在半導體晶圓上制備聚硅氮烷的方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種在半導體晶圓上沉積聚硅氮烷的方法。方法包括以下步驟：將硅氮烷設(shè)置在半導體晶圓上以及加熱硅氮烷以在半導體晶圓上形成聚硅氮烷。本發(fā)明還提供了一種在半導體晶圓上制備聚硅氮烷的裝置。
【專利說明】在半導體晶圓上制備聚硅氮烷的方法和裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明一般地涉及半導體【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地來說，涉及在半導體晶圓上制備聚硅氮烷的方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]根據(jù)集成電路設(shè)計方面，淺溝槽隔離技術(shù)在制造工藝和電隔離方面與局部硅氧化(LOCOS)相比具有多個優(yōu)點，因此在線寬小于0.25微米的時代之后成為主流技術(shù)之一。
[0003]通常，淺溝槽隔離(STI)用于將半導體晶圓上的有源區(qū)相互分離和隔離。歷史上通過蝕刻溝槽、用諸如氧化物的電介質(zhì)過填充溝槽、然后用諸如化學機械拋光(CMP)或者蝕刻的工藝去除任何多余的電介質(zhì)以去除位于溝槽外部的電介質(zhì)來形成這些STI。這種電介質(zhì)有助于相互電隔離有源區(qū)。
[0004]由于STI的溝槽的寬度相當狹窄，所以由于聚硅氮烷比氧化物更好的流動性，當前通過在等離子體處理下三甲硅烷基氨(前體)(即，N(SiH3) 3)、氧氣(即，O2)和氨氣(即，NH3)的反應(yīng)在半導體晶圓上方形成聚硅氮烷，然后，聚硅氮烷轉(zhuǎn)換成氧化物以提供隔離。
[0005]然而，在等離子體處理下三甲硅烷基氨、氧氣和氨氣的反應(yīng)非常劇烈，因此通常不可以避免在聚硅氮烷中的缺陷的出現(xiàn)，例如空隙。這些缺陷常常導致用于接近納米級線寬的隔離失敗。因此，需要解決上述問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的缺陷，根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種用于在半導體晶圓上沉積聚硅氮烷的方法，所述方法包括以下步驟:將硅氮烷設(shè)置到所述半導體晶圓上；以及加熱所述硅氮烷以在所述半導體晶圓上形成所述聚硅氮烷。
[0007]在該方法中，所述半導體晶圓包括溝槽結(jié)構(gòu)，并且設(shè)置步驟包括用所述硅氮烷充分填充所述溝槽結(jié)構(gòu)以形成淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的子步驟。
[0008]在該方法中，設(shè)置步驟中的所述硅氮烷溶解在溶劑中以形成硅氮烷溶液；以及在約-30°C至10°C范圍內(nèi)的冷卻溫度下實施所述設(shè)置步驟，并且所述設(shè)置步驟包括使用具有多個噴射孔的噴頭以通過所述多個噴射孔將所述硅氮烷溶液噴射在所述半導體晶圓上的子步驟。
[0009]在該方法中，所述溶劑包括NH3，并且所述冷卻溫度在大約-10°C至0°C的范圍內(nèi)。
[0010]在該方法中，加熱步驟包括以下子步驟:在約30°C至100°C范圍內(nèi)的驅(qū)逐溫度下加熱所述硅氮烷以逐出所述溶劑；排放被逐出的溶劑；以及以約200°C至400°C范圍內(nèi)的退火溫度以及約10秒至I小時范圍內(nèi)的退火時間對所述硅氮烷進行退火。
[0011]在該方法中，所述驅(qū)逐溫度在約40°C至60°C的范圍內(nèi)；所述退火溫度在約250°C至300°C的范圍內(nèi)；以及所述退火時間在約30秒至10分鐘的范圍內(nèi)。
