專利名稱：淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)及其溝渠的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體的制造方法。且特別是有關(guān)于一種同時(shí)制造多種淺溝渠隔結(jié)構(gòu)的方法，使某些淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)具有圓角形頂角，其它淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)不具有圓角形頂角。
背景技術(shù)：
集成電路已為眾所皆知的。集成電路通常廣泛應(yīng)用于各種電子組件，如內(nèi)存芯片。目前對(duì)于縮小集成電路組件尺寸有很強(qiáng)的要求，以便增加其個(gè)別構(gòu)件的密度，如此可增進(jìn)集成電路的功能。
例如當(dāng)要求縮小記憶晶體集成電路的尺寸。通過縮小集成電路的尺寸，每一個(gè)存儲(chǔ)芯片能有更多容量，進(jìn)而變得更實(shí)用。
然而，由極小化產(chǎn)生了較高的半導(dǎo)體組件密度，會(huì)導(dǎo)致相鄰組件間不必要的電子互相干擾的可能性增加。
例如半導(dǎo)體組件密度增加時(shí)，寄生內(nèi)組件電流(inter-device current)會(huì)增強(qiáng)。當(dāng)電子或電洞載子(carrier)漂移(drift)于半導(dǎo)體基底上鄰接的主動(dòng)組件(active devices)之間，就產(chǎn)生寄生內(nèi)組件電流。當(dāng)主動(dòng)組件間距離減少時(shí)，這種載子的漂移更為顯著。
因此，在集成電路的制造時(shí)，必須隔離半導(dǎo)體組件，以降低電壓，以避免不必要的電子互相干擾。
區(qū)域氧化(LOCOS)法被廣泛使用于隔離鄰接的金氧半導(dǎo)體(MOS)電路。在區(qū)域氧化法中，無罩幕(unmask)非主動(dòng)區(qū)域(non-active)或硅基底場(chǎng)區(qū)被暴露于加熱氧化空氣中，借以成長(zhǎng)出鑲壁式(recessed)或半鑲壁式(semi-recessed)的二氧化硅(例如場(chǎng)氧化)區(qū)。在無罩幕區(qū)上的二氧化硅通常長(zhǎng)得夠厚以降低或許會(huì)出現(xiàn)遍及半導(dǎo)體基底上鄰接的主動(dòng)組件之間的寄生電容(parasiticcapacitance)，但不會(huì)厚到產(chǎn)生階梯覆蓋(step coverage)問題?；讌^(qū)與非主動(dòng)區(qū)不同是基底區(qū)被制作成主動(dòng)區(qū)并由罩幕所保護(hù)，以有利于后續(xù)在主動(dòng)區(qū)主動(dòng)組件(active devices)的形成。
然而，區(qū)域氧化(LOCOS)法在應(yīng)用上并非沒有限制。例如一般知道的限制是罩幕角落氧化不完全時(shí)，二氧化硅逐漸成長(zhǎng)侵入底下罩幕邊緣部份，以及侵蝕到主動(dòng)區(qū)基底。這就是所謂的鳥嘴(bird’s beak)效應(yīng)。鳥嘴會(huì)造成組件效能降低，主動(dòng)區(qū)面積減少，增加基底壓力，進(jìn)而無法完全提供絕緣效果。并且，氧化物在罩幕下氧化成長(zhǎng)，罩幕層會(huì)形成非平面(non-planar)的氧化缺陷。在某種程度上，這個(gè)缺陷是因?yàn)樵跓嵫趸^程，生成的氧化物約為消耗的硅厚度的兩倍。所形成的非平面(non-planar)將會(huì)給后來層的一致性及微影(photolithography)帶來問題。
在了解區(qū)域氧化法(LOCOS)隔離技術(shù)缺點(diǎn)之后，目前互補(bǔ)式金氧半導(dǎo)體(CMOS)在主動(dòng)區(qū)逐漸采用淺溝，尤其是淺溝渠隔離(Shallow TrenchIsolation，STI)結(jié)構(gòu)。淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的形成典型是使用非等向蝕刻制程用一個(gè)罩幕去定義以及圖案形一基底上的淺溝渠。然后將絕緣物填入淺溝渠，在之后的步驟中，將絕緣物平坦化，來形成淺溝渠隔離。淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)能減弱或消除氧化侵蝕主動(dòng)區(qū)所產(chǎn)生的鳥嘴(bird’s beak)問題。因此可用空間加大，隔離所用空間變小。
淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)包含陡削形(Abruptly-Shaped)邊角，例如，是因?yàn)槭褂梅堑认蛐晕g刻技術(shù)形成溝渠隔離，這些陡削幾何形會(huì)導(dǎo)致不必要的電子特性。例如，邊際傳導(dǎo)(Edge conduction)，其中過量遺漏電流發(fā)生在隔離溝渠結(jié)構(gòu)頂部及鄰接的主動(dòng)組件間的上面區(qū)域。主動(dòng)組件若接近于隔離溝渠的一小半徑邊角，會(huì)產(chǎn)生包含不必要的寄生遺漏路徑的高邊緣傳導(dǎo)電性，此一不必要的效應(yīng)就是公知的主動(dòng)組件I-V曲線(美國(guó)專利第6,074,931號(hào))的雙峰(Doublehump)性質(zhì)。
除此之外，溝渠隔離結(jié)構(gòu)陡削邊角也能導(dǎo)致隨后介電物質(zhì)沉積于溝渠的困難度。例如，溝渠上方開口處的陡削邊角在介電物質(zhì)沉積期間且于溝渠完全被填滿前會(huì)在溝渠開口導(dǎo)致夾斷(pinching-off)現(xiàn)象，而在溝渠填充物中留下多余不必要的孔洞。隨著趨勢(shì)繼續(xù)往構(gòu)件小型化與組件密度發(fā)展，更需要較窄的深溝渠隔離結(jié)構(gòu)，其具有更大的高寬比。然而，當(dāng)溝渠隔離結(jié)構(gòu)的高寬比增大時(shí)，孔洞形成的問題更為惡化。
例如，若形成具有較大高寬比的隔離溝渠，則很可能會(huì)在用二氧化硅填入隔離溝渠期間，因二氧化硅的形成在溝渠出口的開口變小而阻礙二氧化硅完全填滿溝渠，并導(dǎo)致空洞的產(chǎn)生。
將淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的邊緣的圓角形或頂角的圓角形，可降低一些上述陡削邊角的問題。不論如何，在一些實(shí)例上，溝渠隔離結(jié)構(gòu)頂角圓角形是有必要的，但在其它實(shí)例溝渠隔離結(jié)構(gòu)頂角圓角形有時(shí)不可能做到或又不適合。
例如，在存儲(chǔ)元件中關(guān)鍵尺寸也就是在存儲(chǔ)單元的淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)寬度一般小于在外圍區(qū)的淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵尺寸。雖然圓角形在存儲(chǔ)元件的外圍區(qū)中的淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的頂角可降低I-V曲線特有的雙峰效應(yīng)，但是不能維持在存儲(chǔ)單元中淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的相對(duì)小地關(guān)鍵尺寸中。
在這實(shí)例，頂角圓角形會(huì)使在存儲(chǔ)單元的淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)關(guān)鍵尺寸減小，又不能被接受。此外，如前述的討論，寬度減小的淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)，要將絕緣物填入淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)更加困難。根據(jù)這例子，存儲(chǔ)單元的淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)為頂角非圓角形是必要的。
然而，在外圍區(qū)使用頂角圓角形淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)仍然是值得的。在形成集成電路時(shí)，有必要有一些具圓角形頂角的淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)和有非圓角形頂角的淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)。當(dāng)然，使用不同的制程去形成圓角形頂角及非圓角形頂角淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)會(huì)導(dǎo)致無效率、昂貴且影響產(chǎn)率。
因此需要一種方法，可以同時(shí)形成圓角形頂角淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)與非圓角形頂角淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是在提供一種淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，以提高產(chǎn)率與增加其價(jià)值以及解決公知溝渠隔離區(qū)陡削邊角導(dǎo)致介電物質(zhì)填充在溝渠困難度。
