專利名稱：淺溝道隔離處理的雙襯墊氧化物工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體元件中的淺溝道隔離工藝的方法，尤其涉及利用雙襯墊氧化物的淺溝道隔離工藝。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體元件的整合度不斷的提高，半導(dǎo)體元件的工藝亦必須因時(shí)制宜的更新。例如，在微米工藝中，當(dāng)成隔離用途的場氧化物，當(dāng)使用于深次微米工藝(0.25μm以下)時(shí)，需占用較大的面積，同時(shí)會影響元件的平整性。此外，在形成場氧化物時(shí)，無可避免的會發(fā)生鳥鳴效應(yīng)(bird’s beak effect)，然而，無論如何改變場氧化物的工藝，均難以將鳥鳴兩側(cè)的長度控制至1μm以下，其結(jié)果將會影響到工藝的精確度。因此，在0.25μm以下，一般乃以淺溝道隔離(STI)工藝當(dāng)成主要隔離方法。
在已知的淺溝道隔離工藝中，如圖1所示，在硅基底1上沉積二氧化硅2，而后再沉積氮化硅3后，以各向異性蝕刻而蝕刻出0.3至0.8μm的淺溝道4。而后，使用H3PO3進(jìn)行氮化硅3的蝕回。最后，再沉積以襯墊氧化物5。
在上述的已知淺溝道隔離工藝中，由于襯墊氧化物5乃是在氮化物3受到蝕回后再沉積，因此，襯墊氧化物的厚度不能太厚以保留更多的空間供下一個(gè)溝道氧化物的充填，且襯墊氧化物的厚度又不能太薄以致無法提供角落的圓化效果。因此，襯墊氧化物5的厚度選擇范圍受到嚴(yán)格的限制。
此外，由于襯墊氧化物5乃是在氮化物3受到蝕回后再沉積，淺溝道4的側(cè)壁因H3PO4的蝕刻而變成相當(dāng)粗糙(如圖2所示)，因此對淺溝道4的隔離效果亦產(chǎn)生不良的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明乃有鑒于上述已知淺溝道隔離工藝的缺點(diǎn)而制成。
依照本發(fā)明的淺溝道隔離處理的雙襯墊氧化物的工藝，淺溝道的側(cè)壁不會受到H3PO4的蝕刻而形成粗糙面，因此，淺溝道的隔離效果不會受到影響。
再者，依照本發(fā)明的淺溝道隔離處理的雙襯墊氧化物的工藝，雙襯墊氧化物的厚度不但具有單襯墊氧化物的提供下一個(gè)溝道氧化物的充填空間的優(yōu)點(diǎn)，且雙襯墊氧化物的厚度又能提供角落的圓化效果。
依照本發(fā)明的一觀點(diǎn)，本發(fā)明提供一種淺溝道隔離處理的雙襯墊氧化物之工藝，包含(i)在一硅基底上沉積形成氧化硅層和氮化硅層，而后蝕刻以形成一淺溝道；(ii)沉積第一襯墊氧化物在該淺溝道表面；(iii)以H3PO4蝕回氮化物層；(iv)以濕蝕刻移除第一襯墊氧化物；和(v)再沉積第二襯墊氧化物在該淺溝道表面。
較佳地，在上述的淺溝道隔離處理的雙襯墊氧化物的工藝中，在步驟(iv)中的濕蝕刻是利用氫氟酸(HF)做為蝕刻液。
較佳的，在上述的淺溝道隔離處理的雙襯墊氧化物的工藝中，該淺溝道的深度約為0.5μm或更小。
由下述的說明伴隨附圖的解說，其中本發(fā)明的較佳實(shí)施例以說明例顯示，可更加明了本發(fā)明的之上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。


圖1為已知技術(shù)在硅基底上已形成淺溝道的剖面圖；圖2為已知技術(shù)在以H3PO4蝕回氮化硅后，對淺溝道的側(cè)壁所造成的粗糙面的剖面圖；圖3為本發(fā)明的淺溝道隔離處理的雙襯墊氧化物之工藝的第一步驟，其中在硅基底上已形成淺溝道；圖4為本發(fā)明的淺溝道隔離處理的雙襯墊氧化物的工藝的第二步驟，其中第一襯墊氧化物沉積在淺溝道的表面上；圖5為本發(fā)明的淺溝道隔離處理的雙襯墊氧化物的工藝的第三步驟，其中以H3PO4蝕回部份氮化硅；圖6為本發(fā)明的淺溝道隔離處理的雙襯墊氧化物的工藝的第四步驟，其中以濕蝕刻移除第一襯墊氧化物；和圖7為本發(fā)明的淺溝道隔離處理的雙襯墊氧化物之工藝的第五步驟，其中再沉積第二襯墊氧化物。
