CN113113348B - 隔离结构的制造方法和喷涂装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种隔离结构的制造方法和喷涂装置，隔离结构的制造方法包括：提供基板以及位于基板上的叠层结构，叠层结构内具有多个沟槽；进行第一旋转动作，旋涂第一预湿溶剂于叠层结构顶表面和沟槽内壁；在进行第一旋转动作之后，进行第二旋转动作，旋涂第二预湿溶剂于叠层结构顶表面和沟槽内壁；第二旋转动作之后的沟槽侧壁的表面张力小于第一旋转动作后的沟槽侧壁的表面张力；在进行第二旋转动作之后，涂覆涂布液于叠层结构上；在将涂布液涂覆在叠层结构之后，静置涂布液；在涂布液静止预设时间后，旋转基板，使涂布液填充满沟槽。本发明能够提高隔离结构的良率和性能。

Description

隔离结构的制造方法和喷涂装置

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，特别涉及一种隔离结构的制造方法和喷涂装置。

背景技术

随着科技的不断发展和用户需求的不断提高，半导体产品越来越倾向于集成化和微细化。降低半导体产品的元件尺寸，如降低隔离结构的尺寸有助于提高半导体产品的集成化。然而，随着隔离结构的尺寸不断降低，隔离结构的沟槽深宽比变大，为沟槽填充提出了越来越高的要求。

发明人发现，现有的沟槽填充技术填充效果还有待提高。参考图1，在晶圆101的沟槽102中填充涂布液113，尤其是在填充具有超高深宽比的沟槽102时，容易在沟槽102中产生较大空洞123，导致半导体产品的性能和良率降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种隔离结构的制造方法和喷涂装置，提高隔离结构的良率。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种隔离结构的制造方法，包括：提供基板以及位于基板上的叠层结构，叠层结构内具有多个沟槽；进行第一旋转动作，旋涂第一预湿溶剂于叠层结构顶表面和沟槽内壁；在进行第一旋转动作之后，进行第二旋转动作，旋涂第二预湿溶剂于叠层结构顶表面和沟槽内壁；第二旋转动作之后的沟槽侧壁的表面张力小于第一旋转动作后的沟槽侧壁的表面张力；在进行第二旋转动作之后，涂覆涂布液于叠层结构上；在将涂布液涂覆在叠层结构之后，静置涂布液；在涂布液静止预设时间后，旋转基板，使涂布液填充满沟槽。

本发明实施例中，对基板进行第一旋转动作和第二旋转动作，并且第二旋转动作之后的沟槽侧壁的表面张力小于第一旋转之后的沟槽侧壁的表面张力。由于沟槽的侧壁的表面张力降低，涂布液更容易铺展在沟槽侧壁，即涂布液更容易到达沟槽底部，从而能够避免沟槽的开口区域被提早封口，有效降低沟槽中空洞的数量和空洞尺寸，进而提高隔离结构的良率。

另外，沟槽的深度与宽度的比值大于20。本申请提供的方法能够很好填充具有较大深宽比的沟槽，即当沟槽的深宽比大于20时，有效降低沟槽涂布液中的空洞数量。

另外，第一旋转动作包括第一初始旋转速度、第一旋转加速度、第一时间和第一速度，基板以第一旋转加速度从第一初始旋转速度加速第一时间至第一速度，第一初始旋转速度为0，第一旋转加速度为2000～20000rpm/s，第一时间为0.1～4s，第一速度为2000～8000rpm。通过在旋转的晶圆表面涂覆第一预湿溶剂，使得第一预湿溶剂能够保持一定的流动性，且较为均匀地分布在叠层结构表面；另外，第一预湿溶剂在自身重力的作用下进入沟槽，使得沟槽中具有适量的第一预湿溶剂。

另外，第二旋转动作包括第二速度和第二时间，第二速度为匀速，第二速度为2000～8000rpm，第二时间为1～5s。控制叠层结构以第二速度匀速旋转，使得沟槽侧壁的第二预湿溶剂较薄，即能够在不增加沟槽深宽比的前提下，降低沟槽侧壁的表面张力，从而减少沟槽涂布液中的空洞数量，提高隔离结构的良率。

另外，在涂覆涂布液于叠层结构上之前，还包括：将第二速度减速至0，减速包括第二旋转加速度和第三时间，第二旋转加速度为-2000～-20000rpm/s，第三时间为0.1～4s。减速过程中第二预湿溶剂受到的离心力变小，第二预湿溶剂从叠层结构远离叠层结构中心处向靠近叠层结构中心处运动，使得部分第二预湿溶剂被“回收”，能够在叠层结构表面形成厚度适中的第二预湿溶剂。

