的剖面示意圖;圖7顯示依據(jù)本發(fā)明的一具體實(shí)施例淺溝絕緣結(jié)構(gòu)工藝中使用一惰性 氣體(inert gas)對淺溝底部表面進(jìn)行轟擊步驟的示意圖;圖8顯示依據(jù)本發(fā)明的另一具體實(shí)施例淺溝絕緣結(jié)構(gòu)工藝中對淺溝底 部表面進(jìn)行加熱步驟的示意圖;圖9顯示依據(jù)本發(fā)明的一具體實(shí)施例淺溝絕緣結(jié)構(gòu)工藝形成熱氧化物 襯墊層及氮化硅襯墊層之后的剖面示意圖;圖10顯示依據(jù)本發(fā)明的 一具體實(shí)施例淺溝絕緣結(jié)構(gòu)工藝完成介電層沉 積之后的剖面示意圖;圖11顯示依據(jù)本發(fā)明的一具體實(shí)施例淺溝絕緣結(jié)構(gòu)工藝完成介電層化 學(xué)機(jī)械拋光之后的剖面示意圖;圖12顯示依據(jù)本發(fā)明的 一具體實(shí)施例淺溝絕緣結(jié)構(gòu)工藝在去除墊氮化 層之后的剖面示意圖;圖13顯示依據(jù)本發(fā)明的又一具體實(shí)施例'淺溝絕緣結(jié)構(gòu)工藝中在形成熱氧 化物襯墊層及氮化硅襯墊層之后才對淺溝底部表面進(jìn)行力口熱步驟的示意圖。主要元件符號(hào)說明10半導(dǎo)體基底 13墊氧化層15墊氮化層 16開口17光致抗蝕劑層 19 淺溝19a 淺溝側(cè)壁20 熱氧化襯墊層31 轟擊處理19b底部25 氮化硅襯墊層 33 加熱處理42 介電層具體實(shí)施方式
發(fā)明人研究而發(fā)現(xiàn)上述氣泡缺陷產(chǎn)生的原因是因?yàn)闇\溝的基底表面的 非晶質(zhì)硅層含有碳及氧,使得硅基底與后續(xù)形成的氧化物襯墊層之間教著 不良。而在形成氮化硅襯墊層之后,應(yīng)力效應(yīng)使得此種私著不良更加劇烈, 產(chǎn)生脊?fàn)钗?ridge)現(xiàn)象,如圖1所示,進(jìn)而影響到后續(xù)的工藝步驟以及良率。 詳言之,在蝕刻形成淺溝之后,發(fā)現(xiàn)在淺溝底部的非晶硅層含有若干物質(zhì), 此等物質(zhì)在后續(xù)的工藝中會(huì)影響淺溝隔離結(jié)構(gòu)的制造。發(fā)明人使用俄歇電 子能讀4義(Auger Electron Spectroscopy, AES)對蝕刻后的淺溝表面測定,測 出有碳及氧的存在,其測定結(jié)果如圖2所示,顯示硅、碳、及氧均存在于 硅層表面中。此層無法藉由一般的RCA清洗法去除。然而,發(fā)明人發(fā)現(xiàn)使用惰性氣體對上述蝕刻后的表面進(jìn)行轟擊以移除 表面的非晶形硅層,此時(shí),非晶形硅層表面上吸附或結(jié)合的含碳或氧的物 質(zhì),可一并去除,經(jīng)過這樣的處理,可有效避免氣泡缺陷。圖3顯示如圖2 的非晶硅層表面經(jīng)過氬氣等離子體濺射處理以移除一薄層后,所得的俄歇 電子能譜儀測試結(jié)果,測得硅存在,而碳及氧的量已被大致去除??芍?jīng) 過移除一薄層的硅層,可一并去除含碳或氧的物質(zhì)。并且,在經(jīng)過氧化物 沉積填滿淺溝后,未發(fā)現(xiàn)氣泡狀缺陷,可知經(jīng)過含碳或氧的物質(zhì)的移除, 確實(shí)避免氣泡缺陷的產(chǎn)生。下文中將更詳細(xì)說明本發(fā)明。