專利名稱：淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體組件的制造方法，特別是涉及一種淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的制造方法及溝填方法。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體技術(shù)的進步，元件的尺寸也不斷地縮小，為了防止相鄰的元件之間發(fā)生短路的現(xiàn)象，因此元件與元件之間的隔離則變得相當重要。元件之間的隔離技術(shù)比較普遍的是區(qū)域硅氧化法(local oxidation ofsilicon， L0C0S)。然而，局部硅氧化法具有多項缺點，包括因產(chǎn)生應(yīng)力所衍生出的相關(guān)問題，以及形成于隔離結(jié)構(gòu)周圍的鳥嘴區(qū)(bird's beak)等。因此，取而代之的方法為淺溝渠隔離 (shallow trench isolation, STI)結(jié)構(gòu)工藝。傳統(tǒng)的淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)是利用非等向性蝕刻的方法先在半導(dǎo)體基底中形成溝渠， 再在此溝渠中填入氧化物而形成，用以作為元件的隔離區(qū)。然而，隨著集成電路集成度的提升，元件的尺寸也越作越小。當淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)隨著集成電路集成度的提升而縮小化之后，伴隨而來的問題就是因溝渠具有過高的深寬比 (aspect ratio)所產(chǎn)生氧化層填入溝渠內(nèi)的溝填不完全的問題，從而使得最后所形成的淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)內(nèi)會有孔洞產(chǎn)生。倘若在淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)內(nèi)存在有孔洞，將會使得淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的隔離能力惡化，進而造成元件漏電流或元件可靠度變差等問題。由此可見，上述現(xiàn)有的淺溝渠隔離技術(shù)在方法及使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進一步改進。為了解決上述存在的問題，相關(guān)廠商莫不費盡心思來謀求解決之道，但長久以來一直未見適用的設(shè)計被發(fā)展完成，而一般方法又沒有適切的方法能夠解決上述問題，此顯然是相關(guān)業(yè)者急欲解決的問題。因此如何能創(chuàng)設(shè)一種新的淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的制造方法及溝填方法，實屬當前重要研發(fā)課題之一，亦成為當前業(yè)界極需改進的目標。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有的淺溝渠隔離技術(shù)存在的缺陷，而提供一種新的溝填方法，所要解決的技術(shù)問題是使其具有較佳的溝填能力，非常適于實用。本發(fā)明的另一目的在于，克服現(xiàn)有的淺溝渠隔離技術(shù)存在的缺陷，而提供一種新的淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，所要解決的技術(shù)問題是使其可以形成具有較佳隔離能力的淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)，從而更加適于實用。本發(fā)明的再一目的在于，克服現(xiàn)有的淺溝渠隔離技術(shù)存在的缺陷，而提供一種新的淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，所要解決的技術(shù)問題是使其可用以保護周邊電路區(qū)，從而更加適于實用。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出的一種淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，包括下列步驟。首先，提供基底，基底上具有罩幕層，且在基底與罩幕層中具有溝渠。接著，在基底上形成第一介電層，第一介電層填滿部分溝渠且覆蓋溝渠側(cè)壁，而在位于溝渠中的第一介電層中形成開口。然后，在位于開口底部的第一介電層上形成阻擋層。接下來，以阻擋層為罩幕，移除覆蓋溝渠側(cè)壁的第一介電層。之后，移除阻擋層。再者，在第一介電層上形成填滿溝渠的第二介電層。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進一步實現(xiàn)。前述的淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，其中所述的罩幕層包括墊氧化層及硬罩幕層。墊氧化層設(shè)置于基底上。硬罩幕層設(shè)置于墊氧化層上。