專(zhuān)利名稱(chēng)：蝕刻側(cè)壁的方法及形成半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體制備過(guò)程，特別是涉及一種蝕刻側(cè)壁的方法，一種填滿(mǎn)溝槽步驟中的蝕刻方法，以及一種藉由淺溝槽隔離制備過(guò)程于具有溝槽的基底上形成半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體裝置的制備過(guò)程中，集成電路結(jié)構(gòu)通常是以一種多層的結(jié)構(gòu)存在。首先在基底層上，將具有擴(kuò)散區(qū)的晶體管裝置形成于硅基底上；在后續(xù)所形成的其它層中，相互連接的金屬線(xiàn)會(huì)被圖案化并電性連接至晶體管裝置以定義出具有所需的功能的裝置，而被圖案化的導(dǎo)電層與其它導(dǎo)電層之間則以二氧化硅等介電材料予以隔離開(kāi)來(lái)。這些介電材料基本上構(gòu)成多層結(jié)構(gòu)的絕緣層與基底層。此處所使用的”基底”這個(gè)名詞包含一基本的基底如硅半導(dǎo)體晶片，以及任何多層結(jié)構(gòu)的基底層。
于基底形成結(jié)構(gòu)的制備過(guò)程中，溝槽通常是形成在一種材料層中，如硅基底、金屬基底、或者介電基底層上，且溝槽內(nèi)會(huì)填入其它的材料。以淺溝槽隔離區(qū)(shallow trench isolation，STI)的制備過(guò)程為例，溝槽用以定義如晶體管或存儲(chǔ)單元等裝置的主動(dòng)區(qū)。形成在基底的溝槽用以隔離出一區(qū)域，該區(qū)域最終在摻雜后形成一個(gè)裝置。溝槽內(nèi)通常會(huì)被填入另一種與基底不同的介電材料或金屬材料。
請(qǐng)參考圖1A-圖1C，圖1A-圖1C顯示公知的STI的形成方法。
請(qǐng)參考圖1A，首先提供一基底10，半導(dǎo)體基底10上形成有一溝槽12，基底10上依序形成有一墊氧化層14及一氮化層16，溝槽12穿過(guò)墊氧化層14及氮化層16而深入基底10。其中，基底10可以是硅基底10等半導(dǎo)體晶片；氮化層16例如是氮化硅層。在后續(xù)結(jié)構(gòu)的制備過(guò)程中，僅針對(duì)STI結(jié)構(gòu)的相關(guān)制備過(guò)程進(jìn)行說(shuō)明，并不會(huì)揭示所有的步驟及附圖，亦不會(huì)對(duì)所有的構(gòu)造及功能都詳盡描述。
請(qǐng)參考圖1B，圖1B顯示圖1A所示的形成STI制備過(guò)程的下一個(gè)步驟。在圖1B中，溝槽12形成有一襯層18，襯層18例如是形成于溝槽內(nèi)側(cè)的氧化層或其它材料層，襯層18可根據(jù)需要來(lái)決定是否形成。
請(qǐng)參考圖1C，于氮化層16及溝槽12上形成一填充物層20，填充物層20會(huì)填滿(mǎn)溝槽12。填充物層12例如是氧化層或金屬層，利用硅酸四乙酯(tetraethylorthosilicate，TEOS)及高密度電漿(high density plasma，HDP)形成的二氧化硅層作為材料，藉由化學(xué)氣相沉積(chemical vapor deposition，CVD)的方法所形成。
接著，將基底10上方的填充物層20、氮化層16、及墊氧化層14依序去除，僅留下溝槽12內(nèi)的填充物以利后續(xù)制備過(guò)程進(jìn)行。
于基底10上所形成的溝槽12內(nèi)填入填充物質(zhì)的方法，可用一般公知的技術(shù)來(lái)進(jìn)行。以STI制備過(guò)程為例，可利用CVD的方法將介電材料或者導(dǎo)電材料填入溝槽12中。由于溝槽12地形的緣故，溝槽12內(nèi)的材料會(huì)堆積在溝槽12的開(kāi)口部分而妨礙溝槽12被填滿(mǎn)。