請參閱圖4至圖7及圖9至圖12,其繪 示的是依據(jù)本發(fā)明的一具體實(shí)施例淺溝絕緣結(jié)構(gòu)工藝的剖面示意圖。如圖4 所示,首先,提供一半導(dǎo)體基底10,其上形成有墊氧化層13、墊氮化層15、 及光致抗蝕劑層17。墊氧化層13優(yōu)選為二氧化硅,而墊氮化層15優(yōu)選為 氮化硅。如圖5所示,接著利用光刻工藝,形成光致抗蝕劑圖案,曝露出 部分的墊氮化層15,以及使用干蝕刻工藝移除曝露的墊氮化層15及其下方 的墊氧化層13,形成開口 16,暴露出即將在半導(dǎo)體基底10內(nèi)蝕刻出的淺 溝區(qū)i成。接著,如圖6所示,利用墊氮化層15作為蝕刻硬掩模,進(jìn)行干蝕刻工 藝,經(jīng)由開口 16蝕刻暴露出來的半導(dǎo)體基底10,形成淺溝19。 一般,淺 溝19的深度約介于2000A至4500A之間,但不限于此。所形成的淺溝19 最好能夠具有略微傾斜、向下漸縮的淺溝側(cè)壁19a以及平坦底部19b。在完 成淺溝的蝕刻之后,移除光致抗蝕劑層17,并可利用現(xiàn)有的清洗溶液濕式 清洗淺溝。然而,值得注意的是蝕刻后所得的底部19b的基底表層,為例 如非晶形硅層,往往因?yàn)楣庵驴刮g劑層等之故,留下含碳或氧的物質(zhì)(未示 出),例如CO、 H20、 C02、 02、或其他含碳或氧的物質(zhì),存在于非晶形硅 層表面或淺層中,無法4皮RCA清洗溶液濕式清洗掉。依據(jù)本發(fā)明的特征之一,即在移除光致抗蝕劑層17之后,進(jìn)行淺溝底 部19b表層所留有的含碳或氧的物質(zhì)的移除。移除的方式可舉例有例如圖7 所示,使用一惰性氣體,對淺溝底部的表面進(jìn)行轟擊(bombardment)處理31 以移除淺溝底部表層。將此表層移除時(shí),也連帶移除含碳或氧的物質(zhì),因 此后續(xù)工藝不會(huì)受此類物質(zhì)存在的影響而在淺溝底部產(chǎn)生氣泡狀缺陷。使 用惰性氣體主要是避免與半導(dǎo)體基底上的材料反應(yīng)。惰性氣體可為例如氬 氣或氦氣。移除的厚度并沒有特別限制,只要是不影響原來欲制造的元件 設(shè)計(jì)構(gòu)形及不影響硬掩模的形狀而影響掩模的功能均可,例如移除數(shù)A至 100A的厚度的表層,對硬掩模的形狀應(yīng)無影響。淺層的移除應(yīng)已足夠去除 含碳或氧的物質(zhì),至少已能改善其產(chǎn)生氣泡缺陷的情況。對淺溝的底部表面轟擊的方式,可為例如使用等離子體濺射的方式進(jìn) 行??墒褂门c形成淺溝時(shí)的同一蝕刻機(jī)臺(tái)進(jìn)行,利用同一等離子體蝕刻設(shè) 備進(jìn)行轟擊處理,或是在后續(xù)進(jìn)行HDPCVD沉積工藝的同一反應(yīng)室 (chamber)中進(jìn)行,使用HDPCVD機(jī)臺(tái)所提供的氬或氦氣做為惰性氣體,如 此可便利的完成淺溝的底部的表面處理。或者也可以在不同的反應(yīng)室或機(jī) 臺(tái)進(jìn)行,并無特別的限制。使用HDPCVD機(jī)臺(tái)時(shí),例如當(dāng)淺溝底部為非晶硅時(shí),可使用氬氣等離 子體,對淺溝的底部表面進(jìn)行轟擊,RF偏壓的功率可在例如500W至4000W 的范圍、壓力可在0.1至10托(torr)、溫度可在例如250至450°C 、及時(shí)間 可為1至20秒,但上述是舉例說明,只要能達(dá)到移除淺溝底部表層即可, 并無特別限制。