專利名稱：溝槽絕緣方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體工藝，特別是涉及一種溝槽絕緣方法。
背景技術(shù)：
目前的半導(dǎo)體工藝，當(dāng)晶片在使用時(shí)，通常都會(huì)經(jīng)歷許多次的高溫工藝，例如氧化、擴(kuò)散、薄膜成長(zhǎng)等，當(dāng)這些工藝中產(chǎn)生熱應(yīng)力的大小超過(guò)硅晶格(lattice)的強(qiáng)度時(shí)，即會(huì)產(chǎn)生差排(dislocation)與滑移(slip)等材料缺陷。
請(qǐng)參閱圖1至圖5，其繪示的是現(xiàn)有半導(dǎo)體工藝中的溝槽絕緣(trenchisolation)工藝。如圖1所示，首先在半導(dǎo)體基底10的上表面100形成墊硅氧層12以及墊氮化硅層14。其中，形成墊硅氧層12的方法可以利用熱氧化方式，而墊氮化硅層14可以利用化學(xué)氣相沉積方法。在形成墊硅氧層12以及墊氮化硅層14的同時(shí)，也會(huì)在半導(dǎo)體基底10的背面200形成墊硅氧層22以及墊氮化硅層24。
如圖2所示，接著以光刻工藝以及蝕刻工藝?yán)脡|氮化硅層14為蝕刻屏蔽，在半導(dǎo)體基底10中蝕刻出溝槽30。如圖3所示，接著進(jìn)行一氧化工藝，在溝槽30的表面上形成襯硅氧層40。
如圖4所示，進(jìn)行一高密度等離子體化學(xué)氣相沉積工藝，在半導(dǎo)體基底10上以及溝槽30中沉積高密度等離子體硅氧層50。隨即進(jìn)行高密度等離子體硅氧層50的致密化工藝，此工藝的目的在將高密度等離子體硅氧層50原本較為松散的結(jié)構(gòu)致密化，其實(shí)施方式可以在高溫惰性氣體環(huán)境下進(jìn)行。此致密化工藝亦可以同時(shí)修補(bǔ)半導(dǎo)體基底10由于蝕刻造成的晶格損傷。
如圖5所示，接著進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨工藝，以墊氮化硅層14為研磨停止層，將半導(dǎo)體基底10上的高密度等離子體硅氧層50研磨平整。
上述的現(xiàn)有技藝的缺點(diǎn)在于當(dāng)進(jìn)行前述的高密度等離子體硅氧層50的致密化工藝時(shí)，位于半導(dǎo)體基底10背面200的墊氮化硅層24可能由于應(yīng)力的影響產(chǎn)生剝離現(xiàn)象，而形成污染顆粒的來(lái)源，影響到后續(xù)的工藝，例如光刻工藝。此外，為了能夠使半導(dǎo)體基底10表面由于蝕刻造成的晶格損傷能夠有效地被修補(bǔ)，通常希望能將致密化工藝的溫度拉高，但是過(guò)高的溫度卻又會(huì)產(chǎn)生差排或滑移(slip)等材料缺陷。由此可知，現(xiàn)有溝槽絕緣工藝仍有待進(jìn)一步改善。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在提供一種改良的溝槽絕緣方法，以解決上述現(xiàn)有技藝的問(wèn)題。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種溝槽絕緣方法，包括提供一半導(dǎo)體基底，具有上表面以及背面；于該半導(dǎo)體基底的該上表面形成一第一硅氧層以及一第一氮化硅層，同時(shí)，于該半導(dǎo)體基底的該背面形成一第二硅氧層以及一第二氮化硅層；進(jìn)行一光刻工藝以及一蝕刻工藝，利用該第一氮化硅層作為蝕刻屏蔽，在該半導(dǎo)體基底的該上表面形成一溝槽；于溝槽內(nèi)填入絕緣材料，且該絕緣材料覆蓋該半導(dǎo)體基底的該上表面的該第一氮化硅層；利用該絕緣材料為蝕刻屏蔽，蝕刻掉該半導(dǎo)體基底的該背面的該第二氮化硅層；進(jìn)行一致密化工藝，致密化該絕緣材料；以及進(jìn)行一化學(xué)機(jī)械研磨工藝，以該第一氮化硅層為研磨停止層，將該半導(dǎo)體基底上的該絕緣材料研磨平整。
為了進(jìn)一步了解本發(fā)明的特征及技術(shù)內(nèi)容，請(qǐng)參閱以下的詳細(xì)說(shuō)明與附圖。然而附圖僅供參考與輔助說(shuō)明用，并非用來(lái)對(duì)本發(fā)明加以限制。


圖1至圖5繪示的是現(xiàn)有半導(dǎo)體工藝中的溝槽絕緣方法。
圖6至圖11繪示的是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的溝槽絕緣工藝的剖面示意圖。簡(jiǎn)單符號(hào)說(shuō)明10半導(dǎo)體基底 12墊硅氧層14墊氮化硅層 22墊硅氧層24墊氮化硅層 30溝槽40襯硅氧層50高密度等離子體硅氧層100上表面 200背面具體實(shí)施方式
請(qǐng)參閱圖6至圖11，其繪示的是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的溝槽絕緣方法的剖面示意圖。首先，如圖6所示，在半導(dǎo)體基底10的上表面100依序形成墊硅氧層12以及墊氮化硅層14。其中，墊硅氧層12的厚度約為80埃至150埃，墊氮化硅層14的厚度約為1000至2000埃，而形成墊硅氧層12的方法可以利用熱氧化方式，墊氮化硅層14可以利用爐管沉積方法。在形成墊硅氧層12以及墊氮化硅層14的同時(shí)，也會(huì)在半導(dǎo)體基底10的背面200形成墊硅氧層22以及墊氮化硅層24。