前述的淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，其中所述的罩幕層更包括導(dǎo)體層，設(shè)置于墊氧化層與硬罩幕層之間。前述的淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，其中所述的導(dǎo)體層的材料例如是摻雜多晶娃。前述的淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，其中所述的第一介電層的形成方法例如是高密度等離子體化學(xué)氣相沉禾只法(high density plasma chemicalvapor depositon, HDPCVD)、次大氣壓未摻雜硅玻璃(sub-atmosphericundoped silicon glass, SAUSG)工藝、 高深寬比溝填工藝(high aspectratio process, HARP)或旋涂式玻璃(spin-on-glass， S0G)工藝。前述的淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，其中所述的溝渠具有第一高度，而第一介電層填滿溝渠的部分具有第二高度，且第一高度例如是高于第二高度。前述的淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，其中所述的第二高度例如是第一高度的0. 3 倍至0.7倍。前述的淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，其中所述的阻擋層的形成方法包括下列步驟。首先，在第一介電層上形成有機材料層，且有機材料層填滿開口。接著，以罩幕層為研磨終止層，進行一個化學(xué)機械研磨工藝，以移除部分有機材料層。然后，對有機材料層進行一個回蝕刻工藝，以移除部分有機材料層。前述的淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，其中所述的阻擋層的形成方法包括下列步驟。首先，在第一介電層上形成有機材料層，且有機材料層填滿開口。接著，對有機材料層進行一個回蝕刻工藝，以移除部分有機材料層。前述的淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，其中所述的有機材料層的材料例如是光阻或有機介電層。前述的淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，其中覆蓋溝渠側(cè)壁的第一介電層的移除方法例如是回蝕刻法。前述的淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，其中所述的阻擋層的移除方法例如是干式蝕刻法或濕式蝕刻法。前述的淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，其中所述的第二介電層的形成方法例如是高密度等離子體化學(xué)氣相沉積法、次大氣壓未摻雜硅玻璃工藝、高深寬比溝填工藝或旋涂式玻璃工藝。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提出的一種淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，包括下列步驟。提供基底，基底包括元件密集區(qū)及元件疏松區(qū)，且在元件密集區(qū)的基底上具有罩幕層，且在基底與罩幕層中具有溝渠。接著，在基底上形成第一介電層，第一介電層填滿部分溝渠且覆蓋溝渠側(cè)壁，而在位于溝渠中的第一介電層中形成開口。然后，在第一介電層上形成阻擋層，而元件密集區(qū)中的阻擋層只位于開口底部的第一介電層上，且元件疏松區(qū)中的阻擋層的厚度大于元件密集區(qū)中的阻擋層的厚度。接下來，以阻擋層為罩幕，移除覆蓋溝渠側(cè)壁的第一介電層。之后，移除阻擋層。再者， 在第一介電層上形成填滿溝渠的第二介電層。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進一步實現(xiàn)。前述的淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，其中所述的罩幕層包括墊氧化層及硬罩幕層。墊氧化層設(shè)置于基底上。硬罩幕層設(shè)置于墊氧化層上。前述的淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，其中所述的罩幕層更包括導(dǎo)體層，設(shè)置于墊氧化層與硬罩幕層之間。前述的淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，其中所述的導(dǎo)體層的材料例如是摻雜多晶娃。前述的淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，其中所述的第一介電層的形成方法例如是高密度等離子體化學(xué)氣相沉積法、次大氣壓未摻雜硅玻璃工藝、高深寬比溝填工藝或旋涂式玻璃工藝。前述的淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，其中所述的溝渠具有第一高度，而第一介電層填滿溝渠的部分具有第二高度，且第一高度例如是高于第二高度。