TW468240B - Method to keep the profile of active region in the shallow trench isolation process - Google Patents

Description

46 82 4 Ο 五、發明說明（i) 5-1發明領域： 本發明係有關於一種在淺溝渠隔離製程中，保持一主 動區域輪廓的方法。 5 - 2發明背景： 隨著時間發展，積體電路的楕集度愈來愈高，且半導 體元件體積愈來愈小，因此，即使半導體元件小到以埃為 測量單位，仍須保持良好的使用狀態是很重要的。 且過去在半導體元件的製作過程中，須要許多複雜的 步驟。尤其在各式各樣的製程中，淺溝渠隔離是主要的技 術關鍵。隨著製程技術的進步，未來的元件尺寸會愈來愈 趨向於極小化的原子尺寸。目前生產線上的線寬已達次微 米的寬度，如0. 1 8微米以下之尺寸。同時製造成品之目標 亦往半導體之高積集度邁進。故隨著半導體元件的小形化 ，一個微小的幾何形且具高效能的金屬氧化半導體製程是 困難的。 在第一 Α圖至第一 D圖的習知技藝中，為一種在淺溝渠 隔離製程中，保持一主動區域輪廓的方法，包含了以下步

46 82 4 Ο ^ -----… 五、發明說明（2) 底材區;材…半導體 於一墊氧化欲γ p d Λ L•域30與一氮化矽層12Α，12Β -^12αΛ 12B位於淺溝渠隔離區域3〇兩側。 接著，如第一 .士

DiPPing)餘刻氮化發層之:^ =刻法之碟酸（HaP〇4 層之一第二部份128。 弟一部伤12A’以殘留氮化矽 底材10上部份的％，於0\此步驟中’ 4酸會餘刻半導體 主動區域域的輪靡。' 疋會报容易地產生角钱刻，而改變 跟著，如第一c圈φ 隔離區域30内，其中 ’沉積一線氧化矽層1 3於淺溝準 溝渠隔離區域30底部形成。Π η邊緣與、凑 石夕層13表面上，藉以回填淺溝渠隔離區域30層14於線氧化 仍如第一 C圖中，籍化學機械研磨法（CM 是平坦化淺溝渠隔離區域30之氧化石夕層14表^ 亦就

最後如第~ D圖中，蝕刻氮化矽層之殘 ，以形成一 T字型淺溝渠隔離區域氧化矽層1弘σ饧1 2B 於是’審於以上習知技藝中產生角餘刻而改變主動區

第5頁 ^ β 82 4 Ο 五、發明說明（3) 域域輪廓的缺點，故在半導體製程上有進一步改良的必要 5 - 3發明目的及概述： 鑒於上述之發明背景中，傳統習知技藝的諸多缺點， 本發明提供一利用氧化矽層，藉以保持轉角輪廓之形狀， 以形成一淺溝渠隔離區域之結構。 根據以上所述之目的，本發明提供了一種在淺溝渠隔 離製程中，保持一主動區域輪廓的方法，包含了以下步驟

首先，提供一半導體底材，半導體底材具有一淺溝渠 隔離區域，與一氮化矽層於一墊氧化矽層上，其t墊氧化 層與氮化石夕層位於淺溝渠隔離區域兩側。 接著，沉積一第一氧化矽層於淺溝渠隔離區域内，其 中氧化矽層沿墊氧化層邊緣與淺溝渠隔離區域底部形成。 跟著，银刻氮化石夕層之一第一部份，以殘留氮化石夕層 之一’第二部份且不改變主動區域域之輪廓。

第6頁 468240 五、發明說明^ ~ ' - 回填= J化：層於第-氧化發層表面上，藉以 杲隔離區域。平垣化淺溝渠隔離區域表面。 淺溝殘留第二部份'形成-τ字型 明顯=本與其他目的，特徵和優點更能 細說明。.車父佳實施例並配合所附圖式，作詳 5-4發明詳細說明： 範結構做參考 _____ ^ 製造的較佳方法會於隨後討論 以下是本發明的描述α不I明的描 些變動和本發明的優點； = 述: 再者，雖然本發明以數 不會限制本發明的範圍或應 光阻，應該明瞭的是主要的 ’本發明的半導體元件不會 括證明本發明和呈現的較佳 即使本發係藉由舉例的方式 述’但是本發明並不限定於 個實施例來教導，但這些描述 用。而且，雖然這些例子使用 氮化石夕部份可能被取代。因此 限制結構的說明。這些元件包 實施例之實用性應用性。且 以及舉出一個較佳實施例來描 所舉出之實施例。此外，凡其