另外，第一预湿溶剂和第二预湿溶剂材料相同，包括二丁醚。二丁醚具有较好流动性；另外，二丁醚能够有效改善沟槽侧壁的表面张力便于后续在沟槽中填充涂布液，降低涂布液中的空洞数量。

另外，涂布液包括聚硅氮烷，涂覆涂布液的时间为1～10s。聚硅氮烷作为涂布液具有良好的流动性，且在上述时间内晶圆表面的涂布液的厚度较为适宜和均匀。

另外，预设时间为0.5～8s。保持基板静止使得涂布液静止，便于涂布液进入沟槽，且在预设时间内，进入沟槽的涂布液适量。

另外，旋转基板，具体包括：进行第三旋转动作，第三旋转动作包括第三初始旋转速度、第三旋转加速度、第四时间和第四速度，基板以第三旋转加速度从第三初始旋转速度加速第四时间至第四速度，第三初始旋转速度为0，第三旋转加速度为1000～20000rpm/s，第四时间为0.1～4s，第四速度为500～2000rpm；在进行第三旋转动作之后，进行第四旋转动作，第四旋转动作包括第五速度和第五时间，第五速度为匀速，第五速度为500～2000rpm，第五时间为5～15s。经第一旋转动作和第二旋转动作后，沟槽侧壁的表面张力降低，涂布液更容易在沟槽侧壁铺展开，也更容易进入沟槽底部，从而可以有效避免空洞的产生，进而有效地提高隔离结构的性能。

另外，在旋转基板之后，还包括：进行第五旋转动作，将第五速度加速至第六速度，控制基板以第六速度匀速旋转；其中，第六速度为2000～3500rpm，第五旋转动作的处理时间为7～15s；加速包括第五旋转加速度，第五旋转加速度为1000～20000rpm/s。保持基板以较高速度匀速旋转，一方面有利于提高沟槽中涂布液的致密度，另一方面可去除叠层结构表面的部分第二预湿溶剂，获得厚度适中的第二预湿溶剂。

本发明实施例还提供了一种喷涂装置，包括：载台，用于承载晶圆及带动晶圆旋转；控制系统，用于控制载台旋转；第一喷头，用于向晶圆喷涂第一预湿溶剂或第二预湿溶剂；第二喷头，用于向晶圆喷涂涂布液。通过第一喷头向晶圆喷涂预湿溶剂，以降低沟槽侧壁的表面张力，便于降低后续沟槽中涂布液的空洞数量；通过第二喷头向晶圆喷涂涂布液，使涂布液填充满沟槽，由于沟槽侧壁的表面张力降低，因此，沟槽涂布液中的空洞数量减少，便于提高隔离结构的性能和良率。

另外，第一喷头包括多个孔隙，且孔隙的密度由中心到边缘逐渐减小。由此，使得喷涂在晶圆中心区域的预湿溶剂多于喷涂在晶圆边缘的预湿溶剂，在离心力的作用下，位于晶圆中心区域的预湿溶剂会向晶圆四周运动，最终使得晶圆表面的预湿溶剂分布均匀。

另外，喷涂装置还包括切换系统，用于控制第一喷头或者第二喷头位于载台上方。由此，可以实现在第一喷头喷涂预湿溶剂后，控制第二喷头位于晶圆上方，并向晶圆喷涂涂布液。

与现有技术相比，本发明实施例提供的技术方案具有以下优点：

对基板进行第一旋转动作旋涂第一预湿溶剂，在第一旋转动作结束之后，进行第二旋转动作旋转第二预湿溶剂，并且第二旋转动作后的沟槽侧壁的表面张力小于第一旋转动作后的沟槽侧壁的表面张力。由于沟槽的侧壁的表面张力降低，涂布液更容易铺展在沟槽侧壁，即涂布液更容易到达沟槽底部，从而能够避免沟槽的开口区域被提早封口，有效降低沟槽中空洞的数量，进而提高隔离结构的良率。

此外，附着在沟槽的侧壁的第一预湿溶剂和第二预湿溶剂还能够降低侧壁的表面粗糙度，即使沟槽的侧壁更加光滑，使得材料不容易附着在沟槽侧壁，更容易到达沟槽的底部，进一步地抑制空洞的产生，从而进一步地提高隔离结构的良率。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的结构表示为类似的结构，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是现有技术中的一种隔离结构的示意图；