前述的淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，其中所述的第二高度例如是第一高度的0. 3 倍至0.7倍。前述的淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，其中所述的阻擋層的形成方法包括下列步驟。首先，在第一介電層上形成光阻層，且光阻層填滿開口。接著，對該光阻層進行微影工藝，以移除元件密集區(qū)中的部分光阻層。前述的淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，更包括在進行微影工藝之后，對阻擋層進行一個回蝕刻工藝。前述的淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，其中所述的阻擋層的形成方法包括下列步驟。首先，在第一介電層上形成有機介電層，且有機介電層填滿開口。接著，在有機介電層上形成圖案化光阻層，而圖案化光阻層暴露出元件密集區(qū)中的有機介電層且覆蓋元件疏松區(qū)的有機介電層。然后，以圖案化光阻層為罩幕，移除元件密集區(qū)中的部分有機介電層。前述的淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，其中所述的元件密集區(qū)中的部分有機介電層的移除方法例如是回蝕刻法。前述的淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，其中覆蓋溝渠側(cè)壁的第一介電層的移除方法例如是回蝕刻法。前述的淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，其中所述的阻擋層的移除方法例如是干式蝕刻法或濕式蝕刻法。前述的淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，其中所述的第二介電層的形成方法例如是高密度等離子體化學(xué)氣相沉積法、次大氣壓未摻雜硅玻璃工藝、高深寬比溝填工藝或旋涂式玻璃工藝。前述的淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，其中所述的元件密集區(qū)例如是記憶體陣列區(qū)，而元件疏松區(qū)例如是周邊電路區(qū)。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題另外再采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提出的一種溝填方法，包括下列步驟。首先，提供基底，基底上具有圖案層，且在圖案層中具有溝渠。接著，在基底上形成第一材料層，第一材料層填滿部分溝渠且覆蓋溝渠側(cè)壁，而在位于溝渠中的第一材料層中形成開口。然后，在位于開口底部的第一材料層上形成阻擋層。接下來，以阻擋層為罩幕，移除覆蓋溝渠側(cè)壁的第一材料層。之后，移除阻擋層。再者，在第一材料層上形成填滿溝渠的第二材料層。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進一步實現(xiàn)。前述的溝填方法，例如是用于淺溝渠隔離工藝、層間介電層溝填工藝或金屬導(dǎo)線溝填工藝。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點和有益效果。借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的制造方法及溝填方法至少具有下列優(yōu)點及有益效果本發(fā)明由于是在形成第一材料層之后，會以阻擋層為罩幕，移除覆蓋溝渠側(cè)壁的第一材料層，以降低溝渠的深寬比，而使得第二材料層能有效地填滿溝渠，因此此溝填方法具有較佳的溝填能力。另外，在本發(fā)明所提出的淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的制造方法中，由于在形成第一介電層之后，會以阻擋層為罩幕，移除覆蓋溝渠側(cè)壁的第一介電層，所以可降低溝渠的深寬比，以使得第二介電層能有效地填滿溝渠，因此所形成的淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)具有較佳的隔離能力， 進而可避免產(chǎn)生元件漏電流或元件可靠度變差等問題。此外，在本發(fā)明所提出的淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的制造方法中，由于元件疏松區(qū)中的阻擋層的厚度大于元件密集區(qū)中的阻擋層的厚度，所以元件疏松區(qū)中的阻擋層可有效地保護元件疏松區(qū)中的元件不受到蝕刻工藝的傷害。綜上所述，本發(fā)明是有關(guān)于一種淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的制造方法及溝填方法。該淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，包括下列步驟首先，提供基底，基底上具有罩幕層，且在基底與罩幕層中具有溝渠。接著，在基底上形成第一介電層，第一介電層填滿部分溝渠且覆蓋溝渠側(cè)壁，而在位于溝渠中的第一介電層中形成開口。然后，在位于開口底部的第一介電層上形成阻擋層。接下來，以阻擋層為罩幕，移除覆蓋溝渠側(cè)壁的第一介電層。之后，移除阻擋層。再者，形成填滿溝渠的第二介電層。本發(fā)明在技術(shù)上有顯著的進步，具有明顯的積極效果，誠為一新穎、進步、實用的新設(shè)計。上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段， 而可依照說明書的內(nèi)容予以實施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖，詳細說明如下。