本發(fā)明的再一目的是提供一種形成淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的溝渠的方法，可解決公知因在存儲(chǔ)單元淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)不能達(dá)到小尺寸，且在外圍區(qū)使用非圓角形溝渠隔離結(jié)構(gòu)，而產(chǎn)生無效率、昂貴且影響產(chǎn)率等問題。
本發(fā)明的另一目的是提供一種形成淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的溝渠的方法，以解決公知溝渠隔離區(qū)陡削邊角而導(dǎo)致介電物質(zhì)填充于溝渠的困難度，并減低鄰接主動(dòng)組件的I-V曲線雙峰特性。
本發(fā)明的又一目的是提供一種淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)，解決公知在存儲(chǔ)單元淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)不能達(dá)到小尺寸的問題以及解決公知在外圍區(qū)使用非圓角形溝渠隔離結(jié)構(gòu)，而產(chǎn)生無效率、昂貴且影響產(chǎn)率等問題。
本發(fā)明的又一目的是提供一種集成電路，解決公知在存儲(chǔ)單元淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)不能達(dá)到小尺寸的問題以及解決公知在外圍區(qū)使用非圓角形溝渠隔離結(jié)構(gòu)，而產(chǎn)生無效率、昂貴且影響產(chǎn)率等問題。
本發(fā)明的又一目的是提供一種淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)，解決公知在存儲(chǔ)單元淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)不能達(dá)到小尺寸的問題以及解決公知在外圍區(qū)使用非圓角形溝渠隔離結(jié)構(gòu)，而產(chǎn)生無效率、昂貴且影響產(chǎn)率等問題。
本發(fā)明提出一種淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，包括提供一基底，基底具有一存儲(chǔ)單元以及一外圍區(qū)，形成一硬罩幕于基底上，以覆蓋部分存儲(chǔ)單元以及部分外圍區(qū)，在硬罩幕上方形成圖案形的一光阻層，光阻層在存儲(chǔ)單元曝露出一部份的硬罩幕以及在外圍區(qū)曝露出一部份的硬罩幕，執(zhí)行一第一蝕刻過程，以刪除在外圍區(qū)被光阻層曝露的所有硬罩幕以及刪除在存儲(chǔ)單元被光阻層曝露的部份硬罩幕，執(zhí)行一第二蝕刻過程，以在外圍區(qū)形成具有若干個(gè)圓角形頂角的一溝渠，以及刪除更多在存儲(chǔ)單元的硬罩幕，執(zhí)行一第三蝕刻過程，以加深在外圍區(qū)形成的溝渠且保留些圓角形頂角以及在存儲(chǔ)單元形成一溝渠，以及以一絕緣物填入外圍區(qū)的溝渠以及存儲(chǔ)單元的溝渠。
本發(fā)明提出一種形成淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的溝渠的方法，包括在第一蝕刻過程期間，蝕刻外圍區(qū)的硬罩幕比存儲(chǔ)單元的硬罩幕深。之后，在第二蝕刻過程期間，進(jìn)一步蝕刻存儲(chǔ)單元的硬罩幕，并蝕刻外圍區(qū)的基底以部份形成具有圓角形頂角一溝渠，再之后第三蝕刻過程期間，蝕刻存儲(chǔ)單元的基底，以在存儲(chǔ)單元形成一溝渠以及蝕刻在外圍區(qū)中的基底，以便加深于外圍區(qū)所形成的溝渠。
本發(fā)明再提出一種形成淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的溝渠的方法，包括在第一蝕刻過程期間，蝕刻一外圍區(qū)的一硬罩幕至一墊氧化層，以及蝕刻在存儲(chǔ)單元的硬罩幕小于至墊氧化層，以保留存儲(chǔ)單元中部份被曝露的硬罩幕；在第二蝕刻過程期間，蝕刻存儲(chǔ)單元中保留部份被曝露的硬罩幕至墊氧化層，以及蝕刻外圍區(qū)的基底，形成一溝渠具有圓角形頂角。之后，在第三蝕刻過程期間，蝕刻在存儲(chǔ)單元中的基底以形成一溝渠，以及蝕刻外圍區(qū)中的基底，以便加形成于外圍區(qū)的基底中的溝渠。
本發(fā)明又提出一種淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)，由本發(fā)明的制造過程所形成。
本發(fā)明再提出一種集成電路，由本發(fā)明的制造過程所形成。
本發(fā)明又提出一種淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)，包括一第一溝渠，形成在基底的外圍區(qū)，且第一溝渠具有圓角形頂角；以及第二溝渠，形成在基底的存儲(chǔ)單元，且第二溝渠具有圓角形頂角。