例如當(dāng)^f吏用功率3000W時(shí),進(jìn)行3秒鐘,即可移除厚度約 達(dá)10A的硅層。或者,如圖8所示,移除淺溝底部的含碳或氧的物質(zhì)的方式可利用例 如加熱的方式進(jìn)行,以釋出位于淺溝底部硅基底表層的含碳或氧的物質(zhì)。 加熱的方式并無特別限制,例如可^f吏用射頻加熱的方式進(jìn)行。溫度可為例如大于40(TC,使用越高的溫度,則加熱的時(shí)間可望越短,而可使用的最高 溫度則取決于機(jī)臺(tái)的忍受度,所以并無特別限制。此加熱可在光致抗蝕劑層17去除后,形成氧化物襯墊層20之前進(jìn)行 即可。因此,此加熱步驟可在與淺溝的蝕刻同一反應(yīng)室中原位(in-situ)進(jìn)行, 意即,墊氮化層、墊氧化層、及半導(dǎo)體基底的蝕刻、光致抗蝕劑層的移除、 及將淺溝的底部加熱,可利用同一蝕刻設(shè)備,在同一反應(yīng)室中便利的進(jìn)行。 或者,此加熱步驟可在與接下來的沉積步驟同一反應(yīng)室中進(jìn)行,例如在與 HDPCVD相同的機(jī)臺(tái)的反應(yīng)室中進(jìn)行,利用射頻的設(shè)備進(jìn)行加熱,如此有 工藝上的便利。或者,亦可將此加熱步驟,在其他不相同的反應(yīng)室或不相 同的機(jī)臺(tái)中進(jìn)行,并無特別的限制。接著,繼續(xù)淺溝絕緣結(jié)構(gòu)工藝的進(jìn)行,請參閱圖9,進(jìn)行溫度約1000 。C左右、時(shí)間約3至10分鐘左右的熱氧化工藝,在淺溝19中形成熱氧化 襯墊層20,其優(yōu)選的厚度約介于50A至200A之間。隨后進(jìn)行化學(xué)氣相沉 積工藝,在半導(dǎo)體基底10上以及淺溝19的表面上沉積厚度約為20A至1 ooA 左右的氮化硅襯塾層25。氮化硅襯墊層25均勻地覆蓋在墊氮化層15以及 熱氧化襯墊層20之上。如圖10所示,接著進(jìn)行化學(xué)氣相沉積工藝,如現(xiàn)有技術(shù)已知的方式在 淺溝19中填入介電層42,做為絕緣結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選具體實(shí)施例, 介電層42可以是以高密度等離子體加強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(HDPCVD)工藝所沉 積的硅氧層,所使用的前驅(qū)物包括硅曱烷以及氧化亞氮(N20)。但是在其它 實(shí)施例中,介電層42亦可以是以其他化學(xué)氣相沉積方法所沉積者,例如, 大氣壓化學(xué)氣相沉積(APCVD)或者次常壓化學(xué)氣相沉積(SACVD)等。然后,如圖11所示,可進(jìn)一步利用墊氮化層15作為拋光停止層,進(jìn) 行化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)工藝,將位于淺溝19外面的多余介電層42拋光去除, 完成平坦化步驟。再如圖12所示,進(jìn)一步利用濕蝕刻或干蝕刻去除暴露出 來的墊氮化層15。