圖1是本發(fā)明的一實施例的溝填方法的流程圖。圖2A至圖2E是本發(fā)明的一實施例的淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的制造流程的剖面圖。圖3A至圖3E是本發(fā)明的另一實施例的淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的制造流程的剖面圖。圖4A至圖4E是本發(fā)明的另一實施例的淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的制造流程的剖面圖。100,200,300 基底102、206、306 罩幕層104,208,308 溝渠106、210、310 墊氧化層108、212、312 硬罩幕層110、214、214 導(dǎo)體層
112、216、316 第一介電層114、218、218 開口116:有機材料層118、222、3M 阻擋層120、224、326 第二介電層122、226、328 淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)202,302 元件密集區(qū)204、304 元件疏松區(qū)220:光阻層320:有機介電層322:圖案化光阻層D1、D1'、D2、D2'、D3、D4:厚度Hl 第一高度H2 第二高度H3:第三高度H4:第四高度H5 第五高度H6 第六高度S100、S102、S104、S106、S108、SllO 步驟標號
具體實施例方式為更進一步闡述本發(fā)明為達成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的制造方法及溝填方法其具體實施方式
、方法、步驟、特征及其功效，詳細說明如后。有關(guān)本發(fā)明的前述及其他技術(shù)內(nèi)容、特點及功效，在以下配合參考圖式的較佳實施例的詳細說明中將可清楚呈現(xiàn)。通過具體實施方式
的說明，當可對本發(fā)明為達成預(yù)定目的所采取的技術(shù)手段及功效獲得一更加深入且具體的了解，然而所附圖式僅是提供參考與說明之用，并非用來對本發(fā)明加以限制。圖1是本發(fā)明的一實施例的溝填方法的流程圖。請參閱圖1所示，首先，進行步驟S100，提供基底，基底上具有圖案層，且在圖案層中具有溝渠。圖案層可為任何具有圖案的膜層，如罩幕層等。接著，進行步驟S102，在基底上形成第一材料層，第一材料層填滿部分溝渠且覆蓋溝渠側(cè)壁，而在位于溝渠中的第一材料層中形成開口。第一材料層的材料例如是介電材料或?qū)щ姴牧希梢勒赵跍锨兴纬傻臉?gòu)件而定。然后，進行步驟S104，在位于開口底部的第一材料層上形成阻擋層，用以保護位于阻擋層下方的第一材料層。接下來，進行步驟S106，以阻擋層為罩幕，移除覆蓋溝渠側(cè)壁的第一材料層，以降低位于溝渠的深寬比。之后，進行步驟S108，移除阻擋層。再者，進行步驟S110，在第一材料層上形成填滿溝渠的第二材料層。第二材料層的材料例如是介電材料或?qū)щ姴牧?，可依照在溝渠中所要形成的?gòu)件而定。上述實施例的溝填方法可用于淺溝渠隔離工藝、層間介電層溝填工藝或金屬導(dǎo)線溝填工藝。基于上述實施例可知，在本發(fā)明的一實施例所提出的溝填方法中，在形成第一材料層之后，會以阻擋層為罩幕，移除覆蓋溝渠側(cè)壁的第一材料層，以降低溝渠的深寬比，所以第二材料層能有效地填滿溝渠，而使得上述溝填方法具有較佳的溝填能力。以下，以制造淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的實施例為例，詳細地說明上述溝填方法的應(yīng)用方式。
圖2A至圖2E是本發(fā)明的一實施例的淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的制造流程的剖面圖。首先，請參閱圖2A所示，提供基底100，基底100上具有罩幕層102，且在基底100 與罩幕層102中具有溝渠104?；?00例如是硅基底。罩幕層102可包括墊氧化層106 及硬罩幕層108。墊氧化層106設(shè)置于基底100上。硬罩幕層108設(shè)置于墊氧化層106上。 此外，罩幕層102更可選擇性地包括導(dǎo)體層110，設(shè)置于墊氧化層106與硬罩幕層108之間。 墊氧化層106的材料例如是氧化硅。硬罩幕層108的材料例如是氮化硅。導(dǎo)體層110的材料例如是摻雜多晶硅。