本發(fā)明再提出一種集成電路，包括一基底，具有一外圍區(qū)以及一存儲(chǔ)單元，一第一溝渠，形成在基底的外圍區(qū)中，第一溝渠具有圓角形頂角，以及第二溝渠，形成在基底的存儲(chǔ)單元中，第二溝渠具有不是圓角形的頂角。
本發(fā)明因采用一種同時(shí)制造具有圓角形頂角與不是圓角形頂角的淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)，因此具有圓角形頂角與不是圓角形頂角的淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)是解決公知技術(shù)溝渠隔離結(jié)構(gòu)，在存儲(chǔ)單元淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)不能達(dá)到小尺寸，在外圍區(qū)使用非圓角形溝渠隔離結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生無效率、昂貴且影響產(chǎn)率等問題，進(jìn)而提高產(chǎn)率與增加其價(jià)值。以及外圍區(qū)圓角形頂角可以解決公知溝渠隔離區(qū)陡削邊角導(dǎo)致介電物質(zhì)填充于溝渠困難度，以及孔洞填入溝渠產(chǎn)生夾斷現(xiàn)象，且可減低鄰接主動(dòng)組件的I-V曲線雙峰特性。
為讓本發(fā)明的上述和其它目的，特征和優(yōu)點(diǎn)更明顯易懂，下文特舉一較佳實(shí)施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下。


圖1是依照本發(fā)明一較佳實(shí)施例的剖面圖，其繪示在一基底的存儲(chǔ)單元以及外圍區(qū)上形成有一墊氧化層，一硬罩幕，以及一光阻層。
圖2是刪除在存儲(chǔ)單元中暴露出的部份硬罩幕以及刪除在外圍區(qū)中暴露出的所有硬罩幕的剖面圖。
圖3是刪除存儲(chǔ)單元暴露出的剩余硬罩幕與其下的墊氧化層，以及刪除在外圍區(qū)暴露出的基底，此時(shí)開始形成一具有圓角形頂角的溝渠的剖面圖。
圖4是在基底的存儲(chǔ)單元中形成一溝渠，以及完成在外圍區(qū)的基底的一溝渠的形成的剖面圖。
圖5是存儲(chǔ)單元的溝渠以及外圍區(qū)的溝渠兩者均被填滿一絕緣物質(zhì)的剖面圖。
符號(hào)說明11基底 12墊氧化層13硬罩幕14光阻層15、16開口 17、18溝渠19圓角形頂角21、22絕緣物具體實(shí)施方式
接下來以參考資料詳述本發(fā)明的實(shí)施例，實(shí)施例將以附圖解釋。在盡可能的情況之下，圖解中相同或相似的參考數(shù)字，用于描述相同或相似部份。應(yīng)注意的是，描繪圖是簡(jiǎn)式形式，并非精確的尺寸大小。在此參考方向名稱，如頂、底、左、右、上、下、在上面、在下面、向下及背面和前面，是為了簡(jiǎn)單明了的目的。這些方向?qū)Ｓ忻Q不能用于限制發(fā)明的范圍。
雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露于此，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉此技術(shù)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作部分更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)根據(jù)權(quán)利要求所界定的為準(zhǔn)。
在此的描述淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)制造流程，并不涵蓋整個(gè)淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)所有制造流程。本發(fā)明可以與不同的集成電路制造技術(shù)一起使用，只有一般熟練的制程步驟包含于此，以提供對(duì)本發(fā)明的了解。本發(fā)明一般在半導(dǎo)體組件與制造的領(lǐng)域上具有應(yīng)用性。不過為了說明的目的，接下來的描述是有關(guān)于同時(shí)具有多種淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)制造方法，就是有一些具有圓角形頂角的淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)和一些不是圓角形頂角的淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明提供一種形成淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的方法，這方法包括同時(shí)在基底的存儲(chǔ)單元形成不是圓角形頂角的溝渠，及在基底的外圍區(qū)形成有圓角形頂角的溝渠。
