TW418482B - Method for forming element isolating film of semiconductor device - Google Patents

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TW418482B
TW418482B TW086105022A TW86105022A TW418482B TW 418482 B TW418482 B TW 418482B TW 086105022 A TW086105022 A TW 086105022A TW 86105022 A TW86105022 A TW 86105022A TW 418482 B TW418482 B TW 418482B
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film
hole
nitride film
forming
nitride
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TW086105022A
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Se-Aug Jang
Tae-Sik Song
Young-Bog Kim
Byung-Jin Cho
Jong-Choul Kim
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Hyundai Electronics Ind
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Description

4 184 8 2 A7 B7____ 五、發明説明（/ ) 〔發明之背景] 發明之領域 本發明係關於一種製造半導體裝置之方法*尤指一種 形成適用於高度積髓半導趙装置之製作的元#隔難膜之方 法0 前技之描述 典型地，一半導體装置係由作用區和元件隔離區所界 定，作用區上形成各別的元件，且各元件隔離區供相鄰之 作用區互相隔離。 該一半導體裝置之元件隔離區於電學上及结構上將構 成該半導體装置之各別的元件互相隔離’因此那些元件可 執行指定的功能，而不會受到與其相鄰之元件的影響° 為獲得一高度積體的半導體裝置，不僅需要減小構成 該半導體装置之元件的尺寸，且需要減小元件隔離區之寬 度與面積，亦即，一元件隔雜絕緣膜之寬度與面積。 就此點來看*元件隔離技術即用為決定記憶體格大小 之技術。 早期發展階段之元件隔離技術係使用一種用於製造雙 掻積體裝置之接面隔離方法。 如今，元件隔離技術係使用矽之局郜氧化法（LOCGS)* 其係為一棰絕绦體隔離方法，Μ及使用一挖溝法，其係為 —種絕緣體埋植法，用於MO S稹體電路（即LSI與VLSI )之製造技術。 本紙張尺度相中固縣縣（⑽）八4規格（2ιϋχ 297公缝） ^^1 ^^1 1 - ^^1 ^lf 1— ^^1 ^^1 Λ*..... : *^ϋ 戈 ，va (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部十央樣隼局員X.消費合作杜印製 A7 B7 五、發明説明（i ) . L 0 C 0 S法係使用一絕緣膜（例如氮化矽膜）作為一光 罩，藉由在界定於一半導體基片上之相鄰作用區之間形成 一厚的元件隔難絕緣膜，來隔離相郯之元件。 -棰依據該LOCOS法之形成一半導體装置之元件隔離膜 的傳統方法，將结合第一至四圖來描述。 第一至四圖傜為剖視圃，分別說明依據L 0 C 0 S法之形成 一元件隔離膜方法之連鑕步驟。 依據該方法，苜先一觀底氧化物瞑3與一氮化物膜5 K依序方式彤成於一半導體基片1上至所需厚度*如第— 圈所示。 然後一光姐劑膜圈案7形成於該氮化物膜5之上Μ界 經濟部中央標準局負工消費合作社印掣 疋一元件隔離區。 隨後*該氮化物膜5與親底氧化物·膜3使用該光Ρ且萷 膜圖案7作為一光罩而被蝕刻，如第二圖所示。該光阻劑 膜圖案7隨後被去除，藉此肜成一接觸孔9，該接觸孔顯 露出該半導體基片I上對應於一將於其上形成一元件隔難 絕緣膜之場區的部位。 然後，所獲得之结構經歷一熱氧化製程’亦卽一場氧 化製程。即—熱氧化物膜1 1形成於透過接觸孔9而顯露 之該半等體基片1之該部位上，如第三圖所示。 