[0012]該方法進一步包括引入與所述聚硅氮烷發(fā)生反應(yīng)的氧氣和水蒸氣以在約200°C至400°C范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)換溫度下將所述聚硅氮烷轉(zhuǎn)換成氧化物的步驟。[0013]在該方法中，所述轉(zhuǎn)換溫度在約250°C至350°C的范圍內(nèi)。
[0014]該方法進一步包括引入與所述聚硅氮烷發(fā)生反應(yīng)的臭氧以在約200°C至400°C范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)換溫度下將所述聚硅氮烷轉(zhuǎn)換成氧化物的步驟。
[0015]在該方法中，所述轉(zhuǎn)換溫度在約250°C至350°C的范圍內(nèi)。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于在半導體晶圓上制備聚硅氮烷的裝置，所述裝置包括:硅氮烷供給器件，用于在所述半導體晶圓上提供硅氮烷；以及聚合加熱器，用于加熱所述硅氮烷以在所述半導體晶圓上形成所述聚硅氮烷。
[0017]在該裝置中，所述硅氮烷被溶解在溶劑中以形成通過所述硅氮烷供給器件提供在所述半導體晶圓上的硅氮烷溶液；所述半導體晶圓包括用于形成淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的溝槽結(jié)構(gòu)；以及所述溝槽結(jié)構(gòu)充分填充有所述聚硅氮烷。
[0018]在該裝置中，所述硅氮烷供給器件包括噴頭，所述噴頭包括用于將所述硅氮烷溶液噴射在所述半導體晶圓上的多個噴射孔，并且所述溶劑包括nh3。
[0019]在該裝置中，要被加熱的所述半導體晶圓設(shè)置在所述聚合加熱器上；以約30°C至100°C范圍內(nèi)的驅(qū)逐溫度通過所述聚合加熱器加熱所述硅氮烷溶液以逐出所述溶劑；以及在逐出所述溶劑之后，以約200°c至400°C范圍內(nèi)的退火溫度以及約10秒至I小時范圍內(nèi)的退火時間通過所述聚合加熱器加熱所述硅氮烷以在所述半導體晶圓上形成所述聚硅氮燒。
[0020]在該裝置中，所述驅(qū)逐溫度在約40°C至60°C的范圍內(nèi)；所述退火溫度在約250°C至300°C的范圍內(nèi)；以及所述退火時間在約30秒至10分鐘的范圍內(nèi)。
[0021]該裝置進一步包括:第一腔室，包括內(nèi)壁，所述硅氮烷供給器件和所述聚合加熱器設(shè)置在所述第一腔室內(nèi)部；以及冷卻器件，冷卻所述內(nèi)壁以提供在-30°C至10°C范圍內(nèi)的冷卻溫度下冷卻所述硅氮烷溶液的功能。
[0022]該裝置進一步包括第一泵，用于當所述溶劑蒸發(fā)時，使所述第一腔室真空化并排放所述溶劑，其中，所述冷卻溫度在約-1 (TC至O °c的范圍內(nèi)。
[0023]該裝置進一步包括:通道；第二腔室，通過所述通道與所述第一腔室連接，其上具有所述聚硅氮烷的所述半導體晶圓從所述第一腔室通過所述通道被傳送至所述第二腔室；反應(yīng)物供給器件，設(shè)置在所述第二腔室內(nèi)部，用于提供與所述聚硅氮烷發(fā)生反應(yīng)以形成氧化物的反應(yīng)物；第二泵，與所述第二腔室連接，并用于使所述第二腔室真空化；以及轉(zhuǎn)換加熱器，設(shè)置在所述第二腔室內(nèi)部，用于以約200至400°C范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)換溫度加熱所述聚硅氮烷以將所述聚硅氮烷轉(zhuǎn)換成氧化物。