請(qǐng)參考圖2A，圖2A是顯示具有溝槽12的基底10的詳細(xì)附圖，溝槽12內(nèi)部分形成有填充物層20。形成方法是首先于溝槽12表面上形成一襯層18，并填入一填充物層20于溝槽12中。如圖2A所示，因?yàn)樘畛湮飳?0的緣故，溝槽12的開(kāi)口22部分會(huì)變得較為狹窄。繼續(xù)填充物層20的沉積動(dòng)作可能無(wú)法將溝槽12填滿(mǎn)，為防止溝槽12發(fā)生不完全填滿(mǎn)的情況以及填充物層20產(chǎn)生不能接受的空隙，通常需要一額外將開(kāi)口22擴(kuò)大的步驟。
請(qǐng)參考圖2B，圖2B顯示了當(dāng)額外的將開(kāi)口22擴(kuò)大的步驟未進(jìn)行時(shí)，溝槽12中的填充物層20會(huì)形成有空隙24。一般來(lái)說(shuō)，干蝕刻步驟經(jīng)常被用來(lái)移除使開(kāi)口22狹窄的物質(zhì)，以使填充步驟可以被繼續(xù)進(jìn)行。然而，當(dāng)蝕刻溝槽側(cè)壁及溝槽開(kāi)口22的物質(zhì)時(shí)，形成于溝槽12底部的物質(zhì)亦會(huì)被移除。因此，干蝕刻并非可提高或可增進(jìn)溝槽填滿(mǎn)的理想方法。
隨著制備過(guò)程技術(shù)的進(jìn)步，組件的尺寸不斷縮小化且越來(lái)越復(fù)雜，因此溝槽的尺寸也變的窄小，導(dǎo)致溝槽在填滿(mǎn)溝槽的步驟中尚未被完全填滿(mǎn)時(shí)，溝槽開(kāi)口已被封閉，而使溝槽內(nèi)部形成不需要的空隙。因此，此處提出一種用于溝槽填滿(mǎn)步驟的蝕刻方法，來(lái)解決溝槽內(nèi)部的空隙問(wèn)題，并且不使溝槽底部的物質(zhì)被移除，以讓溝槽被完全填滿(mǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種蝕刻側(cè)壁的方法及形成半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法，可改進(jìn)溝槽結(jié)構(gòu)或輪廓，但不會(huì)移除溝槽底部物質(zhì)且不會(huì)形成空隙。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種蝕刻側(cè)壁的方法，包括下列步驟提供一半導(dǎo)體基底，該半導(dǎo)體基底具有一溝槽，且該半導(dǎo)體基底上形成有一填充層，該填充層至少部分填入該溝槽內(nèi)；反轉(zhuǎn)該半導(dǎo)體基底；及將反轉(zhuǎn)的該半導(dǎo)體基底浸泡入一蝕刻劑，去除位于該溝槽的開(kāi)口及側(cè)壁上的該填充層。
該蝕刻劑包括稀釋的氫氟酸、過(guò)氧化氫、磷酸或鹽酸與硝酸的混合物。
該填充層包括介電層、導(dǎo)電層或金屬層。
該介電層包括硅酸四乙酯層、二氧化硅層、硼磷硅玻璃層或高密度電漿氧化層。
該導(dǎo)電層包括多晶硅層。
該金屬層為鎢金屬層、鋁金屬層、銅金屬層、或鈦金屬層。
形成該填充層的方法為化學(xué)氣相沉積或電漿輔助化學(xué)氣相沉積。
本發(fā)明還提供了一種蝕刻側(cè)壁的方法，包括下列步驟提供一基底，該基底具有一溝槽，且沿著該溝槽的開(kāi)口、側(cè)壁及底部設(shè)置有一填充層；及去除該溝槽的開(kāi)口及側(cè)壁上的該填充層，而不去除位于該溝槽底部的該填充層。
去除該溝槽的開(kāi)口及側(cè)壁上的該填充層而不去除位于該溝槽底部的該填充層的方法為防止一蝕刻劑與該溝槽底部的該填充層之間的反應(yīng)。
防止該蝕刻劑與該溝槽底部的該填充層之間的反應(yīng)的方法為于該溝槽底部形成氣泡。
該蝕刻劑包括稀釋的氫氟酸、過(guò)氧化氫、磷酸、或鹽酸和硝酸的混合物，而該填充層為介電層、導(dǎo)電層、或金屬層。