例如利用含有熱磷酸的濕蝕刻溶液,進(jìn)行濕蝕刻,選擇 性地將經(jīng)由CMP平坦化步驟所暴露出來的墊氮化層15去除,此濕蝕刻同 時(shí)也會(huì)蝕刻掉部分的氮化硅襯墊層25。上述的依據(jù)本發(fā)明的淺溝絕緣結(jié)構(gòu)工藝的具體實(shí)施例,是在淺溝蝕刻 形成之后及氧化物襯墊層形成之前,進(jìn)行一淺溝底部的表面處理,以移除淺溝底部所留有的含碳或氧的物質(zhì)?;蛘撸鐖D13所示,依據(jù)本發(fā)明的又 一具體實(shí)施例,移除淺溝底部所留有的舍碳或氧的物質(zhì)的步驟,亦可在形 成氧化物襯墊層20及氮化硅襯墊層25之后進(jìn)行。詳言之,在蝕刻形成淺 溝后(如圖6所示),不立即進(jìn)行如圖7或圖8所示的移除淺溝底部的含碳或 氧的物質(zhì)的步驟,取而代之的是繼續(xù)進(jìn)行如圖9所示的氧化物襯墊層20及 氮化硅襯墊層25的形成步驟,接著,在形成氮化硅襯墊層25之后,或在 進(jìn)行化學(xué)氣相沉積工藝以在淺溝中填入介電層42之前,進(jìn)行加熱步驟35 , 以去除淺溝底部的含碳或氧的物質(zhì)。然后,繼續(xù)淺溝絕緣結(jié)構(gòu)的工藝,進(jìn) 行如圖10至圖12所示的介電層42的填入、化學(xué)機(jī)械拋光、及墊氮化層的 移除步驟。如上述的在進(jìn)行化學(xué)氣相沉積填溝之前進(jìn)行加熱步驟35的情形,此加 熱步驟可在與此化學(xué)氣相沉積(例如HDPCVD)工藝相同的反應(yīng)室中進(jìn)行, 因此可同時(shí)具有化學(xué)氣相沉積工藝的"預(yù)熱,,性質(zhì)。再者,可進(jìn)一步與工 藝相關(guān)的氣體或是惰性氣體一起進(jìn)行預(yù)熱,以增進(jìn)傳熱,例如擇自氧氣(02)、 氦氣(He)、氬氣(Ar)、及氫氣(&)所組成的組群的氣體,不會(huì)影響后續(xù)化學(xué) 氣相沉積工藝。溫度可在400。C以上,以有效的移除含碳或氧的物質(zhì)??衫?用化學(xué)氣相沉積工藝機(jī)臺(tái)的射頻裝置提供熱量,例如使用低頻1300Hz,或 高頻3100Hz。上述加熱步驟35亦可在與形成氮化硅襯墊層的相同反應(yīng)室或機(jī)臺(tái)中進(jìn) 行,或可在其他機(jī)臺(tái)中進(jìn)行,并無特別限制。只是若利用原位進(jìn)行,則能 具有工藝上的便利性。于此具體實(shí)施例中,雖然在已有氧化物襯墊層20及氮化硅襯墊層25 形成于淺溝底部表面后,才進(jìn)行加熱步驟以移除含碳或氧的物質(zhì),但是仍 可有效移除含碳或氧的物質(zhì)。與現(xiàn)有技術(shù)比較,依據(jù)本發(fā)明的淺溝隔離結(jié)構(gòu)工藝,因?qū)ξg刻后的淺 溝底部表面進(jìn)行移除含碳或氧的物質(zhì)的處理,因此可避免因氮化硅襯墊層形成于淺溝底部后所易產(chǎn)生的氣泡缺陷。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例,凡依本發(fā)明權(quán)利要求所做的均等 變化與修飾,皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1. 