本發(fā)明提出淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，包括提供一基底，基底具有一存儲(chǔ)單元以及一外圍區(qū)，形成一硬罩幕于基底上，以覆蓋部分存儲(chǔ)單元以及部分外圍區(qū)，于硬罩幕上方形成圖案形的一光阻層，光阻層在存儲(chǔ)單元曝露出一部份的硬罩幕以及在外圍區(qū)曝露出一部份的硬罩幕。
執(zhí)行一第一蝕刻過程，以刪除在外圍區(qū)被光阻層曝露的所有硬罩幕以及刪除在存儲(chǔ)單元被光阻層曝露的部份硬罩幕。
接著，執(zhí)行一第二蝕刻過程，以在外圍區(qū)形成具有若干個(gè)圓角形頂角的一溝渠，以及刪除更多在存儲(chǔ)單元的硬罩幕。
再接著，執(zhí)行一第三蝕刻過程，以加深在外圍區(qū)形成的溝渠且保留圓角形頂角以及在存儲(chǔ)單元形成一溝渠。
之后，將絕緣物填入外圍區(qū)的溝渠以及存儲(chǔ)單元的溝渠，且其較佳為相同過程步驟。
完成第三蝕刻過程之后最好刪除光阻。在絕緣物填充于溝渠完成之后，最好刪除硬罩幕。
硬罩幕形成于基底之前，最好于基底的上面形成一層墊氧化層。刪除光阻之后，再刪除墊氧化層。
執(zhí)行第一蝕刻過程，以刪除在外圍區(qū)被光阻層曝露的所有硬罩幕以及刪除在存儲(chǔ)單元被光阻層曝露的部份硬罩幕。
執(zhí)行第二蝕刻過程，以在外圍區(qū)形成具有若干個(gè)圓角形頂角的一溝渠，以及刪除更多在存儲(chǔ)單元的硬罩幕，在存儲(chǔ)單元形成的溝渠頂角最好是不是圓角。
第一蝕刻過程所使用的蝕刻氣體最好包括CF4/CH2F2或CF4/CHF3。之后，第二蝕刻過程所使用的蝕刻氣體最好包括CF4/CHF3。第三蝕刻過程所使用的蝕刻氣體最好包括Cl2/O2。
外圍區(qū)的溝渠以及存儲(chǔ)單元的溝渠所填入的物質(zhì)最好是相同。外圍區(qū)的溝渠以及存儲(chǔ)單元的溝渠所填入的最好是介電氧化物，例如是二氧化硅。其它的介電材料同樣也適合填入溝渠中。
在外圍區(qū)形成的溝渠的圓角形頂角較佳是具有一半徑介于大概30nm及大概60nm之間，且較佳是具有一半徑大概為60nm。
外圍區(qū)的溝渠以及存儲(chǔ)單元的溝渠最好被形成具有大致相同的深度。但是，外圍區(qū)的溝渠以及存儲(chǔ)單元的溝渠也可選擇具有彼此不同的深度。
如圖1-5所示，其說明本發(fā)明一較佳實(shí)施例，一種與具有非圓角形或方正的頂角或邊緣的絕緣淺溝渠結(jié)構(gòu)同時(shí)形成的具有圓角形的頂角或邊緣的絕緣淺溝渠結(jié)構(gòu)。
熟悉此項(xiàng)技術(shù)者應(yīng)可理解雖然結(jié)構(gòu)19描畫出頂角，事實(shí)上，這些結(jié)構(gòu)的邊緣是沿著溝渠上側(cè)。所以在此稱呼為邊緣或者是角落，兩者名稱是可以替換。
如圖1所示，一基底11包含一存儲(chǔ)單元以及一外圍區(qū)?；?1的材質(zhì)例如是一硅基底，這些一般地使用在如存儲(chǔ)元件的集成電路的制造中。或者，基底11可以使用其它材質(zhì)。
一層墊氧化層12可被形成于基底11之上。墊氧化層12可減低由于基底11與硬罩幕13間隔結(jié)構(gòu)不協(xié)調(diào)所產(chǎn)生壓力。
根據(jù)本發(fā)明的一較佳實(shí)施例，一硬罩幕13可被形成于基底11上，以及墊氧化層12上面。硬罩幕13的材質(zhì)例如是氮化硅。硬罩幕13也可使用其它材質(zhì)替代。而硬罩幕13與之后提供的光阻層14共同作為決定哪一部份的基底將被蝕刻或是將根據(jù)已知的原理被處理的罩幕之用，且有物質(zhì)沉積于基底上。
在硬罩幕13之上可形成一圖案形光阻層14。此圖案形光阻層14有被圖案形而成的開口15以及開口16，以助于硬罩幕13的相似的圖案形，隨后以助于根據(jù)已知的原理進(jìn)行蝕刻以及物質(zhì)沉積于上。使用其它方法圖案形硬罩幕13同樣適合。例如，采用雷射切割或者離子研磨。
在光阻層14中的一些開口15，可被形成于基底的存儲(chǔ)單元的上，以助于頂角不是圓角形溝渠的形成。如前面所述，有時(shí)要形成頂角不是圓角形溝渠，以便維持更好的關(guān)鍵尺寸(critical dimension)。尤其，當(dāng)形成的溝渠位于半導(dǎo)體組件密集區(qū)時(shí)，必須維持溝渠的關(guān)鍵尺寸，以避免鄰接半導(dǎo)體組件的物理干擾。
在光阻層14中的一些開口16，同樣的可被形成于基底的外圍區(qū)之上，以便促進(jìn)圓角形頂角溝渠形成。如前面所述，圓角形頂角溝渠的形成，有利降低鄰近半導(dǎo)體組件間I-V曲線特有的雙峰性質(zhì)。