該介電層包括硅酸四乙酯層、二氧化硅層、硼磷硅玻璃層、或高密度電漿氧化層。
該導(dǎo)電層包括多晶硅層。
該金屬層包括鎢金屬層、鋁金屬層、銅金屬層、或鈦金屬層。
本發(fā)明還提供了一種形成半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法，該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)是藉由淺溝槽隔離制備過(guò)程，形成于具有一溝槽的一基底上，包括下列步驟于該基底上及該溝槽內(nèi)形成一填充層，該填充層至少部分填滿(mǎn)該溝槽，該填充層形成于該溝槽的側(cè)壁上，且形成有該填充層的該溝槽具有一溝槽開(kāi)口；蝕刻該填充層，去除該溝槽開(kāi)口及該溝槽側(cè)壁上的填充層，但不去除設(shè)置于該溝槽底部的該填充層；及于該基底上設(shè)置一額外填充材料層，使該溝槽被完全填滿(mǎn)。
該填充層的蝕刻方法為于該溝槽底部造成氣泡來(lái)進(jìn)行，該溝槽底部的該填充層藉由該氣泡來(lái)預(yù)防被蝕刻。
藉由反轉(zhuǎn)該填充層并將反轉(zhuǎn)的該填充層浸泡入一蝕刻劑中來(lái)進(jìn)行蝕刻。
該蝕刻劑為稀釋的氫氟酸、過(guò)氧化氫、磷酸、或鹽酸與硝酸的混合物。
該填充層包括介電層、導(dǎo)電層、或金屬層。
該介電層包括硅酸四乙酯層、二氧化硅層、硼磷硅玻璃層、或高密度電漿氧化層。
也就是說(shuō)，根據(jù)上述目的，本發(fā)明提供的蝕刻側(cè)壁的方法，包括下列步驟提供一半導(dǎo)體基底，半導(dǎo)體基底具有一溝槽，且半導(dǎo)體基底上形成有一填充物質(zhì)層，填充物質(zhì)層至少部分填入溝槽內(nèi)；反轉(zhuǎn)半導(dǎo)體基底；及將反轉(zhuǎn)的半導(dǎo)體基底浸泡入一蝕刻劑以去除位于溝槽的開(kāi)口及側(cè)壁上的填充物質(zhì)層。
根據(jù)上述目的，本發(fā)明再提供的蝕刻側(cè)壁的方法，包括下列步驟提供一基底，基底具有一溝槽，且沿著溝槽的開(kāi)口、側(cè)壁及底部設(shè)置有一填充物質(zhì)層；及去除溝槽的開(kāi)口及側(cè)壁上的填充物質(zhì)層，而不去除位于溝槽底部的填充物質(zhì)層。在本發(fā)明的實(shí)施例中，溝槽側(cè)壁及溝槽開(kāi)口的填充物質(zhì)層的移除步驟，可避免蝕刻劑與溝槽底部的填充物質(zhì)層反應(yīng)而將其去除。在本發(fā)明的實(shí)施例中，是藉由在溝槽底部產(chǎn)生氣泡來(lái)防止蝕刻劑與溝槽底部的填充物質(zhì)層反應(yīng)來(lái)避免溝槽底部的填充物質(zhì)層被移除。
根據(jù)上述目的，本發(fā)明另提供的藉由淺溝槽隔離制備過(guò)程于具有溝槽的基底上形成半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法，包括下列步驟于基底上及溝槽內(nèi)形成一填充層，填充層至少部分填滿(mǎn)溝槽，填充層形成于溝槽的側(cè)壁上，且形成有填充層的溝槽具有一溝槽開(kāi)口；蝕刻填充層以去除溝槽開(kāi)口及溝槽側(cè)壁上的填充層，但不去除設(shè)置于溝槽底部的填充層；及于基底上設(shè)置一額外填充材料層，以使溝槽被完全填滿(mǎn)。在本發(fā)明的實(shí)施例中，填充層的去除步驟包括在溝槽底部形成一氣泡，此氣泡可避免溝槽底部的填充層被去除。在本實(shí)施例中，填充層的去除步驟包括一將基底反轉(zhuǎn)的步驟，并將反轉(zhuǎn)的基底浸泡入蝕刻劑中。