1 氧 1 底 膜 襯 物 與 化 5 0 膜 熱 物 於 οib 由升氮 , 提 ， 時部後 此鬲隨 被 緣 遏 之 5 膜 物 化 氮 長 成 之 是 ο 除 去 全 完 被 3 膜 物 化 ----------裝------II------乂 (請先閎讀背面之注意事項再填寫本頁) vs 4 184 8 2 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明 ( 3 ) 1 1 I 以 1 形 成 一 元 件 隔 離 絕 緣 膜 1 3 i 如 第 四 圖 所 0 ί 參 看 第 四 圈 所 示 1 可 見 該 元 件 隔 離 m 緣 膜 1 3 於 其 邊 1 | 緣 處 具 有 延 長 的 鳥 嗦 狀 物 A 0 諳 先 I 閱 I m 而 ， 上 述 元 件 隔 難 膜 肜 成 方 法 具 有 Μ 下 的 問 題 0 讀 背 1 面 I 依 據 上 述 之 傳 统 式 方 法 埋 植 於 半 導 體 基 片 内 之 該 元 之 注 1 I 意 \ [ 件 隔 離 絕 緣 膜 之 該 部 位 僅 具 妁 5 0 % 之 體 積 比 ( 厚 度 比 ) 事 項 1 I 因 此 再 1 1 0 此 導 致 了 ,一 較 低 的 穿 透 電 壓 與 一 較 差 的 平 面 性 0 t 窝 本 裝 難 >λ 執 行 後 讀 製 程 0 頁 V_^ 1 I 依 據 傳 統 式 方 法 一 鳥 喙 現 象 舍 出 現 於 熱 氧 化 製 程 中 1 1 〇 亦 即 該 元 件 隔 離 絕 緣 膜 之 邊 緣 部 位 穿 透 了 作 用 區 〇 此 1 1 導 致 作 用 區 面 積 之 減 小 〇 因 此 難 以 獲 得 一 半 導 體 装 置 之 1 訂 1 I 高 度 積 體 0 在 藉 由 於 相 鄰 元 件 隔 雜 絕 緣 膜 之 間 注 人 離 子 而 形 成 一 1 i 通 道 阻 擋 物 以 防 止 相 鄰 作 用 區 之 間 穿 透 電 壓 滅 小 的 情 況 下 1 1 f 接 面 漏 電 流 將 增 大 0 此 導 致 了 通 道 寬 度 之 滅 小 〇 因 此 1 1 Λ 半 導 體 装 置 之 m 學 特 性 與 可 靠 性 將 會 下 降 0 1 I 依 據 傳 统 式 方 法 > 元 件 隔 離 絕 緣 膜 突 出 於 半 導 體 基 片 1 1 Γ » 藉 Μ 形 成 階 梯 Ο 结 果 光 的 漫 反 射 將 發 生 於 後 續 之 石 版 I 1 印 刷 製 程 中 故 而 產 生 一 峽 谷 現 象 0 亦 即 t 由 於 案 局 部 1 I 丟 失 將 形 成 — 破 m 的 圖 寨 0 此 導 致 了 半 導 Si 装 置 之 工 作 i I 特 性 與 可 靠 性 的 下 降 0 因 此 1 製 程 良 率 會 下 降 0 1 1 1 C 發 明 之 概 要 Λ 1 1 本 發 明 之 —- § 的 係 在 於 消 6- 除 上 述 前 技 中 涉 及 之 問 題 1 1 1 1 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210x297公釐） 4 184 8 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明 ( ) 1 1 I 並 提 供 一 種 形 成 半 導 體 装 置 之 一 元 件 隔 離 瞑 之 方 法 其 可 1 獲 得 佈 局 之 減 小 與 鳥 喙 現 象 發 生 率 之 減 小 Μ 便 容 易 進 行 1 I 後 讀 製 程 以 製 造 高 度 積 體 之 半 導 體 装 置 〇 請 先 閲 1 1 | 本 發 明 之 另 一 百 的 係 在 於 提 供 一 種 形 成 半 導 體 装 置 之 讀 背 I | & I 元 件 隔 離 膜 之 方 法 其 可 達 成 半 導 體 装 置 之 元 件 之 完 全 1 I 1 I 隔 離 藉 此 提 升 半 導 體 装 置 之 電 學 特 性 、 工 作 持 性 可 靠 事 項 1 I 再 1 度 及 產 出 0 4 方 面 寫 裝 依 據 本 發 明 之 提 供 種 形 成 半 導 體 裝 置 之 頁 1 I 元 (牛 隔 離 膜 之 方 法 該 方 法 包 括 步 驟 準 備 一 半 導 體 基 片 1 1 於 該 半 導 sim 腊 基 片 上 依 序 形 成 — 襯 底 氧 化 物 膜 與 一 第 一 氮 1 f 化 物 膜 藉 由 使 用 一 元 件 隔 雜 光 罩 來 過 蝕 刻 該 第 一 氮 化 物 1 訂 1 I 膜 與 該 襯 底 氧 化 物 膜 籍 Μ 於 該 半 導 體 基 片 内 形 成 — 第 一 孔 藉 由 使 用 — 蝕 刻 溶 液 來 清 潔 該 所 獲 结 構 之 % 個 上 表 面 1 1 » 於 該 選 擇 性 蝕 刻 之 第 一 氮 化 物 膜 與 襯 底 氧 化 物 膜 及 該 第 1 1 一 孔 之 測 壁 上 形 成 第 二 氮 化 物 膜 隔 層 藉 由 使 用 該 第 氮 1 化 物 膜 與 第 二 氮 化 物 嗅 隔 層 作 為 — 光 罩 而 於 該 半 専 髎 基 片 1 I 之 該 苐 — 孔 内 形 成 一 第 二 孔 熱 氧 化 該 第 二 孔 之 表 面 » 藉 1 1 I Μ 形 成 一 熱 氧 化 物 膜 > 及 去 除 該 第 一 氮 化 物 膜 襯 底 氧 化 i i 物 膜 及 第 二 氮 化 物 膜 隔 層 * 藉 此 形 成 —^ 元 件 隔 離 膜 〇 1 1 依 據 本 發 明 之 另 一 方 面 9 提 供 一 種 形 成 半 辱 體 裝 置 之 1 1 * 元 隔 離 犋 之 方 法 } 該 方 法 包 括 步 驟 ； 準 蔺 一 半 導 體 基 1 1 片 於 該 半 導 體 基 片 上 依 序 形 成 — 襯 底 氧 化 物 膜 > . 