專利名稱：利用化學(xué)氣相淀積填充隔離槽的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種填充隔離槽的方法，具體涉及一種利用化學(xué)氣相淀積填充隔離槽的方法。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)界第一種類型的化學(xué)氣相淀積(CVD)是常壓化學(xué)氣相淀積 (APCVD)。其優(yōu)點(diǎn)是由于在常壓下進(jìn)行，反應(yīng)器的設(shè)計相對簡單并允許高的淀積速度?，F(xiàn)有的半導(dǎo)體制造工藝中，層間介質(zhì)充當(dāng)了各層金屬間以及第一層金屬與硅之間的介質(zhì)材料。層間介質(zhì)上有許多小的通孔，這些通孔為相鄰的金屬層之間提供了電學(xué)通路。 通孔中有導(dǎo)電金屬(一般為鎢)填充，以形成金屬層間的電學(xué)通路。第一層金屬與硅之間的第一層層間介質(zhì)(Pre-metal Dielectric)(利用氧化物填充隔離槽)的制作工藝包括以下的步驟第一層層間介質(zhì)氧化物淀積，利用化學(xué)氣相淀積方法在硅片襯底表面淀積一層充當(dāng)介質(zhì)材料的氧化物；氧化物平坦化，用化學(xué)機(jī)械拋光方法(CMP)平坦化氧化物；第一層層間介質(zhì)刻蝕，將用來外延金屬的通孔刻蝕在第一層層間介質(zhì)氧化物上。上述第一層金屬與硅之間的第一層層間介質(zhì)的制作工藝中的第一層層間介質(zhì)氧化物淀積的工藝步驟具體包括首先，對硅片表面的氮化硅用紫外光線(UV，Ultra Violet) 進(jìn)行照射，破壞氮化硅內(nèi)部的氮?dú)滏I和硅氫鍵來提高氮化硅的張應(yīng)力水平；然后，同時通入正硅酸乙酯(TEOS，Tetraethyl Orthosilicate)和通入臭氧(O3)氣體，在硅片表面的隔離槽位置淀積出氧化硅。上述氧化物淀積的工藝存在以下的缺點(diǎn)紫外光線處理后的氮化硅表面具有抗水性，而正硅酸乙酯需要通過親水的氫鍵與氮化硅結(jié)合，因此傳統(tǒng)的淀積方法會導(dǎo)致硅片表面吸附的TEOS不均勻，氧化物的生長速度不均勻且質(zhì)量較差，嚴(yán)重的還會在隔離槽中部形成孔洞；這將會在后續(xù)的外延金屬工藝時導(dǎo)致集成電路在上述孔洞處形成金屬短接，嚴(yán)重的影響集成電路的加工質(zhì)量，甚至導(dǎo)致報廢。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)問題，提供一種利用濕法處理，在氮化硅表面產(chǎn)生親水性，使得TEOS完全的吸附在氮化硅襯底表面，避免孔洞的形成，進(jìn)而避免了后續(xù)的外延金屬工藝時導(dǎo)致集成電路在上述孔洞處形成金屬短接的，利用化學(xué)氣相淀積填充隔離槽的方法。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下—種利用化學(xué)氣相淀積填充隔離槽的方法，應(yīng)用于向成型有氮化硅的相鄰多晶硅柵之間位置的隔離槽內(nèi)淀積氧化硅，包括以下步驟對襯底表面的所述氮化硅進(jìn)行親水性處理；對經(jīng)過親水性處理的所述氮化硅表面進(jìn)行正硅酸乙酯吸附處理，在所述氮化硅表面吸附一層正硅酸乙酯；通入臭氧氣體，使其與正硅酸乙酯反應(yīng)，在襯底表面的所述隔離槽位置淀積出氧化硅。優(yōu)選的，所述對襯底表面的所述氮化硅進(jìn)行親水性處理是采用體積比為 1:2: 50-1 2 200 的 NH4OH H2O2 H2O 溶液和 / 或體積比為 1 1 50-1 1 100 的HCl H2O2 H2O溶液，在25-75攝氏度下進(jìn)行的處理，處理時間為10-30秒。優(yōu)選的，對所述氮化硅表面進(jìn)行正硅酸乙酯吸附處理的處理時間為10-20秒。優(yōu)選的，對所述氮化硅表面進(jìn)行正硅酸乙酯吸附處理的正硅酸乙酯的流動速度為 0. 2-0. 6克/分鐘。本發(fā)明的利用化學(xué)氣相淀積填充隔離槽的方法具有以下的有益效果本發(fā)明的利用化學(xué)氣相淀積填充隔離槽的方法，通過將襯底表面的氮化硅進(jìn)行親水性處理，在襯底表面形成氫氧鍵，以利于正硅酸乙酯全面吸附在襯底表面，避免了氧化硅淀積后的隔離槽中孔洞的形成，進(jìn)而避免了后續(xù)的外延金屬工藝時導(dǎo)致集成電路在上述孔洞處形成金屬短接。