本發(fā)明具有數(shù)個(gè)優(yōu)點(diǎn)且實(shí)際具有用處，其中一個(gè)顯著的優(yōu)點(diǎn)即為可去除造成溝槽開(kāi)口封閉的物質(zhì)，但不會(huì)移除溝槽底部的物質(zhì)，后續(xù)還可制造尺寸縮小且集成度更高的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，并使沉積的填充層增加。如本發(fā)明所述的實(shí)施例所述，當(dāng)溝槽底部的填充層被保護(hù)時(shí)，即可進(jìn)行溝槽開(kāi)口中間及部分的溝槽側(cè)壁的填充層的蝕刻步驟，且后續(xù)可繼續(xù)完成將溝槽整個(gè)填滿(mǎn)的步驟且不會(huì)在溝槽內(nèi)形成空隙。
為使本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉一較佳實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說(shuō)明如下。


圖1A顯示公知的淺溝槽隔離區(qū)制備過(guò)程；圖1B顯示圖1A所示的下一步驟；圖1C顯示于氮化層上形成一填充層，且填充層會(huì)填入溝槽；圖2A是顯示一具有部分形成填充層的溝槽的基底的詳細(xì)圖；圖2B顯示未進(jìn)行額外程序以擴(kuò)大溝槽開(kāi)口時(shí)，填充層會(huì)形成空隙的情況；圖3A顯示本發(fā)明所述的一基底的形成方法；圖3B顯示本發(fā)明所述的蝕刻部分填充層的方法；圖3C顯示本發(fā)明所述的經(jīng)過(guò)蝕刻部分填充層的基底；圖4顯示本發(fā)明所述的一執(zhí)行本發(fā)明的蝕刻溝槽開(kāi)口及側(cè)壁的操作流程圖。
其中，附圖標(biāo)記說(shuō)明如下10～基底；12～溝槽；14～墊氧化層；16～氮化層；18～襯層；20～填充物層；22～開(kāi)口；100～基底；110～溝槽；112～阻障層；114～部分沉積填充層；116～開(kāi)口；118～蝕刻劑；120～氣泡。
具體實(shí)施例方式
以下提供數(shù)個(gè)實(shí)施例并配合附圖以說(shuō)明本發(fā)明所提供的方法。
如上所述，半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制造方法中，溝槽或者缺口(gap)，例如是淺溝槽隔離區(qū)等，通常被定義形成于基底當(dāng)中。本實(shí)施例中所述的溝槽包括缺口、內(nèi)聯(lián)機(jī)、孔、以及其它類(lèi)似形式的構(gòu)造。因此溝槽、缺口、內(nèi)聯(lián)機(jī)、孔、或者其它類(lèi)似的形成于基底的結(jié)構(gòu)，亦可適用本發(fā)明中所提供的方法。
所提供的基底的材質(zhì)例如是硅或者是任何其它的介電材料，溝槽內(nèi)填滿(mǎn)另一種不同的材質(zhì)如任何其它的介電材質(zhì)、多晶硅、或金屬等。在填滿(mǎn)溝槽的步驟中，填入溝槽的材料一般都會(huì)累積在溝槽的側(cè)壁及開(kāi)口，以使溝槽無(wú)法被完全填滿(mǎn)或形成孔洞。本發(fā)明的實(shí)施例提供一種中途蝕刻溝槽等結(jié)構(gòu)的方法，其中在溝槽底部的填充層不被去除而使得溝槽在后續(xù)可以被填滿(mǎn)。
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，提供一具有溝槽等半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的基底；其中，這些溝槽可具有襯層，且基底表面形成有氮化層、阻障層、及其它類(lèi)似材質(zhì)的多層結(jié)構(gòu)。藉由化學(xué)氣相沉積步驟以形成一溝槽填充層，溝槽填充層至少部分形成于基底上，且溝槽填充層會(huì)填滿(mǎn)溝槽；其中，溝槽填充層例如是硅酸四乙酯(tetraethylorthosilicate，TEOS)、硼磷硅玻璃層(borophosphosilicateglass，BPSG)、二氧化硅層(SiO2)、高密度電漿(high density plasma，HDP)氧化層等介電層材料，或者多晶硅層、鎢金屬層、銅金屬層、鋁金屬層、及鈦金屬層等導(dǎo)電層。