[0024]在該裝置中，所述反應(yīng)物包括臭氧或者氧氣與水蒸氣的組合，所述轉(zhuǎn)換溫度在約250至350°C的范圍內(nèi)，并且在所述轉(zhuǎn)換溫度下通過所述轉(zhuǎn)換加熱器加熱的所述聚硅氮烷與所述反應(yīng)物發(fā)生反應(yīng)并轉(zhuǎn)換成所述氧化物。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種用于在半導體晶圓上沉積聚硅氮烷的方法，所述方法包括以下步驟:將硅氮烷設(shè)置在所述半導體晶圓上；以及使所述硅氮烷在所述半導體晶圓上形成所述聚硅氮烷。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1是根據(jù)本發(fā)明的各種實施例示出用于在半導體晶圓上沉積聚硅氮烷的方法的流程圖；
[0027]圖2是根據(jù)本發(fā)明的各種實施例示出用于在半導體晶圓上沉積聚硅氮烷的方法的流程圖；
[0028]圖3是根據(jù)本發(fā)明的各種實施例示出用于在半導體晶圓上制備聚硅氮烷的裝置的不意圖；
[0029]圖4是根據(jù)本發(fā)明的各種實施例示出用于在半導體晶圓上制備聚硅氮烷的裝置的不意圖；
[0030]圖5A是根據(jù)本發(fā)明的各種實施例示出形成淺溝槽隔離(STI)結(jié)構(gòu)的第一工藝中的中間結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0031]圖5B是根據(jù)本發(fā)明的各種實施例示出形成STI結(jié)構(gòu)的第二工藝中的中間結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0032]圖5C是根據(jù)本發(fā)明的各種實施例示出形成STI結(jié)構(gòu)的第三工藝中的中間結(jié)構(gòu)的示意圖；以及
[0033]圖是根據(jù)本發(fā)明的各種實施例示出形成STI結(jié)構(gòu)的第四工藝中的中間結(jié)構(gòu)的示意圖。
【具體實施方式】
[0034]將關(guān)于具體實施例以及參考某些附圖描述本發(fā)明，但是本發(fā)明不限于此而是僅通過權(quán)利要求進行限定。所描述的附圖僅僅是示意性的而非限制性的。在附圖中，為了說明的目的，可以放大一些元件的尺寸而沒有按比例繪制。尺寸和相對尺寸沒有必要對應(yīng)于實踐的實際減小。
[0035]此外，在說明書和權(quán)利要求中的術(shù)語第一、第二等是用于區(qū)分類似元件，并沒有必要以時間排序、空間排序或者任意其他方式描述的序列。應(yīng)該理解，這樣使用的術(shù)語在適當?shù)那闆r下可互換，并且本文中所述的實施例能夠以本文中描述或者說明的其他序列工作。
[0036]而且，在說明書和權(quán)利要求中的術(shù)語頂部、底部、上方、下方等是用于描述目的，并沒有必要描述空間相對位置。應(yīng)該理解，這樣使用的術(shù)語在適當?shù)那闆r下可互換，并且本文中所述的實施例能夠以本文中描述或者說明的其他定向工作。
[0037]請參考圖1，該附圖是根據(jù)本發(fā)明的各種實施例示出用于在半導體晶圓上方沉積聚硅氮烷的方法的流程圖。方法包括以下步驟。首先，硅氮烷設(shè)置在半導體晶圓上(步驟11)。其次，加熱硅氮烷以在半導體晶圓上形成聚硅氮烷。半導體晶圓可以包括形成淺溝槽隔離(STI)結(jié)構(gòu)的溝槽結(jié)構(gòu)，并且溝槽結(jié)構(gòu)充分填充有聚硅氮烷。在一些實施例中，形成在半導體晶圓上方的聚硅氮烷基本上沒有任何空隙，因此解決了先前技術(shù)中在等離子體處理下三甲硅烷基氨(TSA)與NH3的發(fā)生反應(yīng)所導致的嚴重缺陷問題。因此，在一些實施例中的技術(shù)可以應(yīng)用于在具有納米級線寬的集成電路上制造STI而沒有任何不希望得到的空隙或者缺陷。
