專利名稱：一種形成淺溝槽隔離的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，特別是涉及一種形成淺溝槽隔離的方法。
背景技術(shù)：
淺溝槽隔離技術(shù)(Shallow Trench Isolation, STI)是一種在超大規(guī)模集成電 路中廣泛使用的器件隔離技術(shù)。目前，通常的0. 18 μ m及以下的STI結(jié)構(gòu)的制備方法如圖 IA IH所示在硅基底上依次沉積墊氧化物層和氮化物層(見(jiàn)圖1A)；在基底進(jìn)行微影及 蝕刻形成淺溝槽(見(jiàn)圖1B)；在淺溝槽的底部和側(cè)壁形成內(nèi)襯氧化物層，并在所述內(nèi)襯氧化 物上形成內(nèi)襯氮化物層(見(jiàn)圖1C)；氧化物填充所述淺溝槽(見(jiàn)圖1D)；進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨 (見(jiàn)圖1E)；進(jìn)一步蝕刻填充的氧化物和氮化物層(見(jiàn)圖1F)；使用磷酸進(jìn)行濕蝕刻去除氮 化物層(見(jiàn)圖1G)。在上述使用磷酸進(jìn)行濕蝕刻去除氮化物層的同時(shí)，也會(huì)蝕刻淺溝槽內(nèi)形 成的內(nèi)襯氮化物層的頂部(見(jiàn)圖1H)，這樣就導(dǎo)致STI隔離效果降低。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷和不足，本發(fā)明的目的是提出一種形成淺溝槽隔離的 方法，以使在使用磷酸進(jìn)行濕蝕刻去除氮化物層的同時(shí)，能有效降低淺溝槽內(nèi)形成的內(nèi)襯 氮化物層頂部的損失。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出了一種形成淺溝槽隔離的方法，包括步驟1、提供一基底，在所述基底上依次形成墊氧化物層和氮化物層；步驟2、對(duì)所述基底進(jìn)行微影及蝕刻形成淺溝槽，在所述淺溝槽的底部和側(cè)壁形成 內(nèi)襯氧化物層，并在所述內(nèi)襯氧化物上形成內(nèi)襯氮化物層；步驟3、氧化物填充所述淺溝槽后進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨，使填充的氧化物與氮化物層 在同一平面；步驟4、蝕刻氮化物層和氧化物，并且氮化物和氧化物損失的比例為大于1 1并 至3 1 ；步驟5、去除剩余的氮化物層。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述步驟1中的基底為硅基底。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述步驟4中的蝕刻為干法蝕刻。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述步驟5中是使用磷酸進(jìn)行濕法蝕刻來(lái)去除剩余的 氮化物層。本發(fā)明提出的形成淺溝槽隔離的方法在化學(xué)機(jī)械研磨后對(duì)氮化物層和氧化物進(jìn) 行蝕刻，并且，蝕刻過(guò)程中氮化物和氧化物損失的比例為大于1 1并至3 1，這樣使氮化 物層的厚度比現(xiàn)有技術(shù)有所降低，從而縮短使用磷酸進(jìn)行濕蝕刻去除氮化物層的時(shí)間，因 此有效降低淺溝槽內(nèi)形成的內(nèi)襯氮化物層頂部的損失，尤其對(duì)0. 18μπι及以下的STI結(jié)構(gòu) 的有益效果更為明顯。


下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。對(duì)于所屬技術(shù)領(lǐng) 域的技術(shù)人員而言，通過(guò)本發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明，本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將顯而 易見(jiàn)。圖IA 圖IG為現(xiàn)有技術(shù)中形成STI結(jié)構(gòu)的工藝流程；圖IH為現(xiàn)有技術(shù)中形成的STI結(jié)構(gòu)示意圖；圖2A 圖2G為本發(fā)明提出的形成STI結(jié)構(gòu)的工藝流程；圖2H為本發(fā)明提出的方法所形成的STI結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式以下為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，其工藝流程如圖2A 圖2H所示首先，如圖2A所示，提供一基底1，在所述基底1上依次形成墊氧化物層2和氮化 物層3 ；其中，該基底1可以由單晶硅或多晶硅組成，由熱氧化制程在基底1上形成墊氧化 物層2，然后以低壓化學(xué)氣相沉積(LPCVD)在墊氧化物層2上形成氮化物層3作為硬掩膜 層，所述氧化物可以是氧化硅，所述氮化物可以是氮化硅、氮氧化硅。接著，如圖2B所示，對(duì)所述基底進(jìn)行微影及蝕刻形成淺溝槽，具體可以為在上述 氮化物層3上形成并微影定義一光阻層，以形成后續(xù)欲形成的淺溝槽圖案，接著以干蝕刻 法蝕刻氮化物層3、墊氧化物層2和基底1以形成淺溝槽。