图2至图8是本发明第一实施例提供的隔离结构的制造方法各步骤对应的结构示意图；

图9是本发明第一实施例提供的隔离结构的制造方法各步骤对应的转速-时间示意图；

图10为本发明第二实施例提供的喷涂装置的结构示意图；

图11为第二实施例中第一喷头的结构示意图。

具体实施方式

由背景技术可知，现有隔离结构的性能还有待提高。为解决上述问题，本发明实施例提供一种隔离结构的制造方法，对基板进行第一旋转动作旋涂第一预湿溶剂，在第一旋转动作结束之后，进行第二旋转动作旋转第二预湿溶剂，并且第二旋转动作后的沟槽侧壁的表面张力小于第一旋转动作后的沟槽侧壁的表面张力。由于沟槽侧壁的表面张力降低，使得涂布液更容易铺展在沟槽侧壁，即涂布液更容易到达沟槽底部，从而能够避免沟槽的开口区域被提早封口，有效降低沟槽中空洞的数量，进而提高隔离结构的良率；此外，附着在沟槽的侧壁的预湿溶剂还能够降低侧壁的表面粗糙度，即使沟槽的侧壁更加光滑，使得涂布液不容易附着在沟槽侧壁，更容易到达沟槽的底部，进一步地抑制空洞的产生，从而进一步地提高隔离结构的良率。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施例进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施例中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施例的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。以下各个实施例的划分是为了描述方便，不应对本发明的具体实现方式构成任何限定，各个实施例在不矛盾的前提下可以相互结合相互引用。

图2至图8是本发明第一实施例提供的隔离结构的制造方法各步骤对应的结构示意图。图9是本发明第一实施例提供的隔离结构的制造方法各步骤对应的转速-时间示意图。

参考图2，提供基板211以及位于基板211上的叠层结构220，叠层结构220内具有多个沟槽202。

基板211的材料为半导体材料，例如为硅、锗、锗化硅、碳化硅、砷化镓或者镓化铟。本实施例中，基板211的材料为硅。叠层结构220包括叠层排布的多晶硅层221、金属层222和绝缘层223。

在其他实施例中，叠层结构220和基板211也可以为同种材料。

本实施例中，基板211及叠层结构220构成晶圆201，晶圆201还包括覆盖叠层结构220侧壁的沟槽内壁层230。沟槽内壁层230的材料包括氧化硅。

本实施例中，沟槽202的深度与宽度的比值大于20。

沟槽202的深度与宽度的比值即为沟槽202的深宽比，其中，深度为沿多个沟槽202的排列方向上，沟槽202的剖面高度；宽度为沿多个沟槽202的排列方向上，沟槽202的剖面宽度。

沟槽202的深宽比越大，越有利于隔离结构的集成化和微细化，隔离结构的性能越高。

参考图3至图6，进行第一旋转动作，旋涂第一预湿溶剂203于叠层结构220顶表面和沟槽202内壁；在进行第一旋转动作之后，进行第二旋转动作，旋涂第二预湿溶剂213于叠层结构220顶表面和沟槽202内壁；第二旋转动作之后的沟槽202侧壁的表面张力小于第一旋转动作后的沟槽202侧壁的表面张力。

由于沟槽202的深宽比较大，直接在沟槽202中涂布液时，涂布液不容易到达沟槽202的底部，从而容易在沟槽202中产生空洞。并且深宽比越大，产生的空洞数量越多；另外，沟槽202侧壁表面表面张力较大，导致涂布液不容易在沟槽202的侧壁铺展，也会导致在沟槽202中产生空洞；此外，沟槽202的侧壁粗糙度也会影响沟槽202的侧壁的表面张力，并且沟槽202的侧壁粗糙度越大，沟槽202的侧壁的表面张力越大，越容易在沟槽202填充时产生空洞。

在晶圆201表面涂覆第一预湿溶剂203和第二预湿溶剂213时，第一预湿溶剂203和第二预湿溶剂213具有流动性，并且，第一预湿溶剂203和第二预湿溶剂213在重力的作用下会进入沟槽202，附着在沟槽202的侧壁表面，能够改变沟槽202侧壁的表面张力和粗糙度。在进行第二旋转动作之后，沟槽202的侧壁具有低的表面张力，使得后续在沟槽202中涂布液时，涂布液与侧壁的接触角变小，涂布液容易在侧壁上铺展，即涂布液的运动粘度降低，涂布液更容易到达沟槽202底部，进而降低空洞的产生趋势和降低空洞的数量及尺寸。

