一种制作浅沟隔离的方法

摘要

本发明系提供一种制作浅沟隔离的方法。首先于一半导体晶片之一矽基底表面形成一已定义图案之硬罩幕层，接着进行一蚀刻制程，以于未被该硬罩幕覆盖之该矽基底中形成一浅沟(trench)，并于该浅沟内之底部表面以及侧壁表面形成一衬氧化层。然后进行一液相沉积法(liquid phase deposition, LPD)，以于该浅沟内之该衬氧化层表面形成一第一矽氧层，接着进行一高密度电浆化学气相沉积(high density plasma chemical vapor deposition,HDP CVD)制程，以于该半导体晶片表面均匀地形成一第二矽氧层并填满该浅沟。随后进行一化学机械研磨制程，以去除该硬罩幕表面上之该第二矽氧层，并使填入该浅沟内之该第二矽氧层表面约略切齐于该硬罩幕层，最后再去除该硬罩幕层，完成该浅沟隔离制程。

主权项

1.一种于一半导体晶片之一矽基底(silicon substrate)上制作一浅沟隔离(shallow trench isolation, STI)的方法,该方法包含有下列步骤:于该矽基底表面形成一已定义图案(patterned)之硬罩幕(hard mask)层;进行一蚀刻(etch)制程,以于未被该硬罩幕层覆盖之该矽基底中形成一浅沟(trench);进行一液相沉积法(liquid phase deposition, LPD),以于该浅沟内之底部表面以及侧壁表面形成一第一矽氧层,用以保护该浅沟之底部结构;于该半导体晶片表面均匀地形成一介电层并填满该浅沟;进行一化学机械研磨制程(chemical mechanical polish,CMP),以去除该硬罩幕表面上之该介电层,并使填入该浅沟内之该介电层表面约略切齐于该硬罩幕层;以及去除该硬罩幕层,完成该浅沟隔离制程。2.如申请专利范围第1项之方法,其中该硬罩幕层系由一第一氮矽层以及一第二矽氧层上、下堆叠而成,且形成该已定义图案之硬罩幕层的方法系包含有下列步骤:于该矽基底表面形成该第二矽氧层;于该矽氧层表面形成该第一氮矽层;于该第一氮矽层表面形成一光阻层;进行一黄光制程,于该光阻层中定义出该浅沟的图案;沿着该光阻层的图案蚀刻该第一氮矽层以及该第二矽氧层直至该矽基底表面;以及去除该光阻层,以于该半导体晶片表面形成该已定义图案之硬罩幕层。3.如申请专利范围第1项之方法,其中该方法于形成该第一矽氧层前另包含有一于该浅沟内形成一衬氧化(liner oxide)层之制程。4.如申请专利范围第3项之方法,其中该衬氧化层系利用一热氧化(thermal oxidation)法所形成,以消除该蚀刻制程对该浅沟底部之该矽基底造成之损害。5.如申请专利范围第1项之方法,其中于进行该液相沉积法前先将该矽基底浸泡于一处理溶液(treatmentsolution)中以使该矽基底表面产生SiOH基。6.如申请专利范围第1项之方法,其中该液相沉积法系使用六氟矽酸(H2SiF6)之饱和溶液作为与该矽基底反应之反应溶液。7.如申请专利范围第1项之方法,其中于该介电层系为一利用旋涂式玻璃(spin-on glass, SOG)制程所形成之SOG层。8.如申请专利范围第1项之方法,其中于该介电层系为一利用高密度电浆沉积(high density plasma, HDP)法或一常压化学气相沉积(atmospheric pressure chemicalvapor deposition, APCVD)法所形成。9.一种于一半导体晶片之一矽基底(silicon substrate)上制作一浅沟隔离(shallow trench isolation, STI)的方法,该方法包含有下列步骤:于该矽基底表面形成一已定义图案(patterned)之硬罩幕(hard mask)层;进行一蚀刻(etch)制程,以于未被该硬罩幕层覆盖之该矽基底中形成一浅沟(trench);于该浅沟内之底部表面以及侧壁表面形成一衬氧化(liner oxide)层;进行一液相沉积法(liquid phase deposition, LPD),以于该浅沟内之该衬氧化层表面形成一第一矽氧层,用以保护该浅沟之底部结构;进行一高密度电浆化学气相沉积(high density plasmachemical vapor deposition, HDP CVD)制程,以于该半导体晶片表面均匀地形成一第二矽氧层并填满该浅沟;进行一化学机械研磨制程(chemical mechanical polish,CMP),以去除该硬罩幕表面上之该第二矽氧层,并使填入该浅沟内之该第二矽氧层表面约略切齐于该硬罩幕层;以及去除该硬罩幕层,完成该浅沟隔离制程。10.如申请专利范围第9项之方法,其中该硬罩幕层系由一第一氮矽层以及一第三矽氧层上、下堆叠而成,且形成该已定义图案之硬罩幕层的方法系包含有下列步骤:于该矽基底表面形成该第三矽氧层;于该矽氧层表面形成该第一氮矽层;于该第一氮矽层表面形成一光阻层;进行一黄光制程,于该光阻层中定义出该浅沟的图案;沿着该光阻层的图案蚀刻该第一氮矽层以及该第三矽氧层直至该矽基底表面;以及去除该光阻层,以于该半导体晶片表面形成该已定义图案之硬罩幕层。11.如申请专利范围第9项之方法,其中该衬氧化层系利用一热氧化(thermal oxidation)法所形成,以消除该蚀刻制程对该浅沟底部之该矽基底造成之损害。12.如申请专利范围第9项之方法,其中于进行该液相沉积法前先将该矽基底浸泡于一处理溶液(treatment solution)中以使该矽基底表面产生SiOH基。13.如申请专利范围第9项之方法,其中该液相沉积法系使用六氟矽酸(H2SiF6)之饱和溶液作为与该矽基底反应之反应溶液。图式简单说明:图一至图三为习知制作一浅沟隔离的方法示意图。图四至图七为本发明制作一浅沟隔离的方法示意图。