[發明專利]淺溝槽隔離的形成方法

無效

• 申請號: 200610147429.9
• 申請日: 2006-12-18
• 公開（公告）號: CN101207063A
• 公開（公告）日: 2008-06-25
• 發明（設計）人: 何有豐;白杰;樸松源
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: H01L21/762
• 分類號: H01L21/762
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 逯長明

技術領域

本發明涉及半導體制造技術領域，特別涉及一種半導體制造工藝中淺溝槽隔離的形成方法。

背景技術

隨著半導體制造工藝向小線寬的工藝節點發展，半導體器件間的隔離工藝也已由早期的局部氧化工藝(LOCOS)發展到淺溝槽隔離(Shallow?TrenchIsolation，STI)工藝。淺溝槽隔離工藝的主要步驟為：溝槽刻蝕，絕緣物填充，研磨平坦化。由于淺溝槽隔離工藝直接影響到半導體基底上的半導體器件間的漏電流及其它電學性能，因而業界總是通過各種方法來提高淺溝槽隔離的性能。專利申請號為200410101523.1的中國專利公開了一種淺溝槽隔離的形成方法。

圖1至圖5為所述專利公開的淺溝槽隔離的形成方法各步驟相應結構的剖面示意圖。

如圖1所示，首先提供一半導體襯底10，在所述半導體襯底10上形成墊氧化層(Pad?Oxidate)12，在所述墊氧化層12上形成硬掩膜層14，在所述硬掩膜層上旋涂光刻膠層16，并圖形化形成溝槽圖案16a。

如圖2所示，刻蝕所述溝槽圖案16a底部的硬掩膜層14和墊氧化層12，將所述溝槽圖案16a轉移到所述硬掩膜層14和墊氧化層12中，形成開口16b。

如圖3所示，刻蝕所述開口16b底部的半導體襯底10，在所述半導體襯底10中形成溝槽18，所述溝槽18具有傾斜的側壁，和圓弧化的邊角。

如圖4所示，通過熱氧化在所述溝槽18側壁和底部形成一襯墊氧化層20，所述襯墊氧化層20的厚度為100至200A。接著進行退火工藝。

如圖5所示，在所述溝槽18和開口16b中填充絕緣材料22。

然后通過化學機械研磨去除多余的絕緣材料，并通過濕法清洗去除所述半導體襯底10上的氧化層12，硬掩膜層14，形成淺溝槽隔離。

上述方法中，在所述溝槽18側壁和底部形成襯墊氧化層20后，將所述半導體襯底10從氧化爐中取出，冷卻，接著通過濕法清洗去除所述開口側壁和底部的污染物顆粒，然后將該半導體襯底10送入退火裝置，進行退火工藝，通過退火修復在刻蝕形成所述溝槽18時造成的半導體襯底10的損傷，完成退火后，再執行圖5所示的填充工藝。上述的淺溝槽隔離的制造工藝中半導體襯底多次被暴露在外部環境中，易被污染。

發明內容

因此，本發明的目的在于提供一種淺溝槽隔離的形成方法，以解決現有淺溝槽隔離的制造方法中半導體襯底被多次暴露在外部環境中易被污染的問題。

為達到上述目的，本發明提供的一種淺溝槽隔離的形成方法，包括：提供一具有溝槽的半導體襯底；在所述溝槽的底部和側壁形成襯墊氧化層并原位進行退火；在所述溝槽中填充絕緣物質。

在所述溝槽的底部和側壁形成襯墊氧化層并原位進行退火的步驟如下：將所述半導體襯底暴露于氧氣氣氛中，執行氧化工藝；停止執行氧化工藝；在真空或惰性氣體環境中原位對所述半導體襯底執行退火工藝。

所述惰性氣體為氮氣。

所述氧化工藝在800至1100度的溫度下進行。

所述氧化工藝為干氧氧化、濕氧氧化中的一種。

所述退火在900至1300度的溫度下進行。

所述退火的時間為60至400分鐘。

在所述溝槽的底部和側壁形成襯墊氧化層并原位進行退火的步驟在氧化爐或快速熱退火裝置中進行。

在所述溝槽中填充絕緣物質的方法為低壓化學氣相沉積、常壓化學氣相沉積、高密度等離子體化學氣相沉積中的一種。

該方法進一步包括化學機械平坦化的步驟。

所述溝槽的形成步驟如下：在半導體襯底上形成氧化層；在所述氧化層上形成硬掩膜層；在所述硬掩膜層上旋涂光刻膠層，并圖形化形成溝槽圖案；刻蝕去除所述溝槽圖案底部的硬掩膜層和氧化層，在所述硬掩膜層和氧化層中形成開口；刻蝕所述開口底部的半導體襯底，在所述半導體襯底中形成溝槽；去除所述光刻膠層。

本發明還提供一種淺溝槽隔離的形成方法，包括：在半導體襯底上依次成氧化層和硬掩膜層；在所述硬掩膜層上旋涂光刻膠層，并圖形化形成溝槽圖案；刻蝕去除所述溝槽圖案底部的硬掩膜層和氧化層，在所述硬掩膜層和氧化層中形成開口；刻蝕所述開口底部的半導體襯底，在所述半導體襯底中形成溝槽；去除所述光刻膠層；將所述半導體襯底暴露于氧氣氣氛中，執行氧化工藝，在所述溝槽中形成襯墊氧化層；停止執行氧化工藝；在真空或惰性氣體環境中原位對所述半導體襯底執行退火工藝；在所述溝槽中填充絕緣物質。

與現有技術相比，本發明具有以下優點：