[0038]任選地，設(shè)置硅氮烷的步驟中的硅氮烷可以溶解在溶劑中，例如，NH3，形成硅氮烷溶液以提供比單獨的硅氮烷更高的流動性(mobility)，因此，位于半導體晶圓上的非常狹窄的納米級溝槽仍可以充分填充有硅氮烷而沒有任何空隙?？梢酝ㄟ^使用硅氮烷供給器件(例如，有多個噴射孔的噴頭)在約_30°C至10°C的范圍內(nèi)的冷卻溫度下實施步驟11，以將硅氮烷溶液噴射在半導體晶圓上。在一些實施例中，冷卻溫度控制在約-10°C至o°c。由于它的沸點在I個大氣壓下是約-34°c，所以可控冷卻溫度可以防止NH3蒸發(fā)得太快。噴頭的流道中的硅氮烷溶液可以保持在高壓之下，從而可以提高NH3的沸點以允許NH3在高于標準沸點(_34°C)的溫度時保持液體狀態(tài)，作為硅氮烷的良好溶劑。
[0039]步驟12可以任選選地包括以下子步驟:在約30°C至100°C的范圍內(nèi)的驅(qū)逐溫度下加熱硅氮烷溶液以逐出溶劑、排放逐出的溶劑以及在約200°C至400°C的范圍內(nèi)的退火溫度下和在約10秒至I小時范圍內(nèi)的退火時間段內(nèi)對硅氮烷進行退火以在半導體晶圓上方形成聚硅氮烷。在一些實施例中，驅(qū)逐溫度可以控制在約40°C至60°C的范圍內(nèi)，例如50°C，退火溫度可以控制在約250°C至300°C的范圍內(nèi)，而退火時間花費約30秒至10分鐘。對于不同晶圓尺寸、集成電路的層結(jié)構(gòu)、溝槽寬度、溝槽深度和/或硅氮烷溶液濃度可以靈活和適當調(diào)節(jié)以上提及的溫度和時間周期。
[0040]在半導體晶圓上形成聚硅氮烷之后，可能存在以下進一步的步驟:在約200°C至400°C的范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)換溫度下引入要與聚硅氮烷發(fā)生反應(yīng)的氧氣和水蒸氣的混合物以將聚硅氮烷轉(zhuǎn)換成氧化物(例如，主要是Si02)。由于在以上實施例中，半導體晶圓上的溝槽結(jié)構(gòu)充分填充有聚硅氮烷而沒有任何空隙，所以由聚硅氮烷轉(zhuǎn)換的氧化物保持溝槽結(jié)構(gòu)中而沒有任何空隙。在一個實施例中，轉(zhuǎn)換溫度在約250°C至350°C的范圍內(nèi)。
[0041]請參考圖2，該附圖是根據(jù)本發(fā)明的各種實施例示出在半導體晶圓上沉積聚硅氮烷的方法的流程圖。方法包括以下步驟。首先，硅氮烷被設(shè)置在半導體晶圓上(步驟21)。其次，使硅氮烷在半導體晶圓上形成聚硅氮烷(步驟22)。可以通過采用以上實施例中的同樣的技術(shù)方法(即，加熱)或者其他方法(例如引入催化劑以在較低溫度下促進硅氮烷聚合)來實施使硅氮烷在半導體晶圓上形成聚硅氮烷的步驟22。類似地，在該實施例中的技術(shù)可以成功地在半導體晶圓上的納米級溝槽結(jié)構(gòu)或者其他微小而復(fù)雜的結(jié)構(gòu)中制造沒有不期望的空隙的聚硅氮烷層。
[0042]請參考圖3，該附圖是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例示出用于在半導體晶圓上制備聚硅氮烷的裝置30的示意圖。裝置30包含硅氮烷供給器件31和聚合加熱器32。硅氮烷供給器件31可以將硅氮烷提供在半導體晶圓上，而聚合加熱器32可以加熱硅氮烷以在半導體晶圓上形成聚硅氮烷。
[0043]在一些實施例中，通過硅氮烷供給器件提供的硅氮烷可以在從約_30°C至10°C的范圍內(nèi)的冷卻溫度下溶解在溶劑(例如，NH3)中以形成硅氮烷溶液，從而提供比單獨的硅氮烷更高的流動性，因此，半導體晶圓上的非常狹窄的納米級溝槽仍可以充分填充有硅氮烷沒有任何空隙。