第 一 1 I 1 氮 化 物 膜 及 抗 反 射 膜 : 藉 由 7- 使 用 元 件 隔 雜 光 罩 來 過 訑 1 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公趁） 4184 8 2 A7 B7 經濟部中央標準扃員工消費合作社印製 五、發明説明 ( 7 ) 1 1 刻 該 第 一 氮 化 物 膜 與 該 襯 底 氧 化 物 膜 » 藉 Μ 形 成 一 第 —. 孔 1 、 —· 第 一 氮 化 物 膜 圖 案 、 一 抗 反 射 m 圈 案 及 一 襯 底 氧 化 物 s 1 I 請 1 1 膜 圖 案 藉 由 使 用 —«. 蝕 刻 溶 液 來 清 m 該 所 獲 结 構 之 整 個 上 先 Μ 1 1 表 面 於 該 第 — 氮 化 物 膜 圖 案 抗 反 射 膜 圖 案 襯 底 氧 化 讀 背 面 1 I 物 膜 圖 案 及 第 __. 孔 之 側 壁 上 形 成 第 二 氮 化 物 膜 隔 層 1 藉 由 之 注 1 1 意 I 使 用 該 第 一 氮 化 物 膜 圖 窠 與 第 二 氮 化 栩 膜 隔 層 作 為 一 光 罩 事 項 I 再 來 選 擇 性 蝕 刻 該 半 導 體 基 片 藉 此 於 該 第 孔 内 彤 成 " 第 填 寫 本 裝 I 二 孔 熱 氧 化 該 第 二 孔 之 表 面 藉 >1 形 成 —* 熱 氧 fb 物 膜 頁 "-w*· 1 | 及 去 除 該 第 一 氮 化 物 膜 圃 案 、 抗 反 射 膜 圈 案 第 二 氮化 物 1 I 膜 隔 層 與 襯 底 氧 化 物 膜 藉 此 彤 成 一 元 件 隔 離 膜 1 1 ( 依 據 又 --- 方 面 本 發 明 提 供 一 種 形 成 半 導 體 装 置 之 一 1 訂 元 件 隔 離 膜 之 方 法 » 包 括 步 驟 準 備 — 半 導 體 基 Η 於 該 1 i 半 導 體 基 片 上 依 序 形 成 襯 底 氧 化 物 膜 、 — 第 —** 氮 化 物 膜 1 f 及 — 抗 反 射 膜 1 藉 由 使 用 一 元 件 隔 離 光 罩 來 過 蝕 刻 該 第 一 ί 1 I 氮 化 物 膜 與 該 襯 底 氧 化 物 膜 藉 Μ 形 成 —* 第 一 氮 化 物 膜 圖 1 > -* 案 、 — 抗 反 射 膜 圖 案 及 襯 底 氧 化 物 瞑 圖 累 9 並 於 該 半 導 1 1 體 内 形 成 — 第 一 孔 > 藉 由 使 用 — 蝕 刻 溶 疲 來 清 潔 該 所 獲 结 1 I 構 之 m 画 上 表 面 * 於 該 第 一 氮 化 物 膜 圖 案 Ί 抗 反 射 膜 圖 案 1 1 、 襯 底 氧 化 物 膜 圖 案 及 第 一 孔 之 側 壁 上 形 成 第 二 氮 化 物 膜 I 1 隔 層 9 埶 • «·<> 氧 化 該 第 一 孔 之 表 面 t 藉 YX 形 成 一 第 一 熱 氧 化 物 1 j 膜 ) 去 除 該 第 —* 熱 氧 化 物 膜 藉 此 於 該 半 導 體 基 片 内 肜 成 1 I 一 第 二 孔 > 埶 1 · “ 氧 化 該 第 二 孔 之 表 面 % 藉 以 形 成 — 第 二 埶 氧 1 1 化 物 膜 及 去 除 該 第 — 氮 化 物 膜 案 > 抗 反 射 膜 圖 案 Λ 第 1 1 - 8- 1 1 本紙悵尺度通用中國國家標率（CNS > A4規格（21 OX 297公釐） 4184 3 2 A7 B7 經濟部中央橾準局員工消費合作社印製 五、發明説明 1 1 二 氮 化 物 膜 隔 層 與 襯 底 氧 化 物 膜 藉 此 形 成 — 元 件 隔 離 膜 1 1 I L 附 圖 藺 要 說 明 J 請 先 1 1 1 閱 j 本 發 明 之 其 它 巨 的 與 方 面 將 由 Μ 下 結 合 了 附 圖 之 實 陁 讀 合 1 面 1 例 的 描 述 中 清 楚 地 理 解 其 中 之 1 注 i 第 一 至 四 圖 係 為 剖 視 圖 分 別 說 明 一 種 形 成 半 導 體 装 思 事 項 1 I 置 之 —· 元 件 隔 ΓΤΠ 難 膜 之 傳 m 式 方 法 之 連 讀 步 再 填 1 寫 裝 1 第 五 至 十 圖 為 剖 視 圖 分 別 說 明 依 據 本 發 明 之 第 — 本 頁 實 施 例 之 形 成 半 専 體 裝 置 之 一 元 件 隔 ΓΤΤ1 離 膜 之 方 法 之 埋 m 步 f [ 驟 1 I 第 十 一 圖 係 為 剖 視 圖 說 明 依 據 本 發 明 之 第 二 實 施 例 1 1 訂 之 形 成 半 専 體 装 置 之 —* 元 件 隔 離 膜 之 方 法 1 第 十 二 圖 係 為 剖 視 圖 說 明 依 據 本 發 明 之 第 三 施 例 1 1 之 形 成 半 導 體 装 置 之 — 元 件 隔 離 膜 之 方 法 1 | 第 十 三 與 十 四 圖 係 為 剖 視 圈 分 別 說 明 依 據 本 發 明 之 1 第 四 實 施 洌 之 形 成 半 導 體 装 置 之 一 元 件 隔 離 膜 之 方 法 1 I 第 十 五 圖 係 為 第 圖 之 部 位 ft Β // 之 放 大 的 剖 視 圖 1 1 其 中 未 對 第 -1- 圖 之 结 構 進 行 清 潔 步 驟 ! i 第 十 —ί.