4 6 B2 4 Ο 五、發明說明（5) 它未脫離本發明所揭示之精 ，均包含在本發明之申請專 解釋本發明之範園，.藉以包 神下所完成之等效改變或修飾 利範圍内。應以最廣之定義來 含所有這些修飾與類似結構。 本發明為一種在淺溝渠隔離製程中，保持一主動區域 輪廓的方法’包含了以下步驟： 材 1先’如第二Α圖，提供一半導體底材20。半導體底 —具有—淺溝渠隔離區域5 0，與一氮化矽層2 2 A，2 2 B於 氧化；e夕層2 1上’其中墊氧化矽層2丨與氮化矽層2 2位於 溝渠隔離區域50兩側。 氣化接著’如第二B.圖’以傳統化學氣相沉積法沉積一線 層（苐一氧化矽層）23於淺溝渠隔離區域50内，直中氣 "ί 匕 9 <3、 '、 。且3以义墊氧化層2 1邊緣與淺溝渠隔離區域5 〇底部形成 上述第一氧化矽層2 3的厚度約3 0 0〜5 0 0埃。 Η 3Ρ〇 考’如第二C圖，以傳統濕式蝕刻法，如磷酸蝕刻（ 3 4 DiPPing)進行蝕刻氮化矽層靠近該淺溝渠隔錐區域 步—部份22A，以殘留氮化石夕層之一第二部份22B。此 驟中馬將氮化矽推後（Si N Pull-Back)之步騍.且在此步 亦就i因前述氧化矽層23的保護，所以不會產生角触刻， 义在蝕刻時不會改變主動區域域的輪廓。

五、發明說明（6) 如第二D圖 刻 以殘留氤化石夕層

第9頁 46824 Ο 分功麻〇以松’再以傳統化學氣相沉積法形成一第二氧 之 、' η 一乳化矽層表面上’就是淺溝渠隔離區域2 4 以回填淺溝渠隔離區域5 〇。並以傳統的化學機械 ^法（CMP)研磨第二氧化矽層24的表面，達到平坦化淺 溝渠隔離區域50表面之目的。 最後’如第二Ε圖，仍以傳統濕式蝕刻法，如磷酸蝕 (Η aP〇4 D i pp i ng )進行蝕刻氮化矽層之殘留第二部份2 2Β 藉以形成一 Τ字型淺溝渠隔離區域氧化矽層。 故本發明可藉氧化矽層的保護，所以不會產生角银刻 亦就是在姓刻時不會改變主動區域域的輪廓。進一步增 加製程的可靠度與生產良率，以達生產單位的最大經濟^ 益。 如本發明以上之較佳實施例所述，簡言之，首 a 供-半導體底材導體底材具有-淺溝二隔離u 一氮化矽層於一墊氡化矽層上，其中墊氧化層與^ 位於淺溝渠隔離區域兩側。 ’ 層 接著，沉積一第一氧化矽層於淺溝渠隔離區域内，其 中氧化砂層沿墊氧化層邊緣與淺溝渠隔離區域底部形成。 跟著，蝕刻氮化矽層之一第一部份，

4 6 82^-° 五、發明說明（7) 之一第二部份且不改變主動區域域之輪廓。再沉積一第二氧化碎層.於第一氧化梦層表面上，藉以 回填淺溝渠隔離區域。並隨之平坦化淺溝渠隔離區域表面 型 字 T 成 形 以 份 部 二 第 留 殘 之〇 層層 化化 IL氧 刻域 银區 ,ί t 0 後隔 最渠 溝 淺 限之 以示 用揭 -三 並明 ’發 已本 而離 例脫 施未 實它 佳其 較凡 之； 明圍 發範 本利 為專 僅請 述申 所之 上明 以發 本 定 請 之 述 下 在 含 包 應 均 飾 修 或 變 改 效 等 之 成。 完内 所圍 下範 神利 精專 第10頁 46 82 4 Ο 圖式簡單說明 第一 Α圖至第一 D圖為習知技藝中形成淺溝渠隔離區域 之剖面圖；以及 第二A圖至第二E圖為本發明中形成淺溝渠隔離區域之 剖面圖。 本發明圖中主要部份之代表符號： 1 0半導體底材 11塾氧化石夕（Pad Oxide)層 1 2氮化矽層 1 2 A氮化矽層之第一部份 12B氮化矽層之第二部份 1 3線氧化矽層 1 4氧化矽層 2 0半導體底材 2 1墊氧化矽層 2 2氮化矽層 2 2 A氮化石夕層之一第一部份 22B氮化矽層之一第二部份 2 3線氧化層（第一氧化矽層） 2 4第二氧化矽層 3 0淺溝渠隔離區域 5 0淺溝渠隔離區域