圖1是應(yīng)用本發(fā)明的利用化學(xué)氣相淀積填充隔離槽的方法進(jìn)行對襯底表面氮化硅進(jìn)行正硅酸乙酯吸附處理時的示意圖；圖2是應(yīng)用本發(fā)明的利用化學(xué)氣相淀積填充隔離槽的方法在襯底表面的隔離槽位置淀積出氧化硅時的效果圖；圖3是對襯底表面的氮化硅進(jìn)行親水性處理之前的分子結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是對襯底表面的氮化硅進(jìn)行親水性處理之后的分子結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是對襯底表面的氮化硅進(jìn)行親水性處理之后吸附TEOS分子的分子結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的利用化學(xué)氣相淀積填充隔離槽的方法，通過將硅片襯底表面進(jìn)行親水性處理，在硅片襯底表面形成的氫氧鍵，以利于正硅酸乙酯全面吸附在襯底表面的氮化硅上， 避免了氧化硅淀積后的隔離槽中孔洞的形成，進(jìn)而避免了后續(xù)的外延金屬工藝時導(dǎo)致集成電路在上述孔洞處形成金屬短接。為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案、及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下參照附圖并舉實(shí)施例， 對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。實(shí)施例1圖1-5顯示了本發(fā)明的利用化學(xué)氣相淀積填充隔離槽的方法一種具體實(shí)施方式
。在半導(dǎo)體制造工藝中，層間介質(zhì)充當(dāng)了各層金屬間以及第一層金屬與硅之間的介質(zhì)材料。層間介質(zhì)上有許多小的通孔，這些通孔為相鄰的金屬層之間提供了電學(xué)通道。通孔中有導(dǎo)電金屬填充，以形成金屬層間的電學(xué)通路。第一層金屬與硅之間的第一層層間介質(zhì)(利用氧化物填充隔離槽)的制作工藝包括以下的步驟第一層層間介質(zhì)氧化物淀積，利用化學(xué)氣相淀積方法在硅片表面淀積一層充當(dāng)介質(zhì)材料的氧化物；氧化物平坦化，用化學(xué)機(jī)械拋光方法(CMP)平坦化氧化物；第一層層間介質(zhì)刻蝕，將用來外延金屬的小孔刻蝕在第一層層間介質(zhì)氧化物上。上述層間介質(zhì)氧化物采用的是氧化硅。
應(yīng)用了本發(fā)明的利用化學(xué)氣相淀積填充隔離槽的方法進(jìn)行第一層層間介質(zhì)氧化物淀積，其具體包括以下步驟首先，對硅片襯底表面的氮化硅101進(jìn)行親水性處理；具體的說，在進(jìn)行處理之前，硅片表面的氮化硅的分子結(jié)構(gòu)如圖3所示，其中含有大量的硅氫鍵和氮?dú)滏I；在進(jìn)行親水性處理之后，硅片表面的氮化硅的分子結(jié)構(gòu)如圖4所示，大量的硅氫鍵和氮?dú)滏I被替換為了硅羥基(硅氫氧基)和氧羥基的分子結(jié)構(gòu)，形成了大量的氫氧鍵，從而具備了親水性； 經(jīng)過親水性處理的硅片表面很容易與正硅酸乙酯結(jié)合，如圖5所示。然后，對硅片表面的氮化硅101進(jìn)行正硅酸乙酯(TEOS)吸附處理，處理時間為 10-20秒，正硅酸乙酯的流動速度為0. 2-0. 6克/分鐘，以在硅片表面的氮化硅101吸附一層正硅酸乙酯102，如圖1所示，正硅酸乙酯102完全吸附了包括隔離槽底部的硅片表面的氮化硅101。再后，通入臭氧O3氣體，使其與正硅酸乙酯102持續(xù)進(jìn)行反應(yīng)，以在硅片表面的多晶硅柵之間的隔離槽位置淀積出氧化硅103，如圖2所示，氧化硅103緊密吸附在硅片表面， 與氮化硅101之間沒有任何空隙。