如圖1所示，在存儲(chǔ)單元上的光阻14中的開口15，小于在外圍區(qū)上的光阻14中的開口16。較小的開口15有利于在存儲(chǔ)單元的淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)有較小的關(guān)鍵尺寸，較大的開口16有利于在外圍區(qū)的淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)有較大的關(guān)鍵尺寸。
值得注意的，本發(fā)明實(shí)施例，在化學(xué)氣相沉積制程中(CVD)的一個(gè)芯片，許多的存儲(chǔ)單元以及許多外圍區(qū)彼此之間非常的接近。
如圖2所示，執(zhí)行一第一蝕刻過程，以刪除在存儲(chǔ)單元曝露出的部分硬罩幕13，而形成一個(gè)被蝕刻部分17，及刪除在外圍區(qū)所有曝露出的硬罩幕13，而形成一個(gè)被蝕刻部分18。因此，在外圍區(qū)的所有硬罩幕13較佳是被蝕刻至墊氧化層12。
可以使用各種的方法除去物質(zhì)，以達(dá)到要求的深度。例如，在存儲(chǔ)單元的硬罩幕13可以處理的更厚，否則就要在外圍區(qū)的硬罩幕13上用更多的光阻蝕刻。
在蝕刻過程中，蝕刻微負(fù)載(micro-loading)效應(yīng)存在于不同的關(guān)鍵尺寸。通常硬罩幕技術(shù)用低聚合物氣體(例如，CF4，CF4/O2)來降低這些效應(yīng)。在本發(fā)明，可添加高聚合物氣體(CHF3，CH2F2)用以選擇性地提高蝕刻微負(fù)載效應(yīng)。使用此技術(shù)，在存儲(chǔ)單元可形成一較大的硬罩幕，同時(shí)外圍區(qū)的硬罩幕也會(huì)被完全去除。
第一蝕刻過程的蝕刻氣體，例如是CF4/CH2F2或CF4/CHF3。CF4與CH2F2的比率較佳為2至5之間。CF4與CHF3的比率較佳為3至5之間。同樣地，可以使用其它比率的蝕刻氣體。
之后，參照?qǐng)D3，執(zhí)行一第二蝕刻過程，以刪除在存儲(chǔ)單元剩余的硬罩幕，以及在存儲(chǔ)單元開始形成一溝渠。在存儲(chǔ)單元形成的溝渠一般是頂角不是圓角形或四方形。同時(shí)，第二蝕刻過程會(huì)在外圍區(qū)開始形成一溝渠，在外圍區(qū)的溝渠是有圓角形頂角19。
為在外圍區(qū)產(chǎn)生圓角形頂角，當(dāng)溝渠開始形成時(shí)，例如使用CF4/CHF3氣體，一重聚合物形成于溝渠的側(cè)壁。使用側(cè)壁聚合物沉積法，能自然的形成頂部圓角形。
第二蝕刻過程之后，在存儲(chǔ)單元中的被蝕刻部分17最好延伸至墊氧化層13，以及在外圍區(qū)中的被蝕刻部分18會(huì)好延伸蝕刻至進(jìn)入基底11。
第二蝕刻過程的蝕刻氣體最好包括CF4/CHF3。CF4與CHF3比率最好大約4到6之間。同樣地可以使用其它比率的蝕刻氣體。
如圖4所示，執(zhí)行一第三蝕刻過程，以在存儲(chǔ)單元的基底11中形成一溝渠17，以及完成在外圍區(qū)的基底11中的溝渠18。在存儲(chǔ)單元的溝渠17的頂角是非圓角形或四角形，以及在外圍區(qū)的溝渠18的頂角是圓角形。
第三蝕刻過程的蝕刻氣體最好包括Cl2/O2。Cl2與O2比率最好大約6到12，在本實(shí)施例，蝕刻電漿氣體包含60-120sccm的Cl2以及5-12sccm的O2。同樣地，也可以使用其它蝕刻電漿氣體。
如圖5所示，刪除光阻層14以及于溝渠17與18中沉積絕緣物21，22如二氧化硅，以便形成淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)。
在絕緣物21，22沉積于溝渠17，18之后，最好刪除硬罩幕17以及墊氧化層12。
存儲(chǔ)單元的淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)為四方角頂角或者頂角非圓角形，以便保留關(guān)鍵尺寸(例如淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)圓角形頂角時(shí)，有侵入鄰接的主動(dòng)組件的傾向)。在外圍區(qū)的淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)大體具有圓角形頂角19，此圓角形頂角可減低鄰接主動(dòng)組件的I-V曲線雙峰特性。
因此可同時(shí)形成存儲(chǔ)單元的淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)是四方頂角以及外圍區(qū)的淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)是圓角形頂角，以避免增加其它減少產(chǎn)率及增加成本的過程步驟。