在本實(shí)施例中，至少在部分的溝槽內(nèi)填入溝槽填充層后，將基底浸泡入一裝滿(mǎn)有蝕刻劑的槽內(nèi)，以使溝槽填充層可接觸到蝕刻劑來(lái)進(jìn)行反應(yīng)?；讜?huì)被反轉(zhuǎn)，以便使溝槽的開(kāi)口面向蝕刻劑，并將基底浸泡入蝕刻劑中。溝槽或者缺口的開(kāi)口及開(kāi)口附近的側(cè)壁上的溝槽填充層即會(huì)被去除。溝槽底部的物質(zhì)會(huì)被氣泡所保護(hù)，以阻止蝕刻劑進(jìn)入反轉(zhuǎn)后的基底的溝槽內(nèi)。蝕刻劑可選擇對(duì)溝槽填充層與阻障層有較佳選擇蝕刻比的物質(zhì)，如稀釋的氫氟酸(HF)、磷酸(H3PO4)、過(guò)氧化氫(H2O2)、或鹽酸(HCl)與硝酸(HNO3)的混合物等。
請(qǐng)參考圖3A，圖3A顯示本發(fā)明所提供的一基底100，其中，基底100上形成有一溝槽110。溝槽110由一般于半導(dǎo)體制備過(guò)程中使用的方法所形成，例如淺溝槽隔離區(qū)制備過(guò)程。一阻障層112形成于溝槽110中，并且有一部分沉積填充層114將溝槽110部分填滿(mǎn)。如圖所示，形成部分沉積填充層114后，會(huì)發(fā)現(xiàn)溝槽110中伴隨著空隙產(chǎn)生，且會(huì)堆積在溝槽110頂部的開(kāi)口116。
在以例如化學(xué)氣相沉積或電漿輔助化學(xué)氣相沉積部分沉積填充層114之后，接著，對(duì)部分沉積填充層114進(jìn)行蝕刻步驟，以增加進(jìn)入溝槽開(kāi)口116通道并在沒(méi)有空隙的情況下完全充填溝槽110。
因?yàn)樵诶没瘜W(xué)氣相沉積或其它半導(dǎo)體制備過(guò)程來(lái)沉積材料時(shí)，會(huì)有一些小空隙或者不重要的空隙。而在此處，不可接受的空隙是指會(huì)導(dǎo)致完成的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生缺陷，會(huì)因?yàn)槲镔|(zhì)內(nèi)的這些空隙而有瑕疵。在本實(shí)施例中，在溝槽底部的物質(zhì)會(huì)被保護(hù)而不受影響，而溝槽的開(kāi)口及溝槽上部的側(cè)壁的物質(zhì)會(huì)被蝕刻，以使后續(xù)的填充物質(zhì)可完全填滿(mǎn)溝槽。
請(qǐng)參考圖3B，圖3B顯示本發(fā)明所述的部分沉積填充層114被蝕刻的步驟。基底100被反轉(zhuǎn)后浸泡入蝕刻劑118當(dāng)中。適當(dāng)?shù)奈g刻劑視所要蝕刻的材料而定，且須考慮與阻障層、襯層或基底間的選擇蝕刻比，如氫氟酸、過(guò)氧化氫、磷酸、或鹽酸與硝酸的混合物等，其它熟知此技術(shù)者認(rèn)為適當(dāng)?shù)奈g刻劑亦可。本實(shí)施例中，反轉(zhuǎn)后的基底100被放置入蝕刻劑118中，以讓部分沉積填充層114與蝕刻劑118接觸。在部分沉積填充層114與蝕刻劑118接觸之后會(huì)產(chǎn)生反應(yīng)，使部分沉積填充層114被蝕刻。
在基底100的溝槽110當(dāng)中，有一氣泡120產(chǎn)生來(lái)保護(hù)溝槽底部的物質(zhì)。如圖3B所示，基底100被反轉(zhuǎn)，因此溝槽110的底部會(huì)位于反轉(zhuǎn)后的基底100的上方區(qū)域，并與溝槽110的開(kāi)口116位于相反邊。再參考圖3A，開(kāi)口116由基底110的表面開(kāi)放至周遭環(huán)境中，而溝槽110延伸入基底100中以增加空間或空隙。當(dāng)基底100如圖3B所示般反轉(zhuǎn)并浸泡入蝕刻劑中時(shí)，溝槽110內(nèi)的空間或空隙中的空氣會(huì)在局部形成氣泡120以防止溝槽110的底部被蝕刻。