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Claims (1)

1. 修,1匕 TT7U] ， 離該 第成 法.隔與 該形 方 渠層 中部 的 溝化 其底 廓 淺氧 ，域 輪 一墊 内區 域 有該 域離 區 具中 區隔 動 材其 離渠 主 底，.，隔溝 一 體J1側渠淺 持 導層兩溝該 保 半化域淺與 中 該氧區該緣 程 ，墊離於邊 製 材一隔層層 離 底於渠化化 隔 體層溝氧氧 渠 導化淺一墊 溝 半氮該第該 淺：一 一於一沿 在含供與位積層 種包提，層沉化 一少 域.化 氧 .—^至 區氮 一 以填溝 份 回 淺 部以型 1 藉 字 第， Τ 1 上 一 之面成 域 表 形 區層以 離 化 份 隔氧部 渠 一 二 溝.，第 第 淺份該 該 該部於.留 近二層及殘 靠第化 ·，之 D 層一氧域層層 化之二區化化 氮層第離氮氧 該化一隔該域 除氮積渠除區 移該沉溝移離 留淺隔 殘 該 渠 案號 89123650 六、申請專利範圍 2. 如申請專利範圍第1項之.方法，其令形成該第一氧化層 至少包含以化學氣相沉積法形成該第一氧化矽層。 3. 如申請專利範圍第1項之方法，其中上述第一氧化矽層 的厚度約3 0 0〜5 0 0埃。 4. 如申請專利範圍第1項之方法，其中上述移除該氮化層 之該第一部份至少包含使用一濕蝕刻法蝕刻該氮化層。

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   、月 曰 ®乏少白人姑m = 項之方法，其中上述濕蝕刻該氮化 層至/包含使用填酸巍岁丨 。 W吸蚀到法（H3P〇4 Dipping)蝕刻該氮化層 持一主動區域輪廓的方 6,如申請專利範圍第1項之方 化層至少包含以化學氣相沉積 7· 一種在淺溝渠隔離製程中 至少包含： # 法，其中上述形成該第二氧 法形成該第二氧化矽層。 法 提供一 區域，與一 與該墊氧化 沉積一 第一氧化矽 部形成； 钱刻該 ，以殘留該 沉積一 回填該淺溝 平坦化 姓刻該 溝渠隔離區 半導體底材，該半 氮化矽層於一塾氧 矽層位於該淺溝渠 第 氧化带層於該 層沿該墊氧化矽層 氮化矽層靠近該淺 氮化石夕層之一第_ 第一氧化石夕層於該 渠隔離區域； 該第二氧化石夕層之 氮化矽層之殘留該 域氧化梦層。 導體底材具有一淺溝渠隔離 化石夕層上’其中該氮化矽層 隔離區域兩側； 淺溝渠隔離區域内，其中該 邊緣與該淺溝渠隔離區域底 溝渠隔離區域之一第—部份 部份； 第礼化石夕層表面上， 表面； 藉以 第 及 部份以形成一Τ ί 字型淺 8.如申請專利範圍第7 ___ ’ ，其中上述形成讀第一氧

   d682^° 六、申請專利範圍 化矽層至少包含以化學氣相沉積法形成該第一氧化矽層。 9.如申請專利範圍第7項之方法，其中上述第一氧化矽層 的厚度約3 0 0〜5 0 0埃。 1 0.如申請專利範圍第7項之方法，其中上述蝕刻該第一部 份該氮化層至少包含使用一濕#刻法敍刻該氮化^夕層。 11.如申請專利範圍第1 0項之方法，其中上述濕蝕刻該氮 化石夕層至少包含使用墙酸鞋刻法（Η 3P 0 4 D i p p i n g )敍刻該 氮化矽層。 1 2.如申請專利範圍第7項之方法，其中上述形成該第二氧 化矽層至少包含以化學氣相沉積法形成該第二氧化矽層。 1 3.如申請專利範圍第7項之方法，其中上述平坦化該第二 氧化矽層表面至少包含以化學機械研磨法平坦化該第二氧 化石夕層表面。

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