TWI229371B - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

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Description

1229371 五、發明說明（1) 發明所屬之技術領域： 本發明係有關於製造半導體裝置之方法，若較詳細敘 述則係有關於一種製造半導體裝置之方法，於半導體隔離 (isolation )形成方法中，於半導體基板上形成適當深 度之溝渠（trench )，於此溝渠之内部使得絕緣膜充電之 淺溝渠隔離與深溝渠隔離之形成時，無其他蝕刻製程，而 藉由一次之#刻製程一直線形成於同一基板上。 先前技術： 隨著半導體裝置之集積度的增加亦有減少設計規則之 傾向。隨此’分離半導體裝置與半導體裝置之裝置分離膜 之尺寸亦以相同之比例縮小，然現存之L〇c〇s ( L〇cai
Oxidation of Silicon) 、SEP0X 、PSL 與PBL· 等之裝置分 離方法會大體達到臨界狀態。 為了解決此問題，為較強化之隔離技術之深溝渠隔離 (deep trench isolation ;以下稱為「DTi」）便有其必 要。 近來，為了分離半導體裝置與半導體裝置，合併使用 淺溝渠隔離（shallow trench isolation ;以下稱為 「SDI」）及DTI而形成裝置分離膜。 苐la至第lc圖係依序顯示習知之半導體裝置之裝置分 離膜之形成方法之剖面圖。 首先，如第la圖所示，於具有既定之下部構造之半導 體基板1 0上，塗佈第一感光膜2 〇後，為了形成複數個 ST I s 3 0而形成既定形狀之圖案，在得到具有既定形狀之第
1229371 ____ 五、發明說明（2) 一感光膜2 0後，以此作為遮罩，姓刻上述半導體基板1 q至 第一既定之深度，而形成複數個s τ I 3 〇於上述半導體基板 1 0内。 接著，如第lb圖所示，在除去具有跣定形狀之第一感 光膜20後，為了形成DTI於除去了上述第，感光膜20之結 果物上，而塗佈形成有既定圖案之第二感光膜40。 然後，利用形成有上述圖案之第二感光膜4 0作為遮 罩，進行較第一蝕刻製程更深之第二時製程蝕刻製程，而 形成DT I 5 0於結果物上之既定區域。 接著’如第lc圖所示，除去上述第二感光膜4〇而形成 STI30及DTI50於半導體基板1〇上。 但是’於上述第二蝕刻製程時，若第二感光膜4〇之圖 案與上述半導體基板1〇内所預先形成之STI 3〇之輪廓不相 同日守’STI30與DTI50會如「A」般的相互交叉而無法在一 直線上形成之問題產生。 此上由於在第一餘刻製程及第二I虫刻製程時所發生 之電漿’而會有損傷ST 130及DT 150之内部之問題。 發明内容： 發明所欲解決的課題·· 為了解決如此之問題點之本發明之目的係為提供 製造半導體裝置之方法，於半導體隔離（is〇lati〇n)形 成方法中，於半導體基板上形成適當深度之溝竿（忖 於此溝渠之内部使得絕緣膜充電之淺溝渠隔離與深溝 渠隔離之形成時，無其他蝕刻製程，而藉由一次之蝕刻掣
;不僅可以使得半導體隔離形 可以使得由於電漿之損傷最小 =日月之製造半導體裝置之方 構造之半導體基板；依序形 “氮化物膜及第一感光膜於上 光膜圖案化成具有既定形' 由以上述第-感光膜圖案。 虱化物膜及上述半導體基板= (trench isolation 除 第二光膜圖案於形成有結^物 後，進行氮化處理製程而形成 =壁；、及除去上述第二感光膜 程’成長被第二感光膜所覆蓋 部矽，而形成淺深溝渠隔離: 由氧化膜所形成。 由氮化膜所形成。 以使用50W〜3 0 0W之RF電力與〇· 製程中’電熱爐溫度較佳地係 式詳細說明本發明之較佳之實 1229371 五、發明說明（3) 程一直線形成於同一基板上 成製程最小化且單純化，亦； 化。 用以解決課題的手段： 為了達成上述之目的， 法包括：準備具有既定之下 成墊氧化膜（pad ox i de )、 述半導體基板上；將第一感 而形成第一感光膜圖案；藉 遮罩來蝕刻上述墊氧化膜、 形成弟一及第二深溝渠隔離 上述第一感光膜圖案再形成 上之第一深溝渠隔離之區域 阻障膜於第二深溝渠隔離之 圖案後，進行矽磊晶成長製 之第一深溝渠隔離區域之内 在此，上述阻障膜可以 此外，上述阻障膜可以 再者，上述氮化處理可 lm〜lOmTorr之壓力進行〇 再者，上述矽磊晶成長 維持為5 0 0〜1 1 0 0 °C而成長矽 實施方式： 以下，參照所附之之圖 ΙΗΙ 5142-5375-PF(Nl).ptd 第7頁 1229371 五、發明說明（4) 施型態之製造半導體裝置之方法。 第2a至第2c圖係依序顯示本發明之製造半導體裝置之 方法之剖面圖。 首先，如第2a圖所示，依序沉積墊氧化膜丨丨〇及氮化 膜120於半導體基板丨00上之後，為了形成深溝渠隔離形成 區域於上述氮化膜1 2 0上之既定區域而形成既定形狀之第 一感光膜，而形成第一感光膜圖案13〇。 然後，利用上述第一感光膜圖案1 30作為护置纟隹粁鈕 刻製程，而形成第一及第二深溝渠隔離（DT=。進二 於半導體基板内。 接著，如第2b圖所示，去除第一感光膜圖案後，於除 去了第一感光膜圖案之結果物之氮化膜12〇上形成了第二 感光膜後’為了具有第二既定形狀而進行圖案形成，而形 成具有第二既定形狀之第二感光膜圖案15〇。在此，上述 第一感光膜圖案150，於預先所形成之第一及第二深溝渠 隔離1 4 0、1 4 5中，僅殘存覆蓋於上述第一深溝渠隔離丨4 〇 之區域，而使得上述第二深溝渠隔離丨45之區域開放。 然後，於進行為了形成上述第一及第二深溝渠隔離 140、145之#刻製程之反應室内，將僅覆蓋以第二感光膜 圖案1 5 0而形成之淺溝渠隔離之區域之結果物在5 〇 w〜3 〇 〇 w 之RF電力及0· lm〜lOmTorr之壓力下供給氮氣而進行氮化處 理。 此時，透過上述氮化處理製程氮元素將進入沒有第二 感光膜圖案150所覆蓋之第二深溝渠隔離145區域之表面，
5142-5375-PF(Nl).ptd 第8頁 1229371 五、發明說明（5) 而形成阻障膜1 6 0於第二深溝渠隔離丨4 5區域之内壁。此 時，上述阻障膜1 6 0係由氧化膜或氮化膜所形成。 接著，如第2c圖所示，除去上述第二感光膜圖案（未 顯示）後’對除去了第二感光膜圖案之結果物以5 〇 〇〜丨丨〇 〇 t：之電熱爐進行矽磊晶成長製程之ESL (e；levateci Sl layer) ’藉由使知以上述弟二感光膜圖案所覆蓋之第一 深溝渠隔離140區域内部之矽成長至適合既定用途之高 度，而形成成長矽層1 7 0於第一深溝渠隔離（未顯示）之 内部，一直線形成淺溝渠隔離1 8 〇於與先前所形成之第二 深溝渠隔離1 4 5相同之基板上。 發明效果： 如上所述，若如本發明之製造半導體裝置之方法，於 半導體隔離形成方法中，於半導體基板上形成適當深度之 溝渠，於此溝渠之内部使得絕緣膜充電之淺溝渠隔離與深 溝渠隔離之形成時’無其他I虫刻製程，而藉由一次之|虫刻 製程一直線形成於同一基板上，不僅可以使得半導體隔離 形成製程最小化且單純化，亦可以使得由於電漿之損傷最 小化。 此外’由於不僅調節了上述深溝渠隔離區域之氮化處 理之程度也可以調節了圖場（f i e i d )及反應之面積，更 控制了石夕蠢晶成長製程之ESL製程也控制了圖場及反應之 面積，而可以確保對於各裝置之特性容易反應之區域及圖 場區域。
5142-5375-PF(Nl).ptd 第9頁 1229371 圖式簡單說明 第1 a至第1 c圖係依序顯示習知之製造半導體裝置之方 法之剖面圖；及 第2a至第2c圖係依序顯示本發明之製造半導體裝置之 方法之剖面圖。 符號說明： 1 0〜半導體基板； 20〜第一感光膜； ^ 30〜STI ; 40〜第二感光膜；
50〜DTI ; 1 0 0〜半導體基板； 110〜墊氧化膜（pad oxide); 1 2 0〜氮化物膜； 130〜第一感光膜圖案； 140〜第一深渠溝隔離（trench isolation); 1 4 5〜第二深渠溝隔離； 150〜第二感光膜圖案； 1 6 0〜阻障膜；
1 7 0〜成長石夕； 1 8 0〜淺溝渠隔離。
5142-5375-PF(Nl).ptd 第10頁