下面将结合图3、图4图5和图9，对旋涂第一预湿溶剂203和第二预湿溶剂213的步骤进行详细说明。

参考图9，横轴表示晶圆201的处理时间(Time)，单位为秒(s)，纵轴表示晶圆201的旋转速度(Rotation Speed)，单位为转/每分钟(Revolutions Per Minute，rpm)。S1至S9分别表示各制造步骤的转速和时间的对应关系。图9中S1表示第一预旋转动作，在S1过程中，晶圆201加速旋转。

图3为图9中S1对应的结构示意图。参考图3，进行第一旋转动作，旋涂第一预湿溶剂203于叠层结构220顶表面和沟槽202内壁。

本实施例中，第一旋转动作包括第一初始旋转速度、第一旋转加速度、第一时间和第一速度，基板211以第一旋转加速度从第一初始旋转速度加速第一时间至第一速度，第一初始旋转速度为0，第一旋转加速度为2000～20000rpm/s，第一时间为0.1～4s，第一速度为2000～8000rpm。在上述工艺参数下，叠层结构220的顶表面的第一预湿溶剂203分布较为均匀，并且沟槽202侧壁的第一预湿溶剂203分布均匀。

控制基板211加速旋转，即控制晶圆201加速旋转，并且第一预湿溶剂203通过喷嘴204上的孔隙喷涂在晶圆201表面，即在加速旋转的晶圆201上喷涂第一预湿溶剂203。

本实施例中，晶圆201在旋转时产生离心力，第一预湿溶剂203在离心力的作用下向远离晶圆201中心的方向运动，便于第一预湿溶剂203铺展在晶圆201的整个表面上。此外，在涂覆第一预湿溶剂203时，由于第一预湿溶剂203的本身重力和流动性，会有部分第一预湿溶剂203进入沟槽202内部；边滴边转能够控制进入沟槽202的第一预湿溶剂203的体积适量，从而避免进入沟槽201的第一预湿溶剂203过量。

由于第一预湿溶剂203静止一段时间后，可能会导致第一预湿溶剂203的流动性变差甚至凝固，在旋转的晶圆201表面涂覆第一预湿溶剂203可以有效地避免第一预湿溶剂203凝固，即能够保证第一预湿溶剂203的流动性比较好，便于在晶圆201表面形成厚度均匀的第一预湿溶剂203。

进一步地，晶圆201加速旋转，还使得第一预湿溶剂203能够更快地铺展在晶圆201表面，提高处理效率；晶圆201加速旋转，位于沟槽202内部的第一预湿溶剂203在离心力的作用下附着在沟槽202的侧壁表面。在晶圆201加速旋转一段时间后，第一预湿溶剂203覆盖沟槽202的整个侧壁表面，以改善侧壁的表面张力。

具体地，第一旋转加速度可以保持不变，也可以变化。

本实施例中，第一预湿溶剂203为二丁醚。二丁醚作为预湿溶剂具有较好流动性；另外，二丁醚能够有效改善沟槽侧壁的表面张力便于后续在沟槽202中填充涂布液，降低涂布液中的空洞数量。

图4为图9中S2对应的结构示意图，图9中S2表示进行第二旋转动作，在S2过程中，晶圆201匀速旋转。结合参考图4和图，在进行第一旋转动作之后，进行第二旋转动作，旋涂第二预湿溶剂213于所述叠层结构220顶表面和所述沟槽202内壁；所述第二旋转动作之后的所述沟槽202(参考图2)侧壁的表面张力小于所述第一旋转动作后的所述沟槽202侧壁的表面张力。

本实施例中，第二预湿溶剂213和第一预湿溶剂203相同，包括二丁醚(Di-ButylEther)。在其他实施例中，第一预湿溶剂和第二预湿溶剂也可以为不同材料。

将第二预湿溶剂213喷涂在旋转的晶圆201表面，第二预湿溶剂213由于重力和流动性进入沟槽202内部。在进行第二旋转动作之后，沟槽202侧壁附着有第一预湿溶剂203和第二预湿溶剂213。第一预湿溶剂203和第二预湿溶剂213能够改善沟槽202侧壁的表面张力，便于提高沟槽202中涂布液的形貌和质量。

本实施例中，所述第二旋转动作包括第二速度和第二时间，所述第二速度为匀速，所述第二速度为2000～8000rpm，所述第二时间为1～5s。在上述工艺参数下，位于沟槽202侧壁和叠层结构220顶表面的第二预湿溶剂213薄且均匀，能够很好的降低沟槽202侧壁的表面张力，减少空洞的产生，从而提高隔离结构的良率。