所述對硅片表面的氮化硅101進(jìn)行親水性處理是采用體積比1 1的SCl和 SC2的混合溶液進(jìn)行的處理。其中SCl溶液為體積比為1 2 50-1 2 200的 NH4OH H2O2 H2O溶液；而SC2溶液為體積比為 1 1 50-1 1 100 的HCl H2O2 H2O 溶液。處理的溫度為25-75攝氏度，處理時間為10-30秒。其中，NH4OH溶液的濃度為10 30% (重量百分比)，H2O2溶液的濃度為30 32% (重量百分比)，HCl溶液的濃度為35 37% (重量百分比)。本發(fā)明的利用化學(xué)氣相淀積填充隔離槽的方法，通過將硅片表面的氮化硅進(jìn)行親水性處理，在硅片表面形成的氫氧鍵，以利于正硅酸乙酯全面吸附在硅片表面的氮化硅上， 正是由于TEOS完全的吸附在氮化硅硅片表面，接下來形成的氧化硅103也完全與隔離槽底部的硅片表面向接合，從而避免了在上述隔離槽底部位置形成孔洞，進(jìn)而避免了后續(xù)的外延金屬工藝時導(dǎo)致集成電路在上述孔洞處形成金屬短接。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明保護(hù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種利用化學(xué)氣相淀積填充隔離槽的方法，應(yīng)用于向表層成型有氮化硅的相鄰多晶硅柵之間位置的隔離槽內(nèi)淀積氧化硅，其特征在于，包括以下步驟對襯底表面的所述氮化硅進(jìn)行親水性處理；對經(jīng)過親水性處理的所述氮化硅表面進(jìn)行正硅酸乙酯吸附處理，在所述氮化硅表面吸附一層正硅酸乙酯；通入臭氧氣體，使其與正硅酸乙酯反應(yīng)，在襯底表面的所述隔離槽位置淀積出氧化硅。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用化學(xué)氣相淀積填充隔離槽的方法，其特征在于，所述對襯底表面的所述氮化硅進(jìn)行親水性處理是采用體積比為1 2 50-1 2 200的 NH4OH H2O2 H2O 溶液和 / 或體積比為 1 1 50-1 1 100 的 HCl H2O2 H2O 溶液，在25-75攝氏度下進(jìn)行的處理，處理時間為10-30秒。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用化學(xué)氣相淀積填充隔離槽的方法，其特征在于，對所述氮化硅表面進(jìn)行正硅酸乙酯吸附處理的處理時間為10-20秒。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用化學(xué)氣相淀積填充隔離槽的方法，其特征在于，對所述氮化硅表面進(jìn)行正硅酸乙酯吸附處理的正硅酸乙酯的流動速度為0. 2-0. 6克/分鐘。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種利用化學(xué)氣相淀積填充隔離槽的方法，應(yīng)用于向成型有氮化硅的相鄰多晶硅柵之間位置的隔離槽內(nèi)淀積氧化硅，包括以下步驟對襯底表面的所述氮化硅進(jìn)行親水性處理；對經(jīng)過親水性處理的所述氮化硅表面進(jìn)行正硅酸乙酯吸附處理，在所述氮化硅表面吸附一層正硅酸乙酯；通入臭氧氣體，使其與正硅酸乙酯反應(yīng)，在襯底表面的所述隔離槽位置淀積出氧化硅。本發(fā)明的利用化學(xué)氣相淀積填充隔離槽的方法，通過將襯底表面的氮化硅進(jìn)行親水性處理，在襯底表面形成的氫氧鍵，以利于正硅酸乙酯全面吸附在襯底表面，避免了氧化硅淀積后的隔離槽中孔洞的形成，進(jìn)而避免了后續(xù)的外延金屬工藝時導(dǎo)致集成電路在上述孔洞處形成金屬短接。
文檔編號H01L21/768GK102487004SQ20101056968
公開日2012年6月6日 申請日期2010年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月1日
發(fā)明者李敏 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司