士 圖 係 為 第 t 圃 之 部 位 Β 之 放 大 的 剖 視 圖 > i f 其 中 依 據 本 發 明 對 第 圖 之 结 構 進 行 清 潔 步 驟 l 1 1 第 十 -t： 圖 係 為 — 平 面 圖 說 明 一 元 件 隔 離 絕 緣 膜 其 1 1 由 於 使 用 了 第 十 六 圈 之 製 程 而 於 分 別 對 應 於 作 用 之 邊 1 緣 之 部 位 處 具 有 缺 陷 1 1 - 9- i ! 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210/ 297公釐） A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印袈 五、發明説明 (η 1 1 | 第 十 八 圈 係 為 沿 第 十 七 圃 之 Ϊ 一 I 線 截 取 之 剖 視 圖 > 1 第 十 九 臑 係 為 第 八 圖 之 部 位 C 之 放 大 的 剖 視 圖 〇 1 I Γ 較 佳 實 疵 例 之 詳 细 描 述 ] 請 先 閱 1 1 I 第 五 至 十 圈 係 為 剖 視 圖 分 別 說 明 依 據 本 發 明 之 第 一 讀 背 1 | I 實 拖 例 之 形 成 半 導 體 裝 置 之 一 元 件 隔 難 膜 之 方 法 之 連 壤 步 之 注 1 I 意 1 1 驟 0 事 項 1 再 依 據 該 方 法 首 先 —* 襯 底 氧 化 物 膜 2 3 與 第 一 氮 化 填 寫 裝 物 膜 2 5 依 序 方 式 形 成 於 半 導 體 基 片 2 1 上 如 第 五 頁 1 | 圖 所 示 0 然 後 — 光 咀 劑 膜 圖 案 2 7 形 成 於 該 第 — 氮 化 物 膜 1 ί 2 5 上 0 該 襯 底 氧 化 物 膜 2 3 具 有 — 約 3 0 1 5 0 A 之 1 1 厚 度 0 該 第 一 氮 化 物 膜 2 5 具 有 — 約 1 5 0 0 6 0 0 0 1 訂 A 之 厚 度 考 慮 到 其 於 一 後 續 之 各 向 異 性 蝕 刻 製 程 中 被 過 1 [ 蝕 刻 Η 形 成 絕 緣 膜 隔 層 0 I 1 隨 後 該 第 · 氮 化 物 膜 2 5 與 襯 底 氧 化 物 膜 2 3 使 用 1 1 光 阻 m 膜 圈 案 2 7 作 為 一 光 罩 而 被 依 序 地 過 蝕 刻 如 第 —1— 1 圈 所 示 0 结 果 1 形 成 一 第 一 氮 化 物 膜 圖 案 2 5 a 與 — 襯 底 1 I 氧 化 物 膜 圖 案 2 3 a 0 1 1 I 於 過 蝕 刻 製 程 中 該 半 専 體 基 片 2 1 亦 被 蝕 刻 至 約 5 1 1 0 1 5 0 A 之 厚 度 藉 此 於 該 半 導 體 基 Η 2 1 内 形 成 . 1 1 第 一 孔 2 9 0 m 後 該 光 阻 劑 膜 圖 案 2 7 被 去 除 〇 此 時 蝕 1 I 刻 刺 餘 物 ( 圈 中 未 示 ) 被 殘 留 於 該 第 孔 2 9 内 0 1 1 使 用 一 氟 化 氫 基 轴 刻 溶 疲 該 半 導 體 基 片 2 1 之 顯 露 1 1 之 表 面 被 清 潔 約 1 0 至 1 0 0 秒 藉 此 於 該 第 一 氮 化 物 膜 1 1 - 1 0 - 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CN’S ) Λ4規格（2丨OX 29?公釐） 418482 A7 _______!Z_—- 五、發明説明（ί ) 圖案2 5 a與襯底氧化物膜圖案23 a及第一孔2 Θ上形 成第二氮化物膜隔曆3 1 ，如第t圖所示。 該第二氮化物膜隔層3 1之形成，係藉由於去除了光 阻劑膜圖案2 7之後所獲得之结構上，沈積一第二戴化物 賸（圖中未示）至约100〜800A之厚度，以及以不 使用光罩之方式各向異性地蝕刻該第二氮化物膜以使該第 ~氮化物膜圖案2 5 a保持約1 5 0 0A之厚度來達成° 該第二氮化物膜隔層3 1補償了作用區中鳥嗓可能穿 透之部位，藉此防止作用區之損失。 使用該第一氮化物膜圖案2 5 a與第二氮化物膜隔層 3 1作為一光罩，半導體基片2 1之顯露部位隨後被姓刻 至約200〜500A之厚度，藉此形成一第二孔33 ’ 如第八圖所示。 於第二孔33過深之情況下’鳥喙之長度會非所欲地 增大。