在本實(shí)施例中，氣泡120會(huì)保護(hù)溝槽110底部的物質(zhì)不被蝕刻劑118蝕刻。由于蝕刻劑118會(huì)影響部分沉積填充層114的緣故，溝槽110的開(kāi)口116及靠近開(kāi)口116的側(cè)壁上的填充物質(zhì)會(huì)被蝕刻以幫助填充物質(zhì)順利進(jìn)入溝槽110，且溝槽110底部的填充物質(zhì)保持未受蝕刻而與原來(lái)沉積時(shí)的厚度相同。后續(xù)繼續(xù)進(jìn)行的填充物質(zhì)的沉積步驟，可讓溝槽110被完全填滿(mǎn)而且沒(méi)有空隙。
請(qǐng)參考圖3C，圖3C顯示本發(fā)明所述的蝕刻部分沉積填充層后的基底100。將基底100自蝕刻劑118中移開(kāi)，并反轉(zhuǎn)回來(lái)。因?yàn)橛袣馀?20保護(hù)的緣故，溝槽110底部會(huì)有填充層114留下。溝槽開(kāi)口116及溝槽110上部側(cè)壁的填充物質(zhì)會(huì)被蝕刻以去除，以讓填充物質(zhì)可順利進(jìn)入溝槽當(dāng)中。后續(xù)進(jìn)行的沉積步驟可讓填充物質(zhì)完全填滿(mǎn)溝槽110且沒(méi)有空隙存在。
請(qǐng)參考圖4，圖4顯示本發(fā)明所述的一執(zhí)行本發(fā)明的蝕刻溝槽開(kāi)口及側(cè)壁的操作流程圖。本方法由操作步驟152開(kāi)始進(jìn)行，首先提供一基底以進(jìn)行半導(dǎo)體制備過(guò)程。如上所述，此基底可以是一基底層或多層結(jié)構(gòu)的基底層，且基底上形成有一溝槽，溝槽內(nèi)設(shè)置有填充層以部分填滿(mǎn)溝槽，這樣的溝槽例如是以淺溝槽隔離區(qū)的半導(dǎo)體制備過(guò)程所形成。一般來(lái)說(shuō)，溝槽當(dāng)然會(huì)形成于基底中，基底例如是硅、介電材料、或者金屬等。填充層通常會(huì)沉積于基底上，并填入溝槽中，方法可以利用化學(xué)氣相沉積進(jìn)行。填充層可以是任何符合需要的材料，可以是TEOS、SiO2、BPSG、HDP等介電材料，或者多晶硅等導(dǎo)電材料，或者是鎢、鋁、銅及鈦等金屬材料。當(dāng)填充物質(zhì)沉積在基底上并填入溝槽內(nèi)時(shí)，溝槽的開(kāi)口處會(huì)因?yàn)樘畛湮镔|(zhì)堆積在側(cè)壁及溝槽邊緣而變窄。
本方法接下來(lái)進(jìn)行步驟154，利用一蝕刻劑與填充層反應(yīng)。如果溝槽內(nèi)形成有阻障層的話(huà)，就選擇與阻障層相比對(duì)填充層具有高選擇蝕刻比的蝕刻劑。在本實(shí)施例中，填充層部分沉積在基底上，并且填入溝槽當(dāng)中，且溝槽的開(kāi)口處因?yàn)樘畛湮镔|(zhì)堆積在側(cè)壁及溝槽邊緣而變窄。如果繼續(xù)填充物質(zhì)的沉積步驟，將會(huì)導(dǎo)致填充層形成空隙且使溝槽因?yàn)闇喜坶_(kāi)口被封閉的緣故而無(wú)法被完全填滿(mǎn)；因此，利用一蝕刻劑來(lái)對(duì)填充物質(zhì)進(jìn)行蝕刻，并使填充物質(zhì)順利進(jìn)入溝槽內(nèi)側(cè)區(qū)域來(lái)避免不必要的空隙。對(duì)填充物質(zhì)來(lái)說(shuō)，與阻障層或基底材料相比具有高選擇蝕刻比的蝕刻劑例如是如稀釋的氫氟酸、過(guò)氧化氫、磷酸、或鹽酸與硝酸的混合物等。