第二速度大于第一旋转动作时基板211的旋转速度，即在第二旋转动作中，晶圆201高速旋转，离心力进一步增大，能够将沟槽202中的部分第一预湿溶剂203和部分第二预湿溶剂213转移到叠层结构220的顶表面，并且转移到叠层结构220顶表面的部分第一预湿溶剂203和部分第二预湿溶剂213不断地被转移至晶圆201的边缘直至脱离晶圆201，达到减薄沟槽202侧壁和叠层结构220顶表面的第一预湿溶剂203和第二预湿溶剂203的作用。

另外，第二速度保持不变，即晶圆201以第二速度匀速旋转，使得晶圆201的旋转较为稳定，附着在沟槽202侧壁的第一预湿溶剂203和第二预湿溶剂213均匀性较好，能够为后续填充的涂布液提供较好的界面基础，进而提高沟槽202中由涂布液形成的填充层的厚度均匀性；另外，附着在沟槽202侧壁的第二预湿溶剂203均匀性较好，沟槽202侧壁的粗糙度较低，即侧壁较为光滑，使得涂布液更容易到达沟槽202底部，减少空洞的产生。

本实施例中，第一旋转动作能够将第一预湿溶剂203迅速铺展在叠层结构220的顶表面，并且在沟槽202中填充适量体积的第一预湿溶剂203；第二旋转动作能够将减少沟槽202侧壁上的第一预湿溶剂203和第二预湿溶剂213，为后续填充涂布液提高足够的空间；另外，第二旋转动作后，沟槽202侧壁上的第一预湿溶剂203和第二预湿溶剂213较为均匀，能够为后续填充的涂布液提高良好的界面基础。

参考图9，在S2之后，即第二旋转动作结束后，基板211的旋转速度降至0rpm，图9中S3示意出了基板211的减速过程。

本实施例中，在涂覆涂布液于叠层结构220上之前，还包括：将第二速度减速至0，减速包括第二旋转加速度和第三时间，第二旋转加速度为-2000～-20000rpm/s，第三时间为0.1～4s。

在晶圆201的减速旋转过程中，第二预湿溶剂213受到的离心力变小，第二预湿溶剂213从晶圆201表面的边缘向晶圆201表面的中心移动微小距离，使得部分第二预湿溶剂213被“回收”，能够在叠层结构220表面形成厚度适中的第二预湿溶剂213。

参考图5，在基板211转速度降为0后，在沟槽202的侧壁和底部、叠层结构220表面附着有第一预湿溶剂203和第二预湿溶剂213(未标识)。

本实施例中，第一预湿溶剂203和第二预湿溶剂213的与后续工艺步骤中的涂布液兼容，即第一预湿溶剂203和第二预湿溶剂213的理化性质与涂布液的理化性质相同，涂布液更容易在沟槽202的侧壁铺展，进而容易到达沟槽202的底部。

参考图6至图8，在进行第二旋转动作之后，涂覆涂布液205于所述叠层结构220上；在将所述涂布液205涂覆在所述叠层结构220之后，静置所述涂布液205；在所述涂布液205静止预设时间后，旋转所述基板211，使所述涂布液205填充满所述沟槽202。

以下将结合图6、图7和图9，对在沟槽202中填充涂布液205的步骤进行详细说明。

图9中S4和S5表示晶圆201保持静止状态一段时间。

参考图6，在进行第二旋转动作之后，涂覆涂布液205于所述叠层结构220上，图9中S4示意涂覆涂布液于叠层结构220上的步骤。

本实施例中，首先保持晶圆201静止，涂布液205通过喷嘴206喷涂在晶圆201的表面中心区域。由于第一预湿溶剂203(参考图3)和第二预湿溶剂213(参考图4)降低沟槽202侧壁的表面张力，因而涂布液205能够进入沟槽202内部，且沟槽中202的涂布液205内不容易产生空洞。

涂布液205包括聚硅氮烷，涂覆涂布液205的时间为1～10s。聚硅氮烷具有较好的流动性和绝缘性，是较为优异的沟槽填充材料。

具体地，在上述涂覆时间下提供的涂布液205可以填充满沟槽202，从而避免了由于沟槽侧壁表面张力过大导致的涂布液205的浪费，即本实施例提供的方法能够节约材料，降低成本。