一元泮隔難絕緣膜（其形成於後讀之處理步驟中） 經濟部中失樣隼局員工消費合作社印裝 --------- 裝------ir (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁> 亦可能具有一較之半導體基片2 1為低之位準。於此情瑕 下，將作用區彼此完全地電氣隔離是不可能的°此導致了 漏電流的增大。 儘管圖中未示，於各向異性的蝕刻程序完成之後’一 基於氮化物膜之上之蝕刻剰餘橄被殘留於第二孔3 3中。 因此*隨後以一乾式去除法來進行蝕刻剩餘物之去除° 此乾式去除法偽藉由一鈾刻装置使用、CHF 3及 Ar之溫合氣體電漿來進行。於該溫合氮體電漿中' CF4與 -1 1 - 本紙張尺度通用中國國家標芈（CNS ) A4規格（210X297公釐） 4184 8 2 A 7 B7___ 1、發明说明（7 ) CHF 3之比例於75: 65至2 5 : 3 5之範園内變化。 陲後*對半導體基片2 1之顯露部位進行一熱氧化製 程（場氧化製程），藉此形成一熱氧化物膜35作為一場 氣化物膜，如第九圖所示。該熱氧化物膜3 5具有一約2 5〇〇〜3500A之厚度。 於前一處理步驟中不去除蝕刻剩餘物而進行場氧化製 程之情形下，於蝕刻剩餘物殘留之區域處無热氧化物膜生 成，便不可能形成具一所需厚度之熱氧化物膜。於此情形 下•最後獲得之半導體装置之電學特性會變差。 然後，第一氮化物膜圚案2 5 a、第二氮化物膜隔層 3 1與襯底氧化物膜圖栗23 a被去除。因此，形成一元 件隔離絕緣膜3 7，如第十圖所示。 於一氮化物膜蝕刻装置内進行處理以形成該第二氮化 物膜隔層3 1之第七圖之處理步.嫌，K及於一矽訑刻裝置 内進行處理以形成該第二孔3 3之第八圖之處理步驟*可 以簞一蝕刻過程來執行。 該簞一個蝕刻步驟可在同時改變蝕刻法因素*包括蝕 刻氣題頮別、比例與壓力，以及取決於蝕刻時間之功率下 •於軍一個蝕刻裝置内進行。 第十一圖係為剖視圖，說明依據本發明之第二實施例 之彤成半導體装置之一元件隔難膜之方法。 依據該方法，首先，一襯底氧化物膜4 3與一第一氮 化物膜4 5 Μ依序方式形成於一·半導體基片4 1上，如第 -1 2- 用中國國家榡準（CNS >Α4規格（210X297公埯) --------^------^ (請先閣讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央梂箏扃員工消费合作社印裝 4 184 8 2 Α7 Β7 五、發明説明（ί。） 十一圖所示。一氧化物氮化物膜4 7隨後形成於該第一氮 化物膜45之上。該襯底氧化物膜43具一約3 0〜1 5 0A之厚度。該第—氮化物膜45具一約1 500〜60 〇〇A之厚度，考應：到其於一後禳之各向異性蝕刻製程中 被過蝕刻K形成絕緣膜隔層。該氧化物-氮化物膜4 7具 一約1 00〜500A之厚度。 随後，一光姐劑膜圈案4 9形成於該氧化物氮化物膜 47之上。透過該光阻劑膜圖案49，半専體基片41上 對懕於一元件隔離區之部位被顯茲出。 随後，依據本發明進行與第六至十圖相同之處理步驟 ，藉此形成一具一平面化上表面结構同時由較小鳥喙搆成 之元件隔雜絕緣膜（圖中未示）。 經济部中央標隼扃員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 於上述處理過程之處理中•氧化物-氮化物膜4 7延 媛了出琨於用以形成第二氮化物膜隔層（圖中未示）之各 向異性蝕刻步驟中之第一氮化物膜圖案（圖中未示）之損 失，藉此對應地增大了殘留於作用區内之第一氮化物膜圖 案（圖中未示）之厚度。亦即，氧化物-氮化物膜47供 抑制鳥喙之彤成。 氧化物-氮化拗膜4 7亦作為在形成光阻劑膜4 9之 步驟時之一抗反射膜。 第十二圖係為剖視圈，說明依據本發明之第三罝施例 之形成半導體裝置之一元件隔難膜之方法。 依據該方法1 一補底氧化物膜5 3與一第一 Μ化物膜 -1 3 - 本纸張尺度適用中圉國家標準（CNS ) Λ4規格（210Χ 297公釐） 4184 8 2 A 7 B7 五、發明説明（"） {讀先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 55首先以依序方式形成於一半導體基H5 1之上，如第 十二匾所示。然後一氧化物膜5 7依據一化學氣相锻積（ C V D)方法而形成於該第一氮化物膜5 5之上。該襯底 氧化物膜5 3具一約3 0〜1 5 Ο A之厚度，而該第一氮 化物膜55具一妁1 500〜6000A之厚度•考應到 其於一後鱭之各向異性蝕刻製程中被過蝕刻以、形成絕緣膜 隔層。該CVD氧化物膜57具一約1 〇〇〜500A之 厚度。 隨後，一光詛劑膜圖案5 9形成於該氧化物-氮化物 膜57之上，透過該光阻劑膜圖累59，半導體基片5 1 上對應於一元件隔離區之部位被顯露出。 隨後，依據本發明進行與第六至十圖相同之處理步驟 ，藉此形成一具一平面化上表面结構同時由較小鳥嗲構成 之元件隔雛絕緣膜（圖中未示）。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 於上述處理過程之處理中，CVD氧化饬膜57延媛 了出現於用K形成第二氮化物膜隔層（圖中未示）之各向 異性蝕刻步驟中之第一氮化物膜圖案（圖中未示）之損失 ，藉此葑應地增大了殘留於作用區内之第一氮化物膜圖葉 (圖中未示）之厚度。