當導(dǎo)體層110的材料為摻雜多晶硅時，導(dǎo)體層110可經(jīng)由后續(xù)工藝形成浮置柵極，而墊氧化層106可作為穿隧介電層使用。接著，在基底100上形成第一介電層112，第一介電層112填滿部分溝渠104且覆蓋溝渠104側(cè)壁，而在位于溝渠104中的第一介電層112中形成開口 114，且在第一介電層 112中例如是不存在包覆于其中的孔洞。其中，第一介電層112更可覆蓋罩幕層102。第一介電層112的材料例如為氧化硅。第一介電層112的形成方法例如是高密度等離子體化學(xué)氣相沉積法、次大氣壓未摻雜硅玻璃工藝、高深寬比溝填工藝或旋涂式玻璃工藝。舉例來說，第一介電層112可經(jīng)由進行單一道高密度等離子體化學(xué)氣相沉積工藝所形成，也可是經(jīng)由重復(fù)進行高密度等離子體化學(xué)氣相沉積工藝及蝕刻工藝所形成。此外，溝渠104具有第一高度H1，而第一介電層112填滿溝渠104的部分具有第二高度H2。第一高度Hl例如是高于第二高度H2，且第二高度H2例如是第一高度Hl的0. 3倍至0. 7倍。然后，請參閱圖2B所示，在第一介電層112上形成有機材料層116，且有機材料層 116填滿開口 114。有機材料層116的材料例如是光阻或有機介電層。有機材料層116的厚度例如是1500埃至10000埃。有機材料層116的形成方法例如是涂布法，如旋轉(zhuǎn)涂布法。接下來，請參閱圖2C所示，以罩幕層102為研磨終止層，進行一個化學(xué)機械研磨工藝，以移除部分有機材料層116。在進行化學(xué)機械研磨工藝時，可一并移除覆蓋罩幕層102 的上表面的第一介電層112。之后，請參閱圖2D所示，對有機材料層116進行一個回蝕刻工藝，以移除部分有機材料層116，而在位于開口 114底部的第一介電層112上形成阻擋層118，用以保護位于阻擋層118下方的第一介電層112。直至形成阻擋層118為止，所移除的有機材料層116的厚度例如是1000埃至9500埃。在本實施例中，雖然是以上述方法形成阻擋層118，然而阻擋層118的形成方法并不限于此。舉例來說，在本發(fā)明的另一實施例中，可對圖2B中的有機材料層116進行回蝕刻工藝，而直接形成圖2D中的阻擋層118，亦即可不需進行圖2C中的化學(xué)機械研磨工藝。再者，以阻擋層118為罩幕，移除覆蓋溝渠104側(cè)壁的第一介電層112，同時可移除殘留在罩幕層102上的第一介電層112，以降低位于溝渠104的深寬比。覆蓋溝渠104側(cè)壁的第一介電層112的移除方法例如是回蝕刻法。隨后，請參閱圖2E所示，移除阻擋層118，以暴露出第一介電層112。阻擋層118 的移除方法例如是干式蝕刻法或濕式蝕刻法。再者，在第一介電層112上形成填滿溝渠104的第二介電層120，且第一介電層 112與第二介電層120形成淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)122。第二介電層120的材料例如是氧化硅。第二介電層120的形成方法例如是利用如高密度等離子體化學(xué)氣相沉積法、次大氣壓未摻雜硅玻璃工藝、高深寬比溝填工藝或旋涂式玻璃工藝等方法先形成覆蓋罩幕層102及第一介
8電層112的第二介電材料層(未繪示)，再利用如化學(xué)機械研磨法等方法移除位于溝渠104 以外的第二介電材料層而形。其中，第二介電材料層可經(jīng)由進行單一道高密度等離子體化學(xué)氣相沉積工藝所形成，也可以經(jīng)由重復(fù)進行高密度等離子體化學(xué)氣相沉積工藝及蝕刻工藝所形成?；谏鲜鰧嵤├芍捎谠谛纬傻谝唤殡妼?12之后，會以阻擋層118為罩幕， 移除覆蓋溝渠104側(cè)壁的第一介電層112，所以可降低溝渠104的深寬比，以使得第二介電層120能有效地填滿溝渠104。因此，可防止在所形成的淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)122中形成孔洞， 使淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)122具有較佳的隔離能力，進而可避免因淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)122的品質(zhì)不佳而產(chǎn)生的元件漏電流或元件可靠度變差等問題。圖3A至圖3E是本發(fā)明的另一實施例的淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的制造流程的剖面圖。首先，請參閱圖3A所示，提供基底200，基底200包括元件密集區(qū)202及元件疏松區(qū)204，且在元件密集區(qū)202的基底200上具有罩幕層206，且在基底200與罩幕層206中具有溝渠208。元件密集區(qū)202例如是記憶體陣列區(qū)，而元件疏松區(qū)204例如是周邊電路區(qū)?；?00例如是硅基底。罩幕層206可包括墊氧化層210及硬罩幕層212。墊氧化層 210設(shè)置于基底200上。硬罩幕層212設(shè)置于墊氧化層210上。此外，罩幕層206更可選擇性地包括導(dǎo)體層214，設(shè)置于墊氧化層210與硬罩幕層212之間。墊氧化層210的材料例如是氧化硅。硬罩幕層212的材料例如是氮化硅。導(dǎo)體層214的材料例如是摻雜多晶硅。