專利名稱：沉積絕緣層于溝槽中的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明系有關(guān)于一種半導(dǎo)體制程的裝置，特別有關(guān)于一種沉積絕緣層于溝槽中的裝置。
然而，請參照

圖1，圖1系習(xí)知做法的缺點(diǎn)示意圖，對于具有窄開口(openspacing)及/或高深寬比(high aspect ratio)的溝槽，習(xí)知的做法會有在絕緣層19中產(chǎn)生孔洞20現(xiàn)象的發(fā)生，例如當(dāng)該溝槽15的開口寬度小于0.15μm且/或深寬比大于4時，則目前的以一次高密度電漿化學(xué)氣相沉積程序所沉積的絕緣層19就很容易會有孔洞20的發(fā)生，而影響淺溝槽隔離區(qū)的絕緣特性。另外，圖1中的符號12系表示遮蔽層，符號10系表示半導(dǎo)體基底。
其中，該沉積絕緣層于溝槽中的裝置可更包括一第一矽烷氣供應(yīng)源裝置，連接該第一高密度電漿化學(xué)氣相沉積室；一第一鈍氣供應(yīng)源裝置，連接該第一高密度電漿化學(xué)氣相沉積室；一第一氧氣供應(yīng)源裝置，連接該第一高密度電漿化學(xué)氣相沉積室；以及一第一氣體控制系統(tǒng)，位于該等第一氣體供應(yīng)源裝置與該第一高密度電漿化學(xué)氣相沉積室之間，用以控制該等第一氣體進(jìn)入該第一高密度電漿化學(xué)氣相沉積室內(nèi)的流量與時間。
其中，該沉積絕緣層于溝槽中的裝置可又更包括一氫氟酸蒸氣供應(yīng)源裝置，連接該氫氟酸蒸氣蝕刻室；以及一氫氟酸蒸氣控制系統(tǒng)，位于該氫氟酸蒸氣供應(yīng)源裝置與該氫氟酸蒸氣蝕刻室之間，用以控制該氫氟酸蒸氣進(jìn)入該氫氟酸蒸氣蝕刻室內(nèi)的流量與時間。
其中，該沉積絕緣層于溝槽中的裝置可又再更包括一第二矽烷氣供應(yīng)源裝置，連接該第二高密度電漿化學(xué)氣相沉積室；一第二鈍氣供應(yīng)源裝置，連接該第二高密度電漿化學(xué)氣相沉積室；一第二氧氣供應(yīng)源裝置，連接該第二高密度電漿化學(xué)氣相沉積室；以及一第二氣體控制系統(tǒng)，位于該等第二氣體供應(yīng)源裝置與該第二高密度電漿化學(xué)氣相沉積室之間，用以控制該等第二氣體進(jìn)入該第二高密度電漿化學(xué)氣相沉積室內(nèi)的流量與時間。
依據(jù)上述本發(fā)明的沉積絕緣層于溝槽中的裝置，由于在該氫氟酸蒸氣蝕刻室形成殘留在該溝槽底部的剩余的該第一絕緣層，因而降低了該溝槽原來的深寬比，使得在該第二高密度電漿化學(xué)氣相沉積室能容易地達(dá)成無孔洞(void-free)溝槽的沉積制程。也就是在本發(fā)明的裝置中能連續(xù)地進(jìn)行沉積第一絕緣層、蝕刻部分該第一絕緣層及沉積第二絕緣層等制程，而容易地完成具有高深寬比且無孔洞的溝槽絕緣層的制程，并且能有效地避免制程中所可能產(chǎn)生的微粒子問題。
首先，請參照圖2與圖6，本發(fā)明提供一種沉積絕緣層于溝槽中的裝置200，適用于處理如圖6所示的在基底600中形成有溝槽610的晶圓201，其中符號620系表示遮蔽層圖案。而該沉積絕緣層于溝槽中的裝置200包括有一晶圓載入室(load)210，用以暫存該晶圓201。
然后，請參照圖2與圖7，該裝置200包括有一第一高密度電漿化學(xué)氣相沉積室220，鄰設(shè)于該晶圓載入室210，用以對該晶圓201施行沉積一第一絕緣層710于該溝槽610中，但是并未填滿該溝槽610。其中該第一絕緣層710例如是二氧化矽層。
然后，請參照圖2與圖8，該裝置200包括有一氫氟酸蒸氣蝕刻室230，鄰設(shè)于該第一高密度電漿化學(xué)氣相沉積室220，用以對該晶圓201施行去除部分該第一絕緣層710而形成殘留在該溝槽底部的剩余的該第一絕緣層710’，并且露出位于剩余的該第一絕緣層710’上方的該溝槽610側(cè)壁。