亦即，CVD氣化物膜57供抑制 鳥喙之形成。該C VD氧化物膜5 7亦作為形成光阻劑膜 59之步驟中之一抗反射膜。 第十三與十四圖係為剖視圖，分別說明依據本發明之 第四實施例之形成半導髏裝置之一元件隔離膜之方法。 -1 4 - 本紙掁尺度適用中國國家榡準（CNS ) Λ4規格（2I0X 297公釐） 4184 8 2 經濟部t央標隼局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（呤） 依據該方法，依據本發明之第一罝施例、與第五至七 圖相同之處理步驟被實施’以形成如第十三圖所示之一结 構。 隨後，於約800〜1 1 〇 ◦亡下對該半導體基片6 1之顯露部位進行一熱氣化製程’藉此形成如第十三圖所 示之厚度約200〜10〇QA之一第一熱氧化物膜69 〇 然後使用一氟化氫基鈾刻溶液去除該第一熱氧化物膜 。因此，一厚度約1 00〜500A，對應於該第一熱氧 化物膜6 9·之約一半厚度之第二孔7 1形成於該半導體基 片61之顯露部位，如第十四圖所示。 隨後，進行與第九圖及第十圖相同之步驟，以於該第 二孔7 1内形成一元件隔離絕緣膜（圖中未示）。 依據本發明之另一實施例，元件隔離絕緣膜之形成可 如第二或第三實施例般，藉由於第一氮化物膜與光阻劑膜 圖案之間形成一氧化物-氮化物膜或C V D氣化物膜，並 施行如第四S施例之後讀處理步猱來達成。 第十五圖係為第七圈之部位〃 B"之放大的剖視圃， 其中未對苐六圓之结構進行清潔步驟。 於此情形下，由於使用氟化氫基蝕刻溶掖之清潔步驟 未進行，故半導體基片2 i之顯露的表面部位上即彤成一 自然氧化物膜3 0。於此狀況下*第二氮化物膜隔層3 1 係形成於該襯底氧化物膜2 3 a 、第一氮化物膜圖案2 5 -1 5- 本紙張尺度適用中國國家標率（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） I — I - I : ί^— (讀先閱讀背面之，注意事項再填寫本頁) 訂 4 184 8 2 A7 _B7__ 五、發明説明（6 ) a及第一孔2 9之側壁上。 於此情彤下，該自然氧化物膜30供促進後續熱氧化 製程期間之鳥喙之成長，藉此減小作用區。因此難以製造 一高度積體之半導體裝置。 第十六圖係為第七圖之部位〃 B 〃之放大的剖視圖’ 其中依據本發明對第六圖之结構進行清潔步驟° 使用一氟化氫基蝕刻溶疲，對第十五圖之該襯底氧化 物膜圈案2 3 a及該自然氧化物膜3 0施行一側面蝕刻製 程至少1 0 0秒，藉此形成切口 3 2。隨後•該第二氮化 物膜隔層3 1肜成於該襯底氧化物膜圈案23a、該第一 氮化物瞑圖案25a&第一孔29之上。 於該第二氮化物膜隔層3 1形成期間，該第二氮化物 膜掩蔽了切口 3 2。於此狀況下進行元件隔雜絕緣膜之形 成之際，掩蔽切口 32之第二氮化物膜隔層3 1壓制了半 導體基H21。结果形成了缺陷（圖中未示）。 經濟部_央標隼局員工消費合作杜印装 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 第十t圖係為一平面圖，說明一元件隔離絕緣膜3 7 ，其由於使用了第十六圖之製程，而於分別對懕於作用區 之邊緣之部位處具有缺陷3 4。 於第十t圔中，參考標號"100"表示界定於半導 體基片2 1上之作用區，而參考標號"200 "表示界定 於該半導體基片21上之一元件隔離區。參考標號"34 ^ "表示形成於作用區1 0 0之邊緣上之缺陷。 第十八圖係為沿第十七圃之I 一 I線截取之剖視圃。 -16- 本紙ft尺度通用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) 4 184 8 2 A7 B7 五、發明说明（#) 參考第十八圖所示，缺陷34形成於相鄰元件隔雛絕緣膜 37而設之作用區1 〇〇之部位上° 相反的，第十九圖偽為第八圖之部位"C "之放大的 剖視圖。第十九圖解釋了於形成第九圖之熱氧化物瞑3 5 之際，藉由執行第七圖之過蝕刻製程來抑制鳥喙形成之原 理。 如第十九圖所示，第一孔2 9係形成為具一深度D。 因此*電離子移動長度隨著第二氮化物膜隔層3 1之厚度 的增大而增大，藉此進一步抑制了出現於熱氧化製程中之 鳥喙之成長。 由上述描述中可清楚地獲知•本發明之方法提供了各 種功效。 即，本發明之方法與傅統L 13 C 0 S技術相比，有效地防止 了鳥喙之形成。因此有可能獲得寬作用區。 本發明之方法亦提供一種相當於約9 0%或以上體積 比之優良的平面化。因此有可能防止光線由元件隔離絕緣 膜產生漫反射，藉此防止一峽谷現象。 經濟部中央標準局員工消費合作社印装 --------¾------ΐτ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 依摟本發明·亦達成體積比之增大。該一體積比之增 大導致穿透電壓之增大。