當導(dǎo)體層214的材料為摻雜多晶硅時，導(dǎo)體層214可經(jīng)由后續(xù)工藝形成浮置柵極，而墊氧化層 210可作為穿隧介電層使用。接著，在基底200上形成第一介電層216，第一介電層216填滿部分溝渠208且覆蓋溝渠208側(cè)壁，而在位于溝渠208中的第一介電層216中形成開口 218，且在第一介電層 216中例如是不存在包覆于其中的孔洞。其中，第一介電層216更可覆蓋罩幕層206。第一介電層216的材料例如氧化硅。第一介電層216的形成方法例如是高密度等離子體化學(xué)氣相沉積法、次大氣壓未摻雜硅玻璃工藝、高深寬比溝填工藝或旋涂式玻璃工藝。舉例來說， 第一介電層216可經(jīng)由進行單一道高密度等離子體化學(xué)氣相沉積工藝所形成，也可是經(jīng)由重復(fù)進行高密度等離子體化學(xué)氣相沉積工藝及蝕刻工藝所形成。此外，溝渠208具有第三高度H3，而第一介電層216填滿溝渠208的部分具有第四高度H4。第三高度H 3例如是高于第四高度H4，且第四高度H4例如是第三高度H3的0. 3倍至0. 7倍。然后，請參閱圖;3B所示，在第一介電層216上形成光阻層220，且光阻層220填滿開口 218。光阻層220的厚度例如是1500埃至10000埃。光阻層220的形成方法例如是涂布法，如旋轉(zhuǎn)涂布法。接下來，請參閱圖3C所示，對光阻層200進行一個微影工藝，以移除元件密集區(qū) 202中的部分光阻層220，而在第一介電層216上形成阻擋層222，用以保護位于阻擋層222 下方的第一介電層216。元件密集區(qū)202中的阻擋層222只位于開口 218底部的第一介電層216上，且元件疏松區(qū)204中的阻擋層222的厚度Dl大于元件密集區(qū)202中的阻擋層 220的厚度D2。之后，請參閱圖3D所示，可選擇性地對阻擋層222進行一個回蝕刻工藝，以調(diào)整阻擋層222的厚度，例如是將厚度Dl及厚度D2分別調(diào)整為厚度Dl'及厚度D2'，其中厚度 Dl'大于厚度D2'。直至形成阻擋層222為止，所移除的光阻層220的厚度例如是1000埃至9500埃。在本實施例中，雖然是以上述方法形成阻擋層222，然而阻擋層222的形成方法并不限于此。再者，以阻擋層222為罩幕，移除覆蓋溝渠208側(cè)壁的第一介電層216，同時可一并移除覆蓋溝渠208上表面的第一介電層216，以降低位于溝渠208的深寬比。覆蓋溝渠208 側(cè)壁的第一介電層216的移除方法例如是回蝕刻法。隨后，請參閱圖3E所示，移除阻擋層222，以暴露出第一介電層216。阻擋層222 的移除方法例如是干式蝕刻法或濕式蝕刻法。再者，形成填滿溝渠208的第二介電層224，且第一介電層216與第二介電層224 形成淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)226。第二介電層224的材料例如是氧化硅。第二介電層224的形成方法例如是利用如高密度等離子體化學(xué)氣相沉積法、次大氣壓未摻雜硅玻璃工藝、高深寬比溝填工藝或旋涂式玻璃工藝等方法先形成覆蓋罩幕層206及第一介電層216的第二介電材料層(未繪示)，再利用如化學(xué)機械研磨法等方法移除位于溝渠208以外的第二介電材料層而形成。其中，第二介電材料層可經(jīng)由進行單一道高密度等離子體化學(xué)氣相沉積工藝所形成，也可是經(jīng)由重復(fù)進行高密度等離子體化學(xué)氣相沉積工藝及蝕刻工藝所形成?；谏鲜鰧嵤├芍?，由于在形成第一介電層216之后，會以阻擋層222為罩幕， 移除覆蓋溝渠208側(cè)壁的第一介電層216，所以可降低溝渠208的深寬比，以使得第二介電層224能有效地填滿溝渠208，且不在淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)226中產(chǎn)生孔洞，因此所形成的淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)2 具有較佳的隔離能力。此外，由于元件疏松區(qū)204中的阻擋層222的厚度Dl (或Dl ‘)大于元件密集區(qū) 202中的阻擋層222的厚度D2(或D2')，所以元件疏松區(qū)204中的阻擋層222可有效地保護元件疏松區(qū)204中位于阻擋層222下方的元件(未繪示)不受到蝕刻工藝的傷害。圖4A至圖4E是本發(fā)明的另一實施例的淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的制造流程的剖面圖。首先，請參閱圖4A所示，提供基底300，基底300包括元件密集區(qū)302及元件疏松區(qū)304，且在元件密集區(qū)302的基底300上具有罩幕層306，且在基底300與罩幕層306中具有溝渠308。元件密集區(qū)302例如是記憶體陣列區(qū)，而元件疏松區(qū)304例如是周邊電路區(qū)?；?00例如是硅基底。罩幕層306可包括墊氧化層310及硬罩幕層312。墊氧化層 310設(shè)置于基底300上。硬罩幕層312設(shè)置于墊氧化層310上。此外，罩幕層306更可選擇性地包括導(dǎo)體層314，設(shè)置于墊氧化層310與硬罩幕層312之間。墊氧化層310的材料例如是氧化硅。