回顧前面所述，本發(fā)明是形成具有圓角形頂角或頂角非圓角形淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的方法。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，任何熟悉此技術(shù)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作部分更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)根據(jù)權(quán)利要求所界定者為準(zhǔn)。
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，包括提供一基底，該基底具有一存儲(chǔ)單元以及一外圍區(qū)；形成一硬罩幕于該基底上，以覆蓋部分存儲(chǔ)單元以及部分外圍區(qū)；在該硬罩幕上方形成圖案形的一光阻層，該光阻層在存儲(chǔ)單元曝露出一部份的硬罩幕以及在外圍區(qū)曝露出一部份的硬罩幕；執(zhí)行一第一蝕刻過程，以刪除在該外圍區(qū)被該光阻層曝露的所有硬罩幕以及刪除在存儲(chǔ)單元被該光阻層曝露的部份硬罩幕；執(zhí)行一第二蝕刻過程，以在外圍區(qū)形成具有若干個(gè)圓角形頂角的一溝渠，以及刪除更多在該存儲(chǔ)單元的硬罩幕；執(zhí)行一第三蝕刻過程，以加深在外圍區(qū)形成的溝渠且保留這些圓角形頂角以及在該存儲(chǔ)單元形成一溝渠；以及以一絕緣物填入該外圍區(qū)的溝渠以及存儲(chǔ)單元的溝渠。
2.如權(quán)利要求1所述的淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，更包括于該第三蝕刻過程之后刪除該光阻。
3.如權(quán)利要求1所述的淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，更包括以該絕緣物填入該溝渠中之后，刪除該硬罩幕。
4.如權(quán)利要求1所述的淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，更包括形成該硬罩幕于該基底上之前，于該基底上形成一墊氧化層。
5.如權(quán)利要求1所述的淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，更包括形成該硬罩幕于該基底上之前，形成一墊氧化層，以及以該絕緣物填入該溝渠中之后，刪除該墊氧化層。
6.如權(quán)利要求1所述的淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在干，執(zhí)行該第一蝕刻過程中，包括刪除在該外圍區(qū)中被該光阻層所曝露的所有該硬罩幕。
7.如權(quán)利要求1所述的淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，執(zhí)行該第二蝕刻過程中，包括刪除在該存儲(chǔ)單元中被該光阻層所曝露的所有硬罩幕。
8.如權(quán)利要求1所述的淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，該硬罩幕包括一氮化硅層。
9.如權(quán)利要求1所述的淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，形成于存儲(chǔ)單元中的溝渠的頂角不是圓角形的。
10.如權(quán)利要求1所述的淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，該第一蝕刻過程的蝕刻氣體包括CF4/CH2F2以及CF4/CHF3其中之一。
11.如權(quán)利要求1所述的淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，該第二蝕刻過程的蝕刻氣體包括CF4/CHF3。
12.如權(quán)利要求1所述的淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，該第三蝕刻過程的蝕刻氣體包括Cl2/O2。
13.如權(quán)利要求1所述的淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，填入該外圍區(qū)的溝渠以及該存儲(chǔ)單元的溝渠包括以相同材質(zhì)填入該外圍區(qū)的溝渠以及該存儲(chǔ)單元的溝渠。
14.如權(quán)利要求1所述的淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，填入該外圍區(qū)的溝渠以及該存儲(chǔ)單元的溝渠包括在單一制程步驟期間以一氧化物填入該外圍區(qū)的溝渠以及該存儲(chǔ)單元的溝渠。
15.如權(quán)利要求1所述的淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，填入該外圍區(qū)的溝渠以及該存儲(chǔ)單元的溝渠包括以二氧化硅填入該外圍區(qū)的溝渠以及該存儲(chǔ)單元的溝渠。