在将涂布液205涂覆在叠层结构220之后，静置涂布液205，图9中S5示意出静置涂布液205的步骤。

本实施例中，在将涂布液205转移至晶圆201的表面后，继续保持晶圆201静止，静止时间为0.5～8s。在S3步骤结束之后，叠层结构220的顶表面和沟槽202侧壁均附着有第一预湿溶剂203和第二预湿溶剂213，即叠层结构220的顶表面和沟槽202侧壁的表面张力较小，涂布液205容易在叠层结构220铺展开；涂布液205由于自身重力和流动性进入沟槽202，由于沟槽202的侧壁表面张力较小，因此涂布液205比较容易到达沟槽202的底部；并且在保持晶圆201静止0.5～8s后，已经有足够多的涂布液205进入沟槽202。

在涂布液205静止预设时间0.5～8s后，旋转基板211，使涂布液205填充满沟槽202。参考图9，晶圆201旋转对应S6和S7过程。S6表示进行第三旋转动作，S7表示进行第四旋转动作。图7为图9中S6过程和S7过程对应的结构图。参考图7，旋转基板211，具体包括：进行第三旋转动作，第三旋转动作包括第三初始旋转速度、第三旋转加速度、第四时间和第四速度，基板以第三旋转加速度从第三初始旋转速度加速第四时间至第四速度，第三初始旋转速度为0，第三旋转加速度为1000～20000rpm/s，第四时间为0.1～4s，第四速度为500～2000rpm，图9中S6示意出旋转基板211步骤。

本实施例中，在保持晶圆201静止预设时间0.5～8s后，控制晶圆201加速旋转，在喷涂涂布液205时，晶圆201的表面中心区域被涂布液205覆盖；控制晶圆201加速旋转，能够使涂布液205在离心力的作用下向晶圆201的四周运动，进而覆盖整个晶圆201的表面。同时，在晶圆201加速旋转过程中，涂布液205进入位于晶圆201四周的沟槽202(参考图6)。

需要说明的是，在S6过程中，晶圆201加速至第四速度时，可以适当减速，使得晶圆201以一较低速度旋转。能够减小涂布液205承受的离心力，使得部分涂布液被回收，便于在晶圆201表面保留适量的涂布液205。

旋转基板211还包括：在进行第三旋转动作之后，进行第四旋转动作，第四旋转动作包括第五速度和第五时间，第五速度为匀速，第五速度为500～2000rpm，第五时间为5～15s，图9中S7示意出第三旋转动作的步骤。

本实施例中，控制晶圆201以第五速度匀速旋转。在晶圆201匀速旋转过程中，晶圆202表面的涂布液205的厚度趋于一致。

参考图9，在S7过程结束后，即在旋转基板211之后，进行第五旋转动作，将第五速度加速至第六速度，控制基板211以第六速度匀速旋转，S8示意出第五旋转动作的步骤。

第六速度为2000～3500rpm，第五旋转动作的处理时间为7～15s；加速包括第五旋转加速度，第五旋转加速度为1000～20000rpm/s。

本实施例中，控制晶圆201加速至第六速度，能够清除晶圆201边缘的涂布液205，获得较好的晶圆201边缘形貌；晶圆201以第六速度匀速旋转，便于加速涂布液205中溶剂的挥发，即加速涂布液205中溶质的干燥和定型。

参考图9，在S8过程结束后，即旋转涂覆工艺之后，晶圆201的旋转速度缓慢降低至0rpm，S9示意出晶圆201的旋转速度降低至0的步骤。

参考图8，旋转基板211，即经历上述步骤S6、S7、S8、S9，使涂布液205填充满沟槽202。

在进行第一旋转动作和第二旋转动作之后，第一预湿溶剂203和第二预湿溶剂213附着在沟槽202的侧壁表面，改善侧壁的表面质量，进而降低侧壁的表面张力；由于沟槽202的侧壁的表面张力降低，使得涂布液205的材料更容易进入沟槽202的底部，避免沟槽202中空洞的产生，提高隔离结构的良率和性能。

另外，在上述旋转涂覆的工艺参数下，位于沟槽202中和晶圆202表面的填充层205比较致密，且晶圆201表面的涂布液205厚度也比较均匀。

本实施例中，对晶圆201进行第一旋转动作和第二旋转动作，并且第二旋转动作后的沟槽202侧壁的表面张力小于第一旋转动作后的沟槽202侧壁的表面张力。由于沟槽202的侧壁的表面张力降低，涂布液205更容易铺展在沟槽202侧壁，即涂布液205更容易到达沟槽202底部，从而能够避免沟槽202的开口区域被提早封口，有效降低沟槽202中空洞的数量，进而提高隔离结构的良率。