硬罩幕層312的材料例如是氮化硅。導(dǎo)體層314的材料例如是摻雜多晶硅。當導(dǎo)體層314的材料為摻雜多晶硅時，導(dǎo)體層314可經(jīng)由后續(xù)工藝形成浮置柵極，而墊氧化層 310可作為穿隧介電層使用。接著，在基底300上形成第一介電層316，第一介電層316填滿部分溝渠308且覆蓋溝渠308側(cè)壁，而在位于溝渠308中的第一介電層316中形成開口 318，且在第一介電層 316中例如是不存在包覆于其中的孔洞。其中，第一介電層316更可覆蓋罩幕層306。第一介電層316的材料例如氧化硅。第一介電層316的形成方法例如是高密度等離子體化學(xué)氣相沉積法、次大氣壓未摻雜硅玻璃工藝、高深寬比溝填工藝或旋涂式玻璃工藝。舉例來說， 第一介電層316可經(jīng)由進行單一道高密度等離子體化學(xué)氣相沉積工藝所形成，也可是經(jīng)由重復(fù)進行高密度等離子體化學(xué)氣相沉積工藝及蝕刻工藝所形成。此外，溝渠308具有第五高度H5，而第一介電層316填滿溝渠308的部分具有第六高度H6。第五高度H5例如是高于第六高度H6，且第六高度H6例如是第五高度H5的0. 3倍至0. 7倍。然后，請參閱圖4B所示，在第一介電層316上形成有機介電層320，且有機介電層 320填滿開口 318。有機介電層320的厚度例如是1500埃至10000埃。有機介電層320的形成方法例如是涂布法，如旋轉(zhuǎn)涂布法。繼之，在有機介電層320上形成圖案化光阻層322，而圖案化光阻層322暴露出元件密集區(qū)302中的有機介電層320且覆蓋元件疏松區(qū)304的有機介電層320。接下來，請參閱圖4C所示，以圖案化光阻層322為罩幕，移除元件密集區(qū)302中的部分有機介電層320，而在第一介電層316上形成阻擋層324，用以保護位于阻擋層3M下方的第一介電層316。元件密集區(qū)302中的阻擋層3M只位于開口 318底部的第一介電層 316上，且元件疏松區(qū)304中的阻擋層324的厚度D3大于元件密集區(qū)302中的阻擋層324 的厚度D4。元件密集區(qū)302中的部分有機介電層320的移除方法例如是回蝕刻法。直至形成阻擋層324為止，所移除的有機介電層320的厚度例如是1000埃至9500埃。在本實施例中，雖然是以上述方法形成阻擋層324，然而阻擋層324的形成方法并不限于此。之后，請參閱圖4D所示，以阻擋層3 為罩幕，移除覆蓋溝渠308側(cè)壁的第一介電層316，同時可一并移除覆蓋溝渠308上表面的第一介電層316，以降低位于溝渠308的深寬比。覆蓋溝渠308側(cè)壁的第一介電層316的移除方法例如是回蝕刻法。隨后，請參閱圖4E所示，移除圖案化光阻層322。圖案化光阻層322的移除方法例如是干式蝕刻法。接著，移除阻擋層324，以暴露出第一介電層316。阻擋層324的移除方法例如是干式蝕刻法或濕式蝕刻法。再者，在第一介電層316上形成填滿溝渠308的第二介電層326，且第一介電層 316與第二介電層3 形成淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)328。第二介電層3 的材料例如是氧化硅。第二介電層326的形成方法例如是利用如高密度等離子體化學(xué)氣相沉積法、次大氣壓未摻雜硅玻璃工藝、高深寬比溝填工藝或旋涂式玻璃工藝等方法先形成覆蓋罩幕層306及第一介電層316的第二介電材料層(未繪示)，再利用如化學(xué)機械研磨法等方法移除位于溝渠308 以外的第二介電材料層而形成。其中，第二介電材料層可經(jīng)由進行單一道高密度等離子體化學(xué)氣相沉積工藝所形成，也可是經(jīng)由重復(fù)進行高密度等離子體化學(xué)氣相沉積工藝及蝕刻工藝所形成。同樣地，由于在形成第一介電層316之后，會以阻擋層324為罩幕，移除覆蓋溝渠 308側(cè)壁的第一介電層316，所以可降低溝渠308的深寬比，以使得第二介電層326能有效地填滿溝渠308，且不在淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)328中產(chǎn)生孔洞，因此可形成具有較佳的隔離能力的淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)328。此外，由于元件疏松區(qū)304中的阻擋層324的厚度D3大于元件密集區(qū)302中的阻擋層324的厚度D4，所以元件疏松區(qū)304中的阻擋層3M有可防止元件疏松區(qū)304中位于阻擋層3M下方的元件(未繪示)在蝕刻工藝中受到傷害。綜上所述，本發(fā)明的實施例至少具有下列優(yōu)點1.本發(fā)明的實施例所提出的溝填方法具有較佳的溝填能力。2.本發(fā)明的實施例所提出的淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的制造方法可制作出具有較佳隔離能力的淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)。