Claims (1)

1229371
ι —種製造半導體裝置之方法，包括下列步驟： 準備具有既定之下部構造之半導體基板； 依序形成墊氧化膜、氮化物膜及第一感光膜於上 基板上； 光膜：ί了感光膜圖案化成具有既定形狀，而形成第-感 藉，以上述第一感光膜圖案作為遮罩來蝕刻上述墊 渠隔離氮化物膜及上述半導體基板而形成第一及第二深溝
除去上述第一感光膜圖 有結果物上之第一深溝渠隔 程而形成阻障膜於第二深溝 除去上述第二感光膜圖 成長被第二感光膜所覆蓋之 石夕，而形成淺深溝渠隔離。 案再形成第二光膜圖案於形成 離之區域後，進行氮化處理製 渠隔離之内壁；及 案後，進行石夕蠢晶成長製程， 第一深溝渠隔離區域之内部 2·如申請專利範圍第丨項所述之製造半導體裝置 法，其中，上述阻障膜係由氧化膜所形成。 、3.如申請專利範圍第1項所述之製造半導體裝置 法其中，述阻障膜係由氣化膜所形成。
、4.如申明專利範圍第1項所述之製造半導體裝置之 法，其中，上述氮化處理時，在5〇w 3〇〇w之以電力 0.1m〜lOmTorr之壓力下進行。 ” 、5 ·如申明專利範圍第1項所述之製造半導體裝置之方 法其中上述矽磊晶成長製程中，電熱爐溫度係維持為
5142-5375-PF(Nl).ptd 第11頁 1229371 六、申請專利範圍 5 0 0〜1 1 0 0 °C的範圍來成長矽。 5142-5375-PF(Nl).ptd 第12頁
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