此外，附着在沟槽202的侧壁的第一预湿溶剂203和第二预湿溶剂213还能够降低侧壁的表面粗糙度，即使沟槽202的侧壁更加光滑，使得涂布液205不容易附着在沟槽侧壁，更容易到达沟槽202的底部，进一步地抑制空洞的产生，从而进一步地提高隔离结构的良率。

此外，第一旋转动作中通过旋转的晶圆201表面涂覆第一预湿溶剂203，能够保证第一预湿溶剂203保持一定的流动性，且较为均匀地分布在晶圆201表面；第二旋转动作中通过控制晶圆201高速旋转，能够去除沟槽202中的部分第一预湿溶剂203和第二预湿溶剂213，保证沟槽202侧壁的第一预湿溶剂203和第二预湿溶剂213较薄，即能够在不增加沟槽202深宽比的前提下，降低沟槽202侧壁的表面张力，从而减少沟槽202中涂布液205内的空洞数量，提高隔离结构的良率。

本发明第二实施例还提供一种喷涂装置，应用于上一实施例提供的隔离结构的制造方法。

图10为本发明第二实施例提供的喷涂装置的结构示意图。参考图10，喷涂装置300包括：载台301，用于承载晶圆及带动晶圆旋转；控制系统304，用于控制载台301旋转；第一喷头302，用于向晶圆喷涂第一预湿溶剂或第二预湿溶剂；第二喷头303，用于向晶圆喷涂涂布液。

将晶圆固定在载台301上，载台301在控制系统304的控制下以不同速度旋转，载台301旋转从而带动晶圆旋转。具体地，控制系统304可以精准控制载台301旋转的加速度和时间。

本实施例中，第一预湿溶剂或第二预湿溶剂通过第一喷头302喷涂在晶圆表面。涂布液通过第二喷头303喷头在晶圆表面。

图11为第二实施例中第一喷头的结构示意图。参考图11，第一喷头302包括多个孔隙312，且孔隙312的密度由中心到边缘逐渐减小。由此，使得喷涂在晶圆中心区域的第一预湿溶剂或第二预湿溶剂多于喷涂在晶圆边缘的第一预湿溶剂或第二预湿溶剂，在离心力的作用下，位于晶圆中心区域的第一预湿溶剂或第二预湿溶剂会向晶圆四周运动，最终使得晶圆表面的第一预湿溶剂或第二预湿溶剂分布均匀。

在晶圆的旋转过程中，在离心力的作用下，位于晶圆的中心区域的第一预湿溶剂或第二预湿溶剂向远离晶圆的中心方向运动；在沿第一喷头的半径方向上，越远离第一喷头302的中心，孔隙312的密度越小。由此使得喷涂在晶圆表面的中心区域的第一预湿溶剂或第二预湿溶剂多于喷涂在晶圆表面的周围区域，同时在离心力的作用下，将位于中心区域的部分第一预湿溶剂或第二预湿溶剂剂甩至周围区域，从而平衡位于晶圆中心区域和四周区域的第一预湿溶剂或第二预湿溶剂，使第一预湿溶剂或第二预湿溶剂均匀地涂布在晶圆的整个表面。

本实施例中，喷涂装置300还包括切换系统305，用于控制第一喷头302或者第二喷头303位于载台301上方。由此，可以实现在第一喷头302第一预湿溶剂或第二预湿溶剂溶剂后，控制第二喷头303位于晶圆上方，并向晶圆喷涂涂布液。

本实施例中，控制系统304控制载台301上的晶圆以不同状态旋转，第一喷头302向晶圆喷涂第一预湿溶剂或第二预湿溶剂，可以降低沟槽侧壁的表面张力，便于降低后续沟槽中涂布液的空洞数量；第二喷头303向晶圆喷涂涂布液，使涂布液填充满沟槽，由于沟槽侧壁的表面张力降低，因此，沟槽涂布液中的空洞数量减少，便于提高隔离结构的性能和良率。

另外，孔隙312的密度由中心到边缘逐渐减小，使得喷涂在晶圆表面的中心区域的第一预湿溶剂或第二预湿溶剂多于喷涂在晶圆表面的周围区域，同时在离心力的作用下，将位于中心区域的部分第一预湿溶剂或第二预湿溶剂甩至周围区域，从而平衡位于晶圆中心区域和四周区域的第一预湿溶剂或第二预湿溶剂，使第一预湿溶剂或第二预湿溶剂均匀地涂布在晶圆的整个表面，便于后续过程中在沟槽侧壁获得厚度均匀的第一预湿溶剂或第二预湿溶剂，进而使得沟槽涂布液中的空洞数量较少、甚至无空洞，进而提高隔离结构的性能和良率。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施方式，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (13)