一種避免產(chǎn)生氣泡缺陷的淺溝絕緣結(jié)構(gòu)工藝,包括提供半導(dǎo)體基底,其上形成有墊氧化層以及墊氮化層;形成光致抗蝕劑層于該墊氮化層上,及進(jìn)行光刻工藝以將該光致抗蝕劑層圖案化而部分曝露出該墊氮化層;蝕刻該曝露的墊氮化層及其下方的墊氧化層,形成開口;經(jīng)由該開口蝕刻該半導(dǎo)體基底,形成淺溝;移除該光致抗蝕劑層,而于該淺溝的底部表面留有含碳或氧的物質(zhì);移除該淺溝的底部表面所留有的該含碳或氧的物質(zhì);于該淺溝的表面上形成氧化物襯墊層;于該氧化物襯墊層上形成氮化硅襯墊層;以及進(jìn)行化學(xué)氣相沉積工藝,在該淺溝內(nèi)沉積并填滿介電層。
2. 如權(quán)利要求1所述的淺溝絕緣結(jié)構(gòu)工藝,其中移除該淺溝的底部表 面所留有的該含碳或氧的物質(zhì)的步驟是藉由使用惰性氣體對該淺溝的底部 表面轟擊以移除表層而進(jìn)行。
3. 如權(quán)利要求2所述的淺溝絕緣結(jié)構(gòu)工藝,其中該惰性氣體是擇自氬 與氦所組成的組群。
4. 如權(quán)利要求2所述的淺溝絕緣結(jié)構(gòu)工藝,其中該移除的表層具有數(shù) A至100A的厚度。
5. 如權(quán)利要求2所述的淺溝絕緣結(jié)構(gòu)工藝,其中對該淺溝的底部表面 轟擊是使用等離子體濺射的方式進(jìn)行。
6. 如權(quán)利要求1所述的淺溝絕緣結(jié)構(gòu)工藝,其中該半導(dǎo)體基底包括硅。
7. 如權(quán)利要求1所述的淺溝絕緣結(jié)構(gòu)工藝,其中移除該淺溝的底部表 面所留有的該含碳或氧的物質(zhì)的步驟是藉由將該淺溝的底部加熱以釋出該 含碳或氧的物質(zhì)而進(jìn)行。
8. 如權(quán)利要求7所述的淺溝絕緣結(jié)構(gòu)工藝,其中將該淺溝的底部加熱 是使用射頻加熱的方式進(jìn)行。
9. 如權(quán)利要求7所述的淺溝絕緣結(jié)構(gòu)工藝,其中蝕刻該墊氮化層、墊 氧化層、及該半導(dǎo)體基底、移除該光致抗蝕劑層、及將該淺溝的底部加熱 是在同 一反應(yīng)室中原位進(jìn)行。
10. 如權(quán)利要求7所述的淺溝絕緣結(jié)構(gòu)工藝,其中將該淺溝的底部加熱 與蝕刻該半導(dǎo)體基底是在不相同的反應(yīng)室中進(jìn)行。
11. 如權(quán)利要求7所述的淺溝絕緣結(jié)構(gòu)工藝,其中將該淺溝的底部加熱 與形成該氧化物襯墊層、形成該氮化硅襯墊層、以及在該淺溝內(nèi)沉積并填 滿該介電層是在同一反應(yīng)室中進(jìn)行。
12. —種避免產(chǎn)生氣泡缺陷的淺溝絕緣結(jié)構(gòu)工藝,包括 提供半導(dǎo)體基底,其上形成有墊氧化層以及墊氮化層;形成光致抗蝕劑層于該墊氮化層上,及進(jìn)行光刻工藝以將該光致抗蝕 劑層圖案化而部分曝露出該墊氮化層;蝕刻該曝露的墊氮化層及其下方的墊氧化層,形成開口 ; 經(jīng)由該開口蝕刻該半導(dǎo)體基底,形成淺溝;移除該光致抗蝕劑層,而于該淺溝的底部表面留有含碳或氧的物質(zhì); 于該淺溝的表面上形成氧化物襯墊層; 于該氧化物襯墊層上形成氮化硅襯墊層;在形成該氮化硅襯墊層之后,藉由將該淺溝的底部加熱以移除該含碳 或氧的物質(zhì);以及在將該淺溝的底部加熱以移除該含碳或氧的物質(zhì)之后,進(jìn)行化學(xué)氣相 沉積工藝,以在該淺溝內(nèi)沉積并填滿介電層。