16.如權(quán)利要求1所述的淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，形成于該外圍區(qū)中的溝渠的這些圓角形頂角具有一半徑在30nm至60nm之間。
17.如權(quán)利要求1所述的淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，形成于該外圍區(qū)中的溝渠的這些圓角形頂角具有一半徑為60nm。
18.如權(quán)利要求1所述的淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，該外圍區(qū)所形成的該溝渠以及該存儲(chǔ)單元所形成的該溝渠具有相同深度。
19.一種形成淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的溝渠的方法，其特征在于包括在一第一蝕刻過程期間，蝕刻一外圍區(qū)的一硬罩幕比一存儲(chǔ)單元的一硬罩幕深；在一第二蝕刻過程期間，進(jìn)一步蝕刻該存儲(chǔ)單元的硬罩幕，并蝕刻該外圍區(qū)的基底以部分形成具有若干個(gè)圓角形頂角的一溝渠；以及在一第三蝕刻過程期間，蝕刻該存儲(chǔ)單元的基底，以于在該存儲(chǔ)單元形成一溝渠，以及蝕刻在該外圍區(qū)中的基底，以便加深于該外圍區(qū)所形成的溝渠。
20.一種淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)，其特征在于，是使用如權(quán)利要求19的方法形成的。
21.一種形成淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的溝渠的方法，其特征在于，包括在一第一蝕刻過程期間，蝕刻一外圍區(qū)的一硬罩幕至一墊氧化層，以及蝕刻在存儲(chǔ)單元的硬罩幕不到一墊氧化層，以保留該存儲(chǔ)單元中部份被曝露的硬罩幕；在一第二蝕刻過程期間，蝕刻該存儲(chǔ)單元中保留的部份被曝露的該硬罩幕至該墊氧化層，以及蝕刻該外圍區(qū)的基底，以形成一溝渠具有圓角形頂角；以及在一第三蝕刻過程期間，蝕刻在該存儲(chǔ)單元中的該基底以形成一溝渠，以及蝕刻該外圍區(qū)的該基底，以便加深形成于該外圍區(qū)的該基底中的該溝渠。
22.一種淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)，其特征在于，是使用如權(quán)利要求21的方法形成的。
23.一種集成電路，其特征在于，在一基底具有一淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)，該淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)是使用如權(quán)利要求21的方法形成的。
24.一種淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括一第一溝渠，形成在基底的一外圍區(qū)，該第一溝渠具有圓角形頂角；以及一第二溝渠，形成在基底的一存儲(chǔ)單元，該第二溝渠具有不是圓角形頂角。
25.一種集成電路，其特征在于，包括一基底，具有一外圍區(qū)以及一存儲(chǔ)單元；一第一溝渠，形成在該基底的該外圍區(qū)中，該第一溝渠具有圓角形頂角；以及一第二溝渠，形成在該基底的存儲(chǔ)單元中，該第二溝渠具有不是圓角形的頂角。
全文摘要
一種淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)及其制造方法，此淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)是同時(shí)具有圓角形頂角與非圓角形預(yù)角。淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，包括硬罩幕上面形成一圖案形光阻，以使此部分硬罩幕曝露在存儲(chǔ)單元的一部分之上以及外圍區(qū)的一部分之上，之后，刪除在外圍區(qū)中曝露出的硬罩幕，同時(shí)刪除在存儲(chǔ)單元中曝露出的部分硬罩幕。然后，在外圍區(qū)中形成具圓角形頂角的一溝渠，以及刪除更多在存儲(chǔ)單元的硬罩幕。再之后，將外圍區(qū)的溝渠變?yōu)楦?，同時(shí)在存儲(chǔ)單元形成一溝渠。
文檔編號(hào)H01L27/105GK1617327SQ200410080849
公開日2005年5月18日 申請(qǐng)日期2004年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月14日
發(fā)明者余旭升 申請(qǐng)人:旺宏電子股份有限公司