[0044]在一些實施例中，硅氮烷供給器件可以被設(shè)計成包括具有多個噴射孔的噴頭，在噴射孔用于在約_30°C至10°C的范圍內(nèi)的冷卻溫度下和在約I個至100個大氣壓的范圍內(nèi)的高壓下將硅氮烷溶液噴射在半導體晶圓上。在一些實施例中，冷卻溫度控制在約-1o°c至0°C。由于NH3的沸點在I個大氣壓下是約_34°C可控，所以冷卻溫度可以防止NH3蒸發(fā)得太快。高壓可以增加NH3的沸點使得NH3在高于標準沸點(_34°C)的溫度下仍保持在液體狀態(tài)作為硅氮烷的良好溶劑。
[0045]請參考圖4，該附圖是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例示出用于在半導體晶圓上制備聚硅氮烷的裝置40的示意圖。裝置40包含第一腔室41a、通道41c、第二腔室41b、硅氮烷供給器件42a、反應(yīng)物供給器件42b、聚合加熱器43a、轉(zhuǎn)換加熱器43b、冷卻器件44、第一泵45a和第二泵45b。在一些實施例中，硅氮烷供給器件42a (例如，有多個孔的噴頭)和聚合加熱器43a位于第一腔室41a內(nèi)部。
[0046]在一些實施例中，硅氮烷可以溶解在適當?shù)娜軇?例如，NH3)中，以形成用于增強它的流動性的硅氮烷溶液。第一泵45a和冷卻器件44分別地與第一腔室41a連接，其中，第一泵45a可以用于使第一腔室41a為真空化和排放硅氮烷溶液的溶劑，而冷卻器件44可以冷卻第一腔室41a的內(nèi)壁41i的溫度，使得可以適當控制第一腔室41a內(nèi)部的溫度并且將溶劑(NH3)冷卻到期望溫度以防止蒸發(fā)得很快。沉積有聚硅氮烷的半導體晶圓47可以置于聚合加熱器43a上，因此可以通過來自聚合加熱器43a的熱加熱溶劑NH3蒸發(fā)之后的硅氮烷以進行聚合，從而在半導體晶圓47上形成聚硅氮烷。通過在以上實施例中采用在半導體晶圓上制備聚硅氮烷的方法和在一些實施例中使用裝置40，半導體晶圓47上的納米級溝槽結(jié)構(gòu)(例如，淺溝槽隔離(STI)結(jié)構(gòu))可以充分填充有聚硅氮烷而沒有任何不期望的空隙。因此，可以以極高的收益率成功地制造納米級STI結(jié)構(gòu)。
[0047]在半導體晶圓47上形成聚硅氮烷之后，通過使用機械(例如，機械臂(未示出))將半導體晶圓47從第一腔室41a經(jīng)過通道41c轉(zhuǎn)移到第二腔室41b中。如圖4所示，反應(yīng)物供給器件42b和轉(zhuǎn)換加熱器43b位于第二腔室41b內(nèi)部，其中，通過聚硅氮烷轉(zhuǎn)換成氧化物(即，主要是SiO2)發(fā)生轉(zhuǎn)換反應(yīng)。通常，SiO2在半導體晶圓47上的STI結(jié)構(gòu)中提供比聚硅氮烷更好的隔離功能。
[0048]在一些實施例中，通過反應(yīng)物供給器件42b提供的反應(yīng)物包括氧和水蒸氣。在一些實施例中，臭氧用作反應(yīng)物。從第一腔室41a轉(zhuǎn)移的半導體晶圓47置于轉(zhuǎn)換加熱器43b上，通過轉(zhuǎn)換加熱器43b提供的熱促進從聚硅氮烷至氧化物的轉(zhuǎn)換反應(yīng)。在一些實施例中，在控制在約250至350°C的范圍內(nèi)的溫度下發(fā)生轉(zhuǎn)換反應(yīng)。第二泵45b連接至第二腔室41b，以用于使第二腔室41b真空化和排放未反應(yīng)的反應(yīng)物和氣態(tài)副產(chǎn)品。
[0049]注意到上面的聚合加熱器43a和轉(zhuǎn)換加熱器43b可以是相同的、類似的或者不同類型的加熱器，其中，給出這些加熱器的名字僅是了識別的目的，并且可以從各種類型的一般或者特定加熱器中單獨選擇這兩個加熱器。