13. 如權(quán)利要求12所述的淺溝絕緣結(jié)構(gòu)工藝,其中該半導(dǎo)體基底為硅 基底,而該淺溝底部為非晶形硅。
14. 如權(quán)利要求12所述的淺溝絕緣結(jié)構(gòu)工藝,其中將該淺溝的底部加 熱是使用射頻加熱的方式進(jìn)行。
15. 如權(quán)利要求12所述的淺溝絕緣結(jié)構(gòu)工藝,其中將該淺溝的底部加 熱是在進(jìn)行該化學(xué)氣相沉積工藝的反應(yīng)室中原位進(jìn)行。
16. 如權(quán)利要求15所述的淺溝絕緣結(jié)構(gòu)工藝,其中在將該淺溝的底部 加熱時(shí),該反應(yīng)室中含有擇自氧氣、氦氣、氬氣與氫氣所組成組群的氣體。
17. 如權(quán)利要求12所述的'淺溝絕緣結(jié)構(gòu)工藝,其中將該淺溝的底部加 熱是在形成該氮化硅襯墊層的反應(yīng)室中原位進(jìn)行。
18. 如權(quán)利要求12所述的淺溝絕緣結(jié)構(gòu)工藝,其中將該淺溝的底部加 熱是在與進(jìn)行該化學(xué)氣相沉積工藝及形成該氮化硅襯墊層的不同的反應(yīng)室 中進(jìn)行。
19. 一種淺溝絕緣結(jié)構(gòu)的淺溝底部表面處理以避免產(chǎn)生氣泡缺陷的方法,包括提供半導(dǎo)體基底,其包括經(jīng)蝕刻而形成的淺溝,并且其工藝中所利用 的光致抗蝕劑層已被移除,該淺溝的底部表面具有舍碳或氧的物質(zhì);及 移除該淺溝的底部表面所具有的該含碳或氧的物質(zhì)。
20. 如權(quán)利要求19所述的方法,其中移除該淺溝的底部表面所具有的 該含碳或氧的物質(zhì)是藉由使用惰性氣體對該淺溝的底部表面轟擊以移除表 層而進(jìn)行。
21. 如權(quán)利要求19所述的方法,其中移除該淺溝的底部表面所具有的 該含碳或氧的物質(zhì)是藉由將該淺溝的底部表面加熱以釋出該含碳或氧的物 質(zhì)而進(jìn)行。
22. 如權(quán)利要求21所述的方法,在藉由將該淺溝的底部表面加熱以釋 出該含碳或氧的物質(zhì)之前,進(jìn)一步包括于該淺溝的表面上形成氧化物襯墊 層、及于該氧化物襯墊層上形成氮化硅村墊層的步驟。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種避免產(chǎn)生氣泡缺陷的淺溝絕緣結(jié)構(gòu)工藝,是在蝕刻形成淺溝后,對淺溝底部表面進(jìn)行含碳或氧的物質(zhì)的移除,再繼續(xù)完成此淺溝絕緣結(jié)構(gòu)工藝。另外,亦可在淺溝的表面上形成氧化物襯墊層及氮化硅襯墊層之后,才進(jìn)行淺溝底部表面的含碳或氧的物質(zhì)的移除。本發(fā)明亦揭示一種淺溝底部表面處理的方法。經(jīng)過對淺溝表面的處理,可避免因?yàn)榈枰r墊層的使用所導(dǎo)致的氣泡缺陷。
文檔編號(hào)H01L21/762GK101256976SQ20071008561
公開日2008年9月3日 申請日期2007年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月1日
發(fā)明者吳欣昌 申請人:聯(lián)華電子股份有限公司