如圖7所示，接著以光刻工藝以及蝕刻工藝?yán)脡|氮化硅層14為蝕刻屏蔽，在半導(dǎo)體基底10中蝕刻出溝槽30。如圖8所示，接著進(jìn)行一氧化工藝，在溝槽30的表面上形成襯硅氧層40。
如圖9所示，進(jìn)行一高密度等離子體化學(xué)氣相沉積工藝，在半導(dǎo)體基底10上以及溝槽30中沉積高密度等離子體硅氧層50。
如圖10所示，接著將半導(dǎo)體基底10背面200的墊氮化硅層24去除。其實(shí)施方式可以利用濕蝕刻方法進(jìn)行之，例如浸泡在熱磷酸溶液中。在另一實(shí)施例中，可以進(jìn)一步將半導(dǎo)體基底10背面200的墊硅氧層22去除，例如使用稀釋的氫氟酸溶液。此時(shí)，由于半導(dǎo)體基底10上表面100的墊硅氧層12以及墊氮化硅層14被高密度等離子體硅氧層50覆蓋保護(hù)住，因此不會(huì)受到影響。
隨即進(jìn)行高密度等離子體硅氧層50的致密化工藝，如前述此工藝的目的在將高密度等離子體硅氧層50原本較為松散的結(jié)構(gòu)致密化，其實(shí)施方式可以在高溫惰性氣體環(huán)境下進(jìn)行，例如在1000℃以上，氮?dú)猸h(huán)境中實(shí)施約30分鐘以上。此致密化工藝亦可以同時(shí)修補(bǔ)半導(dǎo)體基底10由于蝕刻造成的晶格損傷。
最后，如圖11所示，接著進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨工藝，以墊氮化硅層14為研磨停止層，將半導(dǎo)體基底10上的高密度等離子體硅氧層50研磨平整。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于將半導(dǎo)體基底10背面200的墊氮化硅層24去除，因此可以避免產(chǎn)生剝離現(xiàn)象，并且去除的微粒污染源。此外，在致密化工藝之前將半導(dǎo)體基底10背面200的墊氮化硅層24去除，還可以避免差排或滑移(slip)等材料缺陷的發(fā)生。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種溝槽絕緣方法，包括提供一半導(dǎo)體基底，具有上表面以及背面；于該半導(dǎo)體基底的該上表面形成一第一硅氧層，同時(shí)，于該半導(dǎo)體基底的該背面形成一第二硅氧層；于該半導(dǎo)體基底的該上表面形成一第一氮化硅層，同時(shí)，于該半導(dǎo)體基底的該背面形成一第二氮化硅層；進(jìn)行一光刻工藝以及一蝕刻工藝，利用該第一氮化硅層作為蝕刻屏蔽，在該半導(dǎo)體基底的該上表面形成一溝槽；于溝槽內(nèi)填入絕緣材料，且該絕緣材料覆蓋該半導(dǎo)體基底的該上表面的該第一氮化硅層；利用該絕緣材料為蝕刻屏蔽，蝕刻掉該半導(dǎo)體基底的該背面的該第二氮化硅層；進(jìn)行一致密化工藝，致密化該絕緣材料；以及進(jìn)行一化學(xué)機(jī)械研磨工藝，以該第一氮化硅層為研磨停止層，將該半導(dǎo)體基底上的該絕緣材料研磨平整。
2.如權(quán)利要求1所述的溝槽絕緣方法，其中在于溝槽內(nèi)填入絕緣材料之前，該溝槽絕緣方法還包括以下步驟于該溝槽的表面形成一襯硅氧層。
3.如權(quán)利要求1所述的溝槽絕緣方法，其中該致密化工藝在高于1000℃的溫度，氮?dú)猸h(huán)境中進(jìn)行30分鐘以上。
4.如權(quán)利要求1所述的溝槽絕緣方法，其中該絕緣材料為高密度等離子體硅氧層。
5.如權(quán)利要求4所述的溝槽絕緣方法，其中該高密度等離子體硅氧層利用高密度等離子體化學(xué)氣相沉積工藝形成。
全文摘要
一種溝槽絕緣工藝，包括提供一半導(dǎo)體基底，具有上表面以及背面；于該半導(dǎo)體基底的該上表面形成一第一硅氧層以及一第一氮化硅層，同時(shí)，于該半導(dǎo)體基底的該背面形成一第二硅氧層以及一第二氮化硅層；進(jìn)行一光刻工藝以及一蝕刻工藝，利用該第一氮化硅層作為蝕刻屏蔽，在該半導(dǎo)體基底的該上表面形成一溝槽；于溝槽內(nèi)填入絕緣材料，且該絕緣材料覆蓋該半導(dǎo)體基底的該上表面的該第一氮化硅層；利用該絕緣材料為蝕刻屏蔽，蝕刻掉該半導(dǎo)體基底的該背面的該第二氮化硅層；進(jìn)行一致密化工藝，致密化該絕緣材料；以及進(jìn)行一化學(xué)機(jī)械研磨工藝，以該第一氮化硅層為研磨停止層，將該半導(dǎo)體基底上的該絕緣材料研磨平整。
文檔編號(hào)H01L21/00GK1862777SQ200510070458
公開(kāi)日2006年11月15日 申請(qǐng)日期2005年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月9日
發(fā)明者丁瑋祺, 吳俊元 申請(qǐng)人:聯(lián)華電子股份有限公司