3.本發(fā)明的實施例所提出的淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的制造方法可有效地保護元件疏松區(qū)中的元件不受到蝕刻工藝的傷害。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于其包括以下步驟提供一基底，該基底上具有一罩幕層，且在該基底與該罩幕層中具有一溝渠； 在該基底上形成一第一介電層，該第一介電層填滿部分該溝渠且覆蓋該溝渠側(cè)壁，而在位于該溝渠中的該第一介電層中形成一開口；在位于該開口底部的該第一介電層上形成一阻擋層； 以該阻擋層為罩幕，移除覆蓋該溝渠側(cè)壁的該第一介電層； 移除該阻擋層；以及在該第一介電層上形成填滿該溝渠的一第二介電層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溝填方法及淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于其中所述的罩幕層包括一墊氧化層，設(shè)置于該基底上；以及一硬罩幕層，設(shè)置于該墊氧化層上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的溝填方法及淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于其中所述的罩幕層更包括一導(dǎo)體層，設(shè)置于該墊氧化層與該硬罩幕層之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的溝填方法及淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于其中所述的導(dǎo)體層的材料包括摻雜多晶硅。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溝填方法及淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于其中所述的第一介電層的形成方法包括高密度等離子體化學(xué)氣相沉積法、次大氣壓未摻雜硅玻璃工藝、高深寬比溝填工藝或旋涂式玻璃工藝。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溝填方法及淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于其中所述的溝渠具有一第一高度，而該第一介電層填滿該溝渠的部分具有一第二高度，且該第一高度高于該第二高度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的溝填方法及淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于其中所述的第二高度為該第一高度的0. 3倍至0. 7倍。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溝填方法及淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于其中所述的阻擋層的形成方法包括在該第一介電層上形成一有機材料層，且該有機材料層填滿該開口 ；以該罩幕層為研磨終止層，進行一化學(xué)機械研磨工藝，以移除部分該有機材料層；以及對該有機材料層進行一回蝕刻工藝，以移除部分該有機材料層。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的溝填方法及淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于其中所述的有機材料層的材料包括光阻或有機介電層。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溝填方法及淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于其中所述的阻擋層的形成方法包括在該第一介電層上形成一有機材料層，且該有機材料層填滿該開口 ；以及對該有機材料層進行一回蝕刻工藝，以移除部分該有機材料層。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)于一種淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的制造方法及溝填方法。該淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的制造方法包括下列步驟首先，提供基底，基底上具有罩幕層，且在基底與罩幕層中具有溝渠。接著，在基底上形成第一介電層，第一介電層填滿部分溝渠且覆蓋溝渠側(cè)壁，而在位于溝渠中的第一介電層中形成開口。然后，在位于開口底部的第一介電層上形成阻擋層。接下來，以阻擋層為罩幕，移除覆蓋溝渠側(cè)壁的第一介電層。之后，移除阻擋層。再者，形成填滿溝渠的第二介電層。
文檔編號H01L21/311GK102479741SQ201010560610
公開日2012年5月30日 申請日期2010年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月23日
發(fā)明者楊令武, 楊大弘, 楊鎮(zhèn)豪, 蘇金達, 陳光釗, 駱統(tǒng) 申請人:旺宏電子股份有限公司