接著，進(jìn)行步驟156，將基底反轉(zhuǎn)以使基底表面朝下，并將基底浸泡入蝕刻劑中。此具有溝槽的基底會(huì)反轉(zhuǎn)并浸泡入蝕刻劑當(dāng)中，以使蝕刻劑與填充物質(zhì)接觸并進(jìn)行反應(yīng)。因?yàn)闇喜坌纬捎诨變?nèi)的緣故，當(dāng)基底反轉(zhuǎn)并浸泡入蝕刻劑時(shí)，空氣會(huì)在溝槽底部形成氣泡。氣泡會(huì)阻止蝕刻劑與溝槽底部的填充物質(zhì)接觸，使溝槽底部的填充物質(zhì)不被蝕刻且保持原狀。
進(jìn)行步驟158，將基底自蝕刻劑中移開(kāi)以繼續(xù)后續(xù)的半導(dǎo)體制備過(guò)程。本實(shí)施例中，接下來(lái)的制備過(guò)程包括后續(xù)在溝槽底部留下的填充物質(zhì)上沉積填充層。在這個(gè)方式中，溝槽會(huì)被完全填滿(mǎn)且沒(méi)有空隙。在將基底自蝕刻劑移開(kāi)后，即完成本方法的步驟。
總結(jié)來(lái)說(shuō)，本發(fā)明提供一種蝕刻側(cè)壁的方法，一種在填滿(mǎn)溝槽的步驟中的蝕刻方法，及一種藉由淺溝槽隔離制備過(guò)程在具有溝槽的基底上形成半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法。
雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭示如上，然而其并非用以限定本發(fā)明，任何熟習(xí)此技術(shù)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)以后附的權(quán)利要求書(shū)為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種蝕刻側(cè)壁的方法，其特征在于包括下列步驟提供一半導(dǎo)體基底，該半導(dǎo)體基底具有一溝槽，且該半導(dǎo)體基底上形成有一填充層，該填充層至少部分填入該溝槽內(nèi)；反轉(zhuǎn)該半導(dǎo)體基底；及將反轉(zhuǎn)的該半導(dǎo)體基底浸泡入一蝕刻劑，去除位于該溝槽的開(kāi)口及側(cè)壁上的該填充層。
2.如權(quán)利要求1所述的蝕刻側(cè)壁的方法，其特征在于該蝕刻劑包括稀釋的氫氟酸、過(guò)氧化氫、磷酸或鹽酸與硝酸的混合物。
3.如權(quán)利要求1所述的蝕刻側(cè)壁的方法，其特征在于該填充層包括介電層、導(dǎo)電層或金屬層。
4.如權(quán)利要求3所述的蝕刻側(cè)壁的方法，其特征在于該介電層包括硅酸四乙酯層、二氧化硅層、硼磷硅玻璃層或高密度電漿氧化層。
5.如權(quán)利要求3所述的蝕刻側(cè)壁的方法，其特征在于該導(dǎo)電層包括多晶硅層。
6.如權(quán)利要求3所述的蝕刻側(cè)壁的方法，其特征在于該金屬層為鎢金屬層、鋁金屬層、銅金屬層、或鈦金屬層。
7.如權(quán)利要求1所述的蝕刻側(cè)壁的方法，其特征在于形成該填充層的方法為化學(xué)氣相沉積或電漿輔助化學(xué)氣相沉積。
8.一種蝕刻側(cè)壁的方法，其特征在于包括下列步驟提供一基底，該基底具有一溝槽，且沿著該溝槽的開(kāi)口、側(cè)壁及底部設(shè)置有一填充層；及去除該溝槽的開(kāi)口及側(cè)壁上的該填充層，而不去除位于該溝槽底部的該填充層。
9.如權(quán)利要求8所述的蝕刻側(cè)壁的方法，其特征在于去除該溝槽的開(kāi)口及側(cè)壁上的該填充層而不去除位于該溝槽底部的該填充層的方法為防止一蝕刻劑與該溝槽底部的該填充層之間的反應(yīng)。
10.如權(quán)利要求9所述的蝕刻側(cè)壁的方法，其特征在于防止該蝕刻劑與該溝槽底部的該填充層之間的反應(yīng)的方法為于該溝槽底部形成氣泡。
11.如權(quán)利要求10所述的蝕刻側(cè)壁的方法，其特征在于該蝕刻劑包括稀釋的氫氟酸、過(guò)氧化氫、磷酸、或鹽酸和硝酸的混合物，而該填充層為介電層、導(dǎo)電層、或金屬層。