然后，請參照圖2與圖9，該裝置200包括有一第二高密度電漿化學(xué)氣相沉積室240，鄰設(shè)于該氫氟酸蒸氣蝕刻室230，用以對該晶圓201施行沉積一第二絕緣層910而填滿該溝槽610。由于前述的殘留在該溝槽610底部的剩余的該第一絕緣層710’，而降低該溝槽610原來的深寬比，因而容易達(dá)成無孔洞的溝槽沉積制程。其中該第二絕緣層910例如是二氧化矽層。
之后，請參照圖2，再將已完成溝槽沉積制程的該晶圓201(如圖9所示)傳送至鄰設(shè)于該第二高密度電漿化學(xué)氣相沉積室240的一晶圓載出室(unload)250暫存。另外要說明的是，在圖2中省略圖示傳送該晶圓201的傳送裝置。
接著，請參照圖3，該沉積絕緣層于溝槽中的裝置200可更包括一第一矽烷氣(SiH4)供應(yīng)源裝置310，藉由輸送管390連接該第一高密度電漿化學(xué)氣相沉積室220；一例如是氦氣(He)或氬氣(Ar)的第一鈍氣供應(yīng)源裝置320，籍由輸送管390連接該第一高密度電漿化學(xué)氣相沉積室220；一第一氧氣(O2)供應(yīng)源裝置330，藉由輸送管390連接該第一高密度電漿化學(xué)氣相沉積室220；以及一第一氣體控制系統(tǒng)340，位于該等第一氣體供應(yīng)源裝置310、320、330與該第一高密度電漿化學(xué)氣相沉積室220之間，用以控制該等第一氣體(矽烷氣、鈍氣、氧氣)進(jìn)入該第一高密度電漿化學(xué)氣相沉積室220內(nèi)的流量與時間。
接著，請參照圖4，該沉積絕緣層于溝槽中的裝置200可又更包括一氫氟酸蒸氣供應(yīng)源裝置410，籍由輸送管490連接該氫氟酸蒸氣蝕刻室230；以及一氫氟酸蒸氣控制系統(tǒng)420，位于該氫氟酸蒸氣供應(yīng)源裝置410與該氫氟酸蒸氣蝕刻室230之間，用以控制該氫氟酸蒸氣進(jìn)入該氫氟酸蒸氣蝕刻室230內(nèi)的流量與時間。
接著，請參照圖5，該沉積絕緣層于溝槽中的裝置200可又再更包括一第二矽烷氣供應(yīng)源裝置510，藉由輸送管590連接該第二高密度電漿化學(xué)氣相沉積室240；一例如是氦氣或氬氣的第二鈍氣供應(yīng)源裝置520，藉由輸送管590連接該第二高密度電漿化學(xué)氣相沉積室240；一第二氧氣供應(yīng)源裝置530，藉由輸送管590連接該第二高密度電漿化學(xué)氣相沉積室240；以及一第二氣體控制系統(tǒng)540，位于該等第二氣體供應(yīng)源裝置510、520、530與該第二高密度電漿化學(xué)氣相沉積室240之間，用以控制該等第二氣體(矽烷氣、鈍氣、氧氣)進(jìn)入該第二高密度電漿化學(xué)氣相沉積室240內(nèi)的流量與時間。
依據(jù)上述本發(fā)明的沉積絕緣層于溝槽中的裝置200，由于在該氫氟酸蒸氣蝕刻室230形成殘留在該溝槽底部的剩余的該第一絕緣層710’，因而降低了該溝槽610原來的深寬比，使得在該第二高密度電漿化學(xué)氣相沉積室240能容易地達(dá)成無孔洞(void-free)溝槽的沉積制程。也就是在本發(fā)明的裝置200中，能連續(xù)地進(jìn)行沉積第一絕緣層710、蝕刻部分該第一絕緣層710及沉積第二絕緣層910等制程，而容易地完成具有高深寬比且無孔洞的溝槽絕緣層的制程，并能有效地避免制程中所可能產(chǎn)生的微粒子(particle)問題。
雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟習(xí)此項(xiàng)技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求書所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種沉積絕緣層于溝槽中的裝置，適用于在基底中形成有溝槽的晶圓，該沉積絕緣層于溝槽中的裝置至少包含一晶圓載入室，用以暫存該晶圓；一第一高密度電漿化學(xué)氣相沉積室，鄰設(shè)于該晶圓載入室，用以對該晶圓施行沉積一第一絕緣層于該溝槽中，但是并未填滿該溝槽；一氫氟酸蒸氣蝕刻室，鄰設(shè)于該第一高密度電漿化學(xué)氣相沉積室，用以對該晶圓施行去除部分該第一絕緣層而形成殘留在該溝槽底部的剩余的該第一絕緣層，并且露出位于剩余的該第一絕緣層上方的該溝槽側(cè)壁；一第二高密度電漿化學(xué)氣相沉積室，鄰設(shè)于該氫氟酸蒸氣蝕刻室，用以對該晶圓施行沉積一第二絕緣層而填滿該溝槽；以及一晶圓載出室，鄰設(shè)于該第二高密度電漿化學(xué)氣相沉積室。
2.如權(quán)利要求1所述的沉積絕緣層于溝槽中的裝置，其特征在于更包括一第一矽烷氣供應(yīng)源裝置，連接該第一高密度電漿化學(xué)氣相沉積室；一第一鈍氣供應(yīng)源裝置，連接該第一高密度電漿化學(xué)氣相沉積室；一第一氧氣供應(yīng)源裝置，連接該第一高密度電漿化學(xué)氣相沉積室；以及一第一氣體控制系統(tǒng)，位于該等第一氣體供應(yīng)源裝置與該第一高密度電漿化學(xué)氣相沉積室之間，用以控制該等第一氣體進(jìn)入該第一高密度電漿化學(xué)氣相沉積室內(nèi)的流量與時間。
3.如權(quán)利要求1所述的沉積絕緣層于溝槽中的裝置，其特征在于更包括一氫氟酸蒸氣供應(yīng)源裝置，連接該氫氟酸蒸氣蝕刻室；以及一氫氟酸蒸氣控制系統(tǒng)，位于該氫氟酸蒸氣供應(yīng)源裝置與該氫氟酸蒸氣蝕刻室之間，用以控制該氫氟酸蒸氣進(jìn)入該氫氟酸蒸氣蝕刻室內(nèi)的流量與時間。
4.如權(quán)利要求1所述的沉積絕緣層于溝槽中的裝置，其特征在于更包括一第二矽烷氣供應(yīng)源裝置，連接該第二高密度電漿化學(xué)氣相沉積室；一第二鈍氣供應(yīng)源裝置，連接該第二高密度電漿化學(xué)氣相沉積室；一第二氧氣供應(yīng)源裝置，連接該第二高密度電漿化學(xué)氣相沉積室；以及一第二氣體控制系統(tǒng)，位于該等第二氣體供應(yīng)源裝置與該第二高密度電漿化學(xué)氣相沉積室之間，用以控制該等第二氣體進(jìn)入該第二高密度電漿化學(xué)氣相沉積室內(nèi)的流量與時間。
5.如權(quán)利要求2所述的沉積絕緣層于溝槽中的裝置，其特征在于所述第一鈍氣系氬氣或氦氣。
6.如權(quán)利要求4所述的沉積絕緣層于溝槽中的裝置，其特征在于所述第二鈍氣系氬氣或氦氣。
7.如權(quán)利要求1所述的沉積絕緣層于溝槽中的裝置，其特征在于所述第一絕緣層系二氧化矽層。
8.如權(quán)利要求1所述的沉積絕緣層于溝槽中的裝置，其特征在于所述第二絕緣層系二氧化矽層。
9.如權(quán)利要求1所述的沉積絕緣層于溝槽中的裝置，其特征在于更包括一傳送裝置，用以傳送該晶圓于該等室之間。
全文摘要
本發(fā)明提供一種沉積絕緣層于溝槽中的裝置，適用于在基底中形成有溝槽的晶圓，該裝置至少包含一第一高密度電漿化學(xué)氣相沉積室，用以沉積一第一絕緣層于該溝槽中，但是并未填滿該溝槽。一氫氟酸蒸氣蝕刻室，鄰設(shè)于該第一高密度電漿化學(xué)氣相沉積室，用以去除部分該第一絕緣層而形成殘留在該溝槽底部的剩余的該第一絕緣層，并且露出位于該第一絕緣層上方的該溝槽側(cè)壁。一第二高密度電漿化學(xué)氣相沉積室，鄰設(shè)于該氫氟酸蒸氣蝕刻室，用以沉積一第二絕緣層而填滿該溝槽。籍由該裝置，可形成無孔洞的溝槽絕緣層。
文檔編號H01L21/02GK1444265SQ0210711
公開日2003年9月24日 申請日期2002年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月8日
發(fā)明者林平偉, 郭國權(quán), 姜兆聲 申請人:矽統(tǒng)科技股份有限公司