因此有可能提升半導體装置之電 學特性、工作持性、可靠性及生產良率。 因此*依據本發明之肜成半導髖装置之一元件隔離絕 緣膜之方法適用於製造高度積體之半導體装置。 儘管為著說明之目的提出了本發明之較佳實施洌，那 -1 7- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ). Α4規格（2丨0 X 297公釐） 418482 A7 B7 五、發明説明（〇 利 可 專為 請均 申代 明替 發及 本加 離添 脫 、 未化 ’ 變 解種 理各 當的 應神 士精 人與 之圍 藝範 技之 項示 此揭 悉所。 熟圍者 些範能 -------- ^------1Τ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（2丨0 X 297公釐）
五、發明説明（0) 些熟悉此項技藝之人士應當理解，未脫離本發明申請專利 範圍所掲示之範圍與精神的各種變化、添加及替代均為可〔圖式元件符號說明〕 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 1 半 導 體 基 片 3 襯 底 氧 化 物 膜 5 氮 化 物 m 7 光 m 劑 膜 圖 案 9 接 s 口* fm 孔 11 熱 氧 化 物 膜 13 元 件 隔 離 絕 緣 膜 2 1 半 導 體 基 Η 2 3 襯 底 氧 化 m m 2 3 a 襯 底 氧 化 饬 膜 圖 案 25 第 一 氮 化 物 膜 2 5a 第 — 氮 化 物 膜 圖 案 27 光 咀 劑 膜 圖 案 2 9 第 一 孔 3 0 @ 然 氧 fb 物 m 3 1 第 二 氮 化 Ait w 膜 隔 層 3 2 切 α r、 t、 ύ 0 第 二 孔 34 缺 -18- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本買) -裝-
,1T 線 本紙張尺度適用中國國家樣隼{ CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 五、發明説明（仏） —-1 4 9 4 A7 B7 膜 緣 _ 絕 物離 ft隔 氧件 熱元 Η 基 體 導 半 瞋 物 化 氧 底 親 膜 物 fh 氮 I 第 模 珣 qlc 氮 物 化 氧 案0 膜 阻 光 0 片物 基ib 體氧 0 底 半 観 第 膜物化 氮 案 圖 片 膜膜基 韧劑體 化阻導 氧光半 瞑 化 氧 底 襯 第 第 第 _ 韧 ib 氮 層 隔 掬 ib 氮 膜 物 b ^—τί 氧 熟 (請先閲讀背面之注意事項再楨寫本頁) -裝· 訂 線 經濟部智慧財產局Μ工消骨合作社印製 孔二 第 區 離 區隔 用阼 作 元 物 狀 噪 鳥 位 β- 位 ru. fta - 9 本紙張尺度通用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210 X 297公釐） A7 B7 五、發明説明（Π) D 深度 訂 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印焚 -2 i)- 本紙張尺度通用中國國家樓準（CNS ) A4規格（21 OX 297公釐>

Claims (1)

  1. S st>> 六、申請專利範圍 1 -—棰肜成半導體裝置之一元件隔離輯之方法，包 (請先閲讀背面之注意事項再碲\本頁) 活步驟： 提ί共一半導體基Η ; 於該半導體基Η上依序形成一襯底氧化物膜與一第一 氮ib钧膜； 藉由使闬一元ί半隔離光罩來過轴刻該第一氮化栩賴輿 該_底氧化物膜，藉以於該半導體基S内肜成一第一孔； 藉由便用一独刻溶液來清潔該所獲结構之整圖上表面 於該選擇拄蝕刻之第一氮化物膜與襯底氧化物膜及該 第一孔之側壁上形成第二氮化物膜隔層； 藉由使用該第一氮化物膜與第二氮化物膜隔罾作為一 光罩而於該半導體基片之該第一孔內形成一第二孔； 去除於形成第二孔之後殘留於該第二孔内之蝕刻剰餘 物； 熱氧化該第二孔之表面，藉Μ在第二孔上形成一熱氧 fb珣_ ;及去除該第一氮ib物膜、襯底氧化物膜及第二氮 化珣膜隔層，藉此形成一元件隔離膜。 2 ·如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該襯底 氧ib物膜具有約3 0〜1 5 Ο A之厚度，該第一氮t'b物膜 具有约1 500〜6 0 00A之厚度，該第一孔具有约5 0〜1 5 0 A之深度，埂該第二孔罠有約2 () 0〜5 0 0 A之深度·: 本紙ft尺度適用中國國家標準（CNS > Λ4規格（2丨0X297公釐） 經濟部智慧时-^:只工^費^作社印災 六、申請專利範圍 3 *如申請專利範圍第1項所述之方法1其中該清，f 步驟係使用一氪丨b Μ轴刻溶液進行約1 0〜I 0 0秒。 