12.如權(quán)利要求11所述的蝕刻側(cè)壁的方法，其特征在于該介電層包括硅酸四乙酯層、二氧化硅層、硼磷硅玻璃層、或高密度電漿氧化層。
13.如權(quán)利要求11所述的蝕刻側(cè)壁的方法，其特征在于該導(dǎo)電層包括多晶硅層。
14.如權(quán)利要求11所述的蝕刻側(cè)壁的方法，其特征在于該金屬層包括鎢金屬層、鋁金屬層、銅金屬層、或鈦金屬層。
15.一種形成半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法，該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)是藉由淺溝槽隔離制備過(guò)程，形成于具有一溝槽的一基底上，其特征在于包括下列步驟于該基底上及該溝槽內(nèi)形成一填充層，該填充層至少部分填滿(mǎn)該溝槽，該填充層形成于該溝槽的側(cè)壁上，且形成有該填充層的該溝槽具有一溝槽開(kāi)口；蝕刻該填充層，去除該溝槽開(kāi)口及該溝槽側(cè)壁上的填充層，但不去除設(shè)置于該溝槽底部的該填充層；及于該基底上設(shè)置一額外填充材料層，使該溝槽被完全填滿(mǎn)。
16.如權(quán)利要求15所述的形成半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于該填充層的蝕刻方法為于該溝槽底部造成氣泡來(lái)進(jìn)行，該溝槽底部的該填充層藉由該氣泡來(lái)預(yù)防被蝕刻。
17.如權(quán)利要求15所述的形成半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于藉由反轉(zhuǎn)該填充層并將反轉(zhuǎn)的該填充層浸泡入一蝕刻劑中來(lái)進(jìn)行蝕刻。
18.如權(quán)利要求17所述的形成半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于該蝕刻劑為稀釋的氫氟酸、過(guò)氧化氫、磷酸、或鹽酸與硝酸的混合物。
19.如權(quán)利要求15所述的形成半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于該填充層包括介電層、導(dǎo)電層、或金屬層。
20.如權(quán)利要求19所述的形成半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于該介電層包括硅酸四乙酯層、二氧化硅層、硼磷硅玻璃層、或高密度電漿氧化層。
全文摘要
本發(fā)明提供一種蝕刻側(cè)壁的方法及形成半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法，其中，蝕刻側(cè)壁的方法首先提供一具有溝槽的基底，且溝槽的開(kāi)口、側(cè)壁及底部具有填充物質(zhì)。接著，藉由防止蝕刻劑與溝槽底部填充物質(zhì)之間的反應(yīng)，將溝槽的開(kāi)口及側(cè)壁上的填充物質(zhì)去除，以留下溝槽底部的填充物質(zhì)。防止蝕刻劑與溝槽底部填充物質(zhì)間的反應(yīng)的方法，主要是利用在溝槽底部的填充物質(zhì)形成氣泡的方法來(lái)進(jìn)行；其中，氣泡是藉由將基底反轉(zhuǎn)后浸泡在蝕刻劑中的方法來(lái)形成。本發(fā)明的方法可去除造成溝槽開(kāi)口封閉的物質(zhì)，但不會(huì)移除溝槽底部的物質(zhì)，并讓溝槽被完全填滿(mǎn)。
文檔編號(hào)H01L21/70GK1610073SQ20031010146
公開(kāi)日2005年4月27日 申請(qǐng)日期2003年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月20日
發(fā)明者劉裕騰 申請(qǐng)人:旺宏電子股份有限公司