1.一种隔离结构的制造方法，其特征在于，包括：

提供基板以及位于所述基板上的叠层结构，所述叠层结构内具有多个沟槽；

进行第一旋转动作，旋涂第一预湿溶剂于叠层结构顶表面和沟槽内壁；

在进行第一旋转动作之后，进行第二旋转动作，旋涂第二预湿溶剂于所述叠层结构顶表面和所述沟槽内壁；所述第二旋转动作之后的所述沟槽侧壁的表面张力小于所述第一旋转动作后的所述沟槽侧壁的表面张力；

在进行第二旋转动作之后，涂覆涂布液于所述叠层结构上；在将所述涂布液涂覆在所述叠层结构之后，静置所述涂布液；在所述涂布液静止预设时间后，旋转所述基板，使所述涂布液填充满所述沟槽；

所述第一旋转动作包括第一初始旋转速度、第一旋转加速度、第一时间和第一速度，所述基板以所述第一旋转加速度从所述第一初始旋转速度加速所述第一时间至所述第一速度；

所述第二旋转动作包括第二速度和第二时间，所述第二速度为匀速，且所述第二速度大于所述第一速度。

2.根据权利要求1所述隔离结构的制造方法，其特征在于，所述沟槽的深度与宽度的比值大于20。

3.根据权利要求1所述隔离结构的制造方法，其特征在于，所述第一初始旋转速度为0，所述第一旋转加速度为2000～20000rpm/s，所述第一时间为0.1～4s，所述第一速度为2000～8000rpm。

4.根据权利要求1所述隔离结构的制造方法，其特征在于，所述第二速度为2000～8000rpm，所述第二时间为1～5s。

5.根据权利要求1所述隔离结构的制造方法，其特征在于，在所述涂覆涂布液于所述叠层结构上之前，还包括：将所述第二速度减速至0，所述减速包括第二旋转加速度和第三时间，所述第二旋转加速度为-2000～-20000rpm/s，所述第三时间为0.1～4s。

6.根据权利要求1所述隔离结构的制造方法，其特征在于，所述第一预湿溶剂和所述第二预湿溶剂材料相同，包括二丁醚。

7.根据权利要求1所述隔离结构的制造方法，其特征在于，所述涂布液包括聚硅氮烷，所述涂覆涂布液的时间为1～10s。

8.根据权利要求1所述隔离结构的制造方法，其特征在于，所述预设时间为0.5～8s。

9.根据权利要求1所述隔离结构的制造方法，其特征在于，所述旋转所述基板，具体包括：进行第三旋转动作，所述第三旋转动作包括第三初始旋转速度、第三旋转加速度、第四时间和第四速度，所述基板以所述第三旋转加速度从所述第三初始旋转速度加速所述第四时间至所述第四速度，所述第三初始旋转速度为0，所述第三旋转加速度为1000～20000rpm/s，所述第四时间为0.1～4s，所述第四速度为500～2000rpm；

在进行所述第三旋转动作之后，进行第四旋转动作，所述第四旋转动作包括第五速度和第五时间，所述第五速度为匀速，所述第五速度为500～2000rpm，所述第五时间为5～15s。

10.根据权利要求9所述隔离结构的制造方法，其特征在于，在所述旋转所述基板之后，还包括：进行第五旋转动作，将所述第五速度加速至第六速度，控制所述基板以所述第六速度匀速旋转；其中，所述第六速度为2000～3500rpm，所述第五旋转动作的处理时间为7～15s；

所述加速包括第五旋转加速度，所述第五旋转加速度为1000～20000rpm/s。

11.一种喷涂装置，所述喷涂装置应用于如权利要求1-10任一项所述的隔离结构的制造方法，其特征在于，包括：

载台，用于承载晶圆及带动所述晶圆旋转；

控制系统，用于控制所述载台旋转；

第一喷头，用于向所述晶圆喷涂第一预湿溶剂或第二预湿溶剂；

第二喷头，用于向所述晶圆喷涂涂布液。

12.根据权利要求11所述的喷涂装置，其特征在于，所述第一喷头包括多个孔隙，且所述孔隙的密度由中心到边缘逐渐减小。

13.根据权利要求11所述的喷涂装置，其特征在于，所述喷涂装置还包括切换系统，用于控制所述第一喷头或者第二喷头位于所述载台上方。

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