具體實(shí)施例方式
以下參考

本發(fā)明的較佳實(shí)施例。
首先參考圖3，在硅基底10上依序沉積一個(gè)二氧化硅層20和一個(gè)氮化硅層30。二氧化硅層30的厚度約為20至60nm，其使用以消除硅基底10和氮化硅層30間的應(yīng)力。而氮化硅層30的厚度約為150至200nm，其是經(jīng)微影與蝕刻的工藝來轉(zhuǎn)移光罩上的圖案，藉以做為形成淺溝道時(shí)的掩膜。此外，該氮化硅層30亦可做為化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)的阻止層。而后，進(jìn)行微影與蝕刻工藝，以形成如圖1所示的淺溝道40。
在形成淺溝道40后，參考圖4，在所形成的淺溝道40表面上沉積第一襯墊氧化物50。所沉積的第一襯墊氧化物50的厚度約為20至60nm，且該第一襯墊氧化物在淺溝道40的頂和底部轉(zhuǎn)角處圓化。
而后，參考圖5，以H3PO4溶液蝕退部份的氮化硅30。由于淺溝道40的表面受到先前沉積的第一襯墊氧化物50的保護(hù)，因此，其側(cè)面不會如已知技術(shù)般受到H3PO-4的侵蝕而粗糙化。
參考圖6，在此步驟中，以濕蝕刻移除第一襯墊氧化物50。在此濕蝕刻中，較佳的，使用氫氟酸(HF)當(dāng)成蝕刻液。在蝕刻移除第一襯墊氧化物50的同時(shí)，硅基底10的邊緣角部份亦同時(shí)受到圓化。
最后，在所形成的構(gòu)造上，再沉積第二襯墊氧化物60(如圖7所示)。由于硅基底10的角落已圓化，因此，僅需藉由使用相當(dāng)薄的襯墊氧化物層(即第二襯墊氧化物60可只形成相當(dāng)薄)即可獲得和已知技藝使用相當(dāng)厚的襯墊氧化物層所獲得的圓化效果，且更可留下足夠的空間以提供下一個(gè)溝道氧化物的充填。
由于本發(fā)明的淺溝道隔離處理的雙襯墊氧化物的工藝，淺溝道的側(cè)表面由于受到第一襯墊氧化物的保護(hù)，而不會受到在蝕退氮化硅層時(shí)所使用的蝕刻溶液的侵蝕，也因此，淺溝道的側(cè)壁表面可保持相當(dāng)?shù)钠交取?br> 再者，由于本發(fā)明的淺溝道隔離處理的雙襯墊氧化物的工藝，由于硅基底的角落已在使用氫氟酸移除第一襯墊氧化物時(shí)圓化。因此，僅需藉由使用相當(dāng)薄的襯墊氧化物層(即第二襯墊氧化物可只形成相當(dāng)薄)即可獲得和已知技術(shù)使用相當(dāng)厚的襯墊氧化物層所獲得的圓化效果，且更可留下足夠的空間以提供下一個(gè)溝道氧化物的充填。
本發(fā)明并不限于上述的實(shí)施例，且于此仍可達(dá)成各種改變和修飾，但其仍屬本發(fā)明的精神和范疇。因此，本發(fā)明的精神和范疇?wèi)?yīng)由下述權(quán)利要求范圍界定。
權(quán)利要求
1.一種淺溝道隔離處理的雙襯墊氧化物之工藝，包含(i)在一硅基底上沉積形成氧化硅層和氮化硅層，而后蝕刻以形成一淺溝道；(ii)沉積第一襯墊氧化物在該淺溝道表面；(iii)以H3PO4蝕回氮化物層；(iv)以濕蝕刻移除第一襯墊氧化物；和(v)再沉積第二襯墊氧化物在該淺溝道表面。
2.如權(quán)利要求1所述的淺溝道隔離處理的雙襯墊氧化物的工藝，其特征在于，在步驟(iv)中的濕蝕刻系利用氫氟酸做為蝕刻液。
3.如權(quán)利要求1所述的淺溝道隔離處理的雙襯墊氧化物的工藝，其特征在于，該淺溝道的深度約為0.5μm或更小。
全文摘要
本發(fā)明提供一種淺溝道隔離處理的雙襯墊氧化物的工藝，包含在一硅基底上沉積形成氧化硅層和氮化硅層，而后蝕刻以形成一淺溝道；沉積第一襯墊氧化物在該淺溝道表面；以H
文檔編號H01L21/31GK1571123SQ0314156
公開日2005年1月26日 申請日期2003年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月11日
發(fā)明者尹德源 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司