[0050]類似地，上面的硅氮烷供給器件42a和反應(yīng)物供給器件42b可以是同樣的、類似的或者不同類型的器件，其中，給出這些器件的名字僅是為了識別的目的，硅氮烷供給器件42a的噴射孔的尺寸常?？梢员辉O(shè)計成與反應(yīng)物供給器件42b的噴射孔的尺寸不同或者有時相同。
[0051]在一些實施例中，分別在圖5A-5D中示出了根據(jù)本發(fā)明的各種實施例在半導體晶圓上形成淺溝槽隔離(STI)結(jié)構(gòu)的第一工藝、第二工藝、第三工藝和第四工藝中的中間結(jié)構(gòu)。如圖5A所示，在通過光刻膠層52的圖案化工藝之后，通過蝕刻工藝在半導體晶圓51上形成溝槽50。
[0052]如圖5B所示，溶解在例如NH3的溶劑中的硅氮烷單體53 (或者硅氮烷單體53和低聚物的混合物)被設(shè)置在半導體晶圓51上并且充分填充溝槽50。
[0053]在約30°C至100°C的范圍內(nèi)的驅(qū)逐溫度(例如，40°C至60°C )下加熱硅氮烷單體53 (或者硅氮烷單體53和低聚物的混合物)溶液以逐出溶劑，例如，NH3，可以通過泵排放在腔室中的溶劑。然后，如圖5C所示，在約200°C至400°C的范圍內(nèi)的退火溫度(例如，250至300°C )下和在在約10秒至I小時的范圍內(nèi)的退火時間段(例如，0.5至10分鐘)內(nèi)對硅氮烷單體53 (或者硅氮烷單體53和低聚物的混合物)進行退火，以形成由聚硅氮烷材料形成的聚硅氮烷層54。由于硅氮烷單體53或者硅氮烷低聚物的流動性很高，所以在硅氮烷聚合之后，圖5C中的溝槽50可以充分填充有聚硅氮烷而沒有任何空隙。
[0054]然后，如圖所示，引入要與聚硅氮烷層54發(fā)生反應(yīng)的反應(yīng)物(氧氣和水蒸氣(蒸汽))，以在約200至400°C的范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)換溫度(例如，250至350°C)下將聚硅氮烷轉(zhuǎn)換成氧化物從而形成氧化物層55。由于氧化物前體(聚硅氮烷)充分填充溝槽50而沒有任何空隙，所以溝槽50充分填充有氧化物而沒有任何空隙。因此，圖所示的結(jié)構(gòu)可以提供傳統(tǒng)技術(shù)不可能達到的高可靠性的良好的絕緣功能，特別地用于先進的納米級線寬的半導體芯片。此外，可以通過化學機械平坦化(CMP)工藝或者蝕刻工藝進一步處理圖所示的結(jié)構(gòu)以去除光刻膠層52和與光刻膠層52直接接觸的氧化層55的部分，以形成淺溝槽隔離(STI)結(jié)構(gòu)。
[0055]實施例
[0056]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了用于在半導體晶圓上沉積聚硅氮烷的方法。方法包括以下步驟:將硅氮烷設(shè)置在半導體晶圓上；以及加熱硅氮烷以在半導體晶圓上形成聚硅氮烷。
[0057]根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了用于在半導體晶圓上制備聚硅氮烷的裝置。裝置包括:硅氮烷供給器件，用于將硅氮烷提供在半導體晶圓上；以及聚合加熱器，用于加熱硅氮烷以在半導體晶圓上形成聚硅氮烷。
[0058]根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，提供了用于在半導體晶圓上沉積聚硅氮烷的方法。方法包括以下步驟:將硅氮烷設(shè)置在半導體晶圓上；以及使硅氮烷在半導體晶圓上方形成聚硅氮烷。