4 _如申請專利範園第1項所述之方法，其中砍據一 乾式去除法|使用C F 4 : C H F 3比例於7 5 : 6 5至2 5 : 3 5範圍 内變化之CF4 、（:HF3及Ar之混合氣體電漿，去除於肜成該 第二孔之後殘留於該第二孔内之蝕刻剌餘物3 5 ·如申請專利範圍第1項所述之方法，其中彤成該 第二氮化物膜隔層之該步驟與彩成該第二孔之該步驟像於 m —個蝕刻裝置內進行·· 6 · —锺形成半導體装置之一元件隔離膜之方法，a 括步驟： 提供一半導體基片； 於該半導體基片上依序形成一襯底氧化物膜、一第一 氮化物膜及一抗反射膜； 藉由使用一元件隔離光置采過蝕刻該第一氮化物膜與 該襯底氧化物_，藉Μ形成一第---孔、-第一氮ib韧膜圖 案、一抗反射膜圖莕及一襯踩氧化勘膜圖案； 藉由使用一蝕刻溶液來清潔該所獲结構之整個上表面 * 於該第一氮化物膜圖案、抗反射膜圖案、襯底氧化物 圖案反第一孔之側壁上形成第二氮ib物膜隔圈； 藉由使用該第一氮ib物膜驪案與第二氮ib物睽隔曆作 為-_·光運來選擇性触刻該半導髖+基Η，Μ此於該第一孔内 (請先閱讀背面之注意事項再矽丨本頁) 本紙張尺度適用中國國家標嗥（CNS ) Α4規格（210X297公釐） 經濟部"-^^是^:㈡工淌^合作社印；^ A8 B8 C8 D8六、申請專利範圍 形成一第二孔； 去除於肜成第二孔之後殘留於該第二孔内之蝕刻刺餘 物； 熱氧化該第二孔之表面，藉Μ形成一熱氧化拘膜；反 去除該第一氮ib物膜圖案、抗反射膜圖案、第二氮ib 掏膜隔層與襯底氧化物膜，藉此形成一元件隔離膜。 7 ·如申請專利範圍第6項所述之方法，其中該抗反 射_ (¾由一氧化物-氮化物_溝成。 8 ·如申請專利範圍第6項所述之方法*其中該抗反 射_偽由一化學氣相澱積氧化物膜構成。 9 ·妬申請專利範圍第6項所逑之方法，其中該抗反 射膜具有約1 ◦ 0〜5 Ο Ο A之厚度，該第一氮化物膜具 有約1 500〜6000A之厚度，該第一孔具有約50 〜I 50A之深度，及該第二孔具有約200〜500A Z深度。 1 〇 .如申請專利範園第6項所述之方法，其中該抗 反射膜係作為該第一氮ib物膜之抗反射膜： 1 1 •如申請專利範圍第6項所逑之方法，其中該清 溜步驟係使用一氟化氫独刻溶液進行約1 0〜1 〇 〇秒3 i 2 · —種形成半導體装置之一元件隔離膜之方法， 包括步驟： 提供一半導體基片； -3 - 4 184 8 2 J. I ^--------裝------訂------線 (請先閱讀背面之注意事項再磺1本頁) 象纸浪足度適用中國國家標华（CMS ) A4規格（210X297公釐） 4184 8 2 ?8g D8六、申請專利範圍 於該半導體基片上砍序形成一襯底氧化物膜、-第一 氮化物膜a —抗反射膜； 藉由使用一元I牛隔離光罩來過蝕刻該第一氮化物膜與 該襯底氧化物膜，賴以形成一第一氪化物膜圖案、一抗反 射膜闔案及一観底氧化物膜圖案，並於該半導體內形成一 第一孔； 籍由使用一蝕刻溶液.采清潔該所獲，结構之整個上表面 ， 於該第一氮化物__案、抗反射膜麵案、襯底氧化物 膜圖案及第一孔之側壁上形成第二氮化物膜隔層； 熱氣化該第一孔之表面，藉以形成一第一熱氧化物膜 » 去除該第一熱氧化物膜，藉此於該半導體基Η内形成 一第二孔； 去除於形成第二孔之浚殘留於該第二孔内之蝕刻剩餘 物； 熱氣化該第二孔之表面，藉Μ形成一第二熱氧化物瞑 :及 去除該第一氮化物賴圖案、抗反射睽圖案、第二氮化 韧_隔層與襯底氧fb物糗，藉此形成一元件隔離_ 1 3 ·如电請專利範圍第1 2項所述之方法，其中該 抗反射_除由一氧ib物-M ib物幞構成 1 4 ·如申請專利範園第1 2項所述之方法，其中該 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 衣紙張尺度適用中國國家標準（CNS > A4現格（210X297公釐） 經濟部^5!,ί"Α9:工"赍合作社印災 Αδ ^ ^ Λ Β8 C8 D8六、申請專利範圍 抗反射膜係由一化學氣相殿積氧化物膜構成。 1 5 ·如甲請專利範圍第].2項所述之方法，其中該 抗反射膜具育約1 ◦ 0〜5 Ο Ο Α之學度，該第一氮化© 膜具育約1 5 0 0〜6 Ο Ο Ο A之厚度，該第一熱氧化物 膜具有約200〜1 000A之厚度，該第一孔具有约5 0〜1 5 0 A之深度，及該第二孔具有約1 〇 〇〜5 0〇 A之深度。 1 6 ·如申請專利範園第1 2項所述之方法，其中該 抗反射膜係作為該第一氮化物膜之抗反射_ : 1 7 ·如申請專利範圍第1 2項所述之方法，其中該 清潔步驟係使用一氟化氫蝕刻溶液進行約1 〇〜1 〇 〇秒 1 8 ·如申請專利範圍第1 2項所述之方法，其中形 成該第一熱氧化物賴之該熱氧ib步驟除於約8 0 0〜1 i 0 0 ;C之溫度下進行。 J——：--------t------iT-------^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) t紙張反度適用中國國家榡準（CNS ) Α4規格{210Χ 297公釐）
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