接著，如圖2C所示，在形成的淺溝槽的底部和側(cè)壁使用熱氧化制程形成內(nèi)襯氧化 物層4，該內(nèi)襯氧化物可以是二氧化硅，接著，可以用氣相沉積在內(nèi)襯氧化物層4上形成內(nèi) 襯氮化物層5，該內(nèi)襯氮化物可以是氮化硅、氮氧化硅，氣相沉積的方法包括低壓化學(xué)氣相 沉積(LPCVD)、等離子體增強(qiáng)型化學(xué)氣相沉積(PECVD)、原子層化學(xué)氣相沉積(ALCVD)等等。接著，如圖2D所示，進(jìn)行CVD制程(例如PECVD、HDPCVD制程)，沉積STI氧化物 6填充淺溝槽，并且STI氧化物6也覆蓋氮化物層3。該STI氧化物6可以是由無(wú)摻雜硅酸 鹽玻璃(USG)及/或旋涂式玻璃(SOG)所組成，較佳的無(wú)摻雜硅酸鹽玻璃是由四乙氧基硅 烷TEOS以及臭氧或硅烷以及氧反應(yīng)形成。接著，如圖2E所示，進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨(CMP)以移除溝槽表面上的多余STI氧化 物6，使填充的STI氧化物6與氮化物層3大約在同一平面；然后，如圖2F所示，蝕刻氮化物層3和STI氧化物6，并且在該步驟蝕刻中，氮化物 和氧化物損失的比例為大于1 1并至3 1，即蝕刻后，氮化物層3的平面低于填充到溝 槽內(nèi)的STI氧化物6的平面；其中，該步驟中的蝕刻可以使用干法蝕刻。最后，如圖2G所示，去除剩余的氮化物層。可以使用磷酸進(jìn)行濕法蝕刻來(lái)去除剩 余的氮化物層。如圖2H所示，本發(fā)明提出的方法是在化學(xué)機(jī)械研磨后對(duì)氮化物層和氧化物進(jìn)行 蝕刻，并且蝕刻過(guò)程中，氮化物和氧化物損失的比例為大于1 1并至3 1，而現(xiàn)有技術(shù)中 此過(guò)程的損失比例約為1 1，這使氮化物層的厚度比現(xiàn)有技術(shù)有所降低，從而使用磷酸進(jìn) 行濕蝕刻去除氮化物層的時(shí)間也可以縮短為原來(lái)的1/2 1/3，因此能有效降低淺溝槽內(nèi) 形成的內(nèi)襯氮化物層頂部的損失(見(jiàn)圖IH和2H的圓圈處)。
雖然，本發(fā)明已通過(guò)以上實(shí)施例及其附圖而清楚說(shuō)明，然而在不背離本發(fā)明精神 及其實(shí)質(zhì)的情況下，所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員亦可根據(jù)本發(fā)明做出各種相應(yīng)的變化和修 正，但這些相應(yīng)的變化和修正都應(yīng)屬于本發(fā)明的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種形成淺溝槽隔離的方法，其特征在于，包括步驟1、提供一基底，在所述基底上依次形成墊氧化物層和氮化物層； 步驟2、對(duì)所述基底進(jìn)行微影及蝕刻形成淺溝槽，在所述淺溝槽的底部和側(cè)壁形成內(nèi)襯 氧化物層，并在所述內(nèi)襯氧化物上形成內(nèi)襯氮化物層；步驟3、氧化物填充所述淺溝槽后進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨，使填充的氧化物與氮化物層在同 一平面；步驟4、蝕刻氮化物層和氧化物，并且氮化物和氧化物損失的比例為大于1 1并至 3:1;步驟5、去除剩余的氮化物層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟1中的基底為硅基底。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟4中的蝕刻為干法蝕刻。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟5中是使用磷酸進(jìn)行濕法蝕刻來(lái) 去除剩余的氮化物層。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種形成淺溝槽隔離的方法，包括步驟1、提供一基底，在所述基底上依次形成墊氧化物層和氮化物層；步驟2、對(duì)所述基底進(jìn)行微影及蝕刻形成淺溝槽，在所述淺溝槽的底部和側(cè)壁形成內(nèi)襯氧化物層，并在所述內(nèi)襯氧化物上形成內(nèi)襯氮化物層；步驟3、氧化物填充所述淺溝槽后進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨，使填充的氧化物與氮化物層在同一平面；步驟4、蝕刻氮化物層和氧化物，并且氮化物和氧化物損失的比例為大于1∶1并至3∶1；步驟5、去除剩余的氮化物層。本發(fā)明能有效降低在使用磷酸進(jìn)行濕蝕刻去除氮化物層時(shí)淺溝槽內(nèi)形成的內(nèi)襯氮化物層頂部的損失，從而使淺溝槽的隔離效果更加明顯。
文檔編號(hào)H01L21/762GK102054739SQ20091020945
公開(kāi)日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2009年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月30日
發(fā)明者張進(jìn)剛, 游家杰, 王向春, 蔡政澤 申請(qǐng)人:和艦科技(蘇州)有限公司