[0059]雖然根據(jù)目前被認為是最實際的和優(yōu)選的實施例描述了本發(fā)明，但是應(yīng)該理解，本發(fā)明不僅限于本發(fā)明的實施例。相反，本發(fā)明旨在涵蓋包括在符合最廣義解釋的所附權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)的各種修改和類似布局以包含所有這樣的修改和類似結(jié)構(gòu)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于在半導體晶圓上沉積聚硅氮烷的方法，所述方法包括以下步驟: 將硅氮烷設(shè)置到所述半導體晶圓上；以及 加熱所述硅氮烷以在所述半導體晶圓上形成所述聚硅氮烷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述半導體晶圓包括溝槽結(jié)構(gòu)，并且設(shè)置步驟包括用所述硅氮烷充分填充所述溝槽結(jié)構(gòu)以形成淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的子步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中， 設(shè)置步驟中的所述硅氮烷溶解在溶劑中以形成硅氮烷溶液；以及在約-30°C至10°C范圍內(nèi)的冷卻溫度下實施所述設(shè)置步驟，并且所述設(shè)置步驟包括使用具有多個噴射孔的噴頭以通過所述多個噴射孔將所述硅氮烷溶液噴射在所述半導體晶圓上的子步驟。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述溶劑包括NH3,并且所述冷卻溫度在大約-10°C至(TC的范圍內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，加熱步驟包括以下子步驟: 在約30°C至100°C范圍內(nèi)的驅(qū)逐溫度下加熱所述硅氮烷以逐出所述溶劑； 排放被逐出的溶劑；以及 以約200°C至400°C范圍內(nèi)的退火溫度以及約10秒至I小時范圍內(nèi)的退火時間對所述硅氮烷進行退火。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中: 所述驅(qū)逐溫度在約40°C至60°C的范圍內(nèi)； 所述退火溫度在約250°C至300°C的范圍內(nèi)；以及 所述退火時間在約30秒至10分鐘的范圍內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進一步包括引入與所述聚硅氮烷發(fā)生反應(yīng)的氧氣和水蒸氣以在約200°C至400°C范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)換溫度下將所述聚硅氮烷轉(zhuǎn)換成氧化物的步驟。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述轉(zhuǎn)換溫度在約250°C至350°C的范圍內(nèi)。
9.一種用于在半導體晶圓上制備聚硅氮烷的裝置，所述裝置包括: 硅氮烷供給器件，用于在所述半導體晶圓上提供硅氮烷；以及 聚合加熱器，用于加熱所述硅氮烷以在所述半導體晶圓上形成所述聚硅氮烷。
10.一種用于在半導體晶圓上沉積聚硅氮烷的方法，所述方法包括以下步驟: 將硅氮烷設(shè)置在所述半導體晶圓上；以及 使所述硅氮烷在所述半導體晶圓上形成所述聚硅氮烷。
【文檔編號】H01L21/67GK103579080SQ201210549608
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月25日
【發(fā)明者】周友華, 李志聰, 洪敏皓, 連明惠, 吳志仁, 黃振銘 申請人:臺灣積體電路制造股份有限公司