专利名称：浅沟渠隔离结构的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种半导体组件的制造方法，特别是涉及一种浅沟渠隔离结构的制造方法及沟填方法。
背景技术：
随着半导体技术的进步，元件的尺寸也不断地缩小，为了防止相邻的元件之间发生短路的现象，因此元件与元件之间的隔离则变得相当重要。元件之间的隔离技术比较普遍的是区域硅氧化法(local oxidation ofsilicon， L0C0S)。然而，局部硅氧化法具有多项缺点，包括因产生应力所衍生出的相关问题，以及形成于隔离结构周围的鸟嘴区(bird's beak)等。因此，取而代之的方法为浅沟渠隔离 (shallow trench isolation, STI)结构工艺。传统的浅沟渠隔离结构是利用非等向性蚀刻的方法先在半导体基底中形成沟渠， 再在此沟渠中填入氧化物而形成，用以作为元件的隔离区。然而，随着集成电路集成度的提升，元件的尺寸也越作越小。当浅沟渠隔离结构随着集成电路集成度的提升而缩小化之后，伴随而来的问题就是因沟渠具有过高的深宽比 (aspect ratio)所产生氧化层填入沟渠内的沟填不完全的问题，从而使得最后所形成的浅沟渠隔离结构内会有孔洞产生。倘若在浅沟渠隔离结构内存在有孔洞，将会使得浅沟渠隔离结构的隔离能力恶化，进而造成元件漏电流或元件可靠度变差等问题。由此可见，上述现有的浅沟渠隔离技术在方法及使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般方法又没有适切的方法能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新的浅沟渠隔离结构的制造方法及沟填方法，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有的浅沟渠隔离技术存在的缺陷，而提供一种新的沟填方法，所要解决的技术问题是使其具有较佳的沟填能力，非常适于实用。本发明的另一目的在于，克服现有的浅沟渠隔离技术存在的缺陷，而提供一种新的浅沟渠隔离结构的制造方法，所要解决的技术问题是使其可以形成具有较佳隔离能力的浅沟渠隔离结构，从而更加适于实用。本发明的再一目的在于，克服现有的浅沟渠隔离技术存在的缺陷，而提供一种新的浅沟渠隔离结构的制造方法，所要解决的技术问题是使其可用以保护周边电路区，从而更加适于实用。本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种浅沟渠隔离结构的制造方法，包括下列步骤。首先，提供基底，基底上具有罩幕层，且在基底与罩幕层中具有沟渠。接着，在基底上形成第一介电层，第一介电层填满部分沟渠且覆盖沟渠侧壁，而在位于沟渠中的第一介电层中形成开口。然后，在位于开口底部的第一介电层上形成阻挡层。接下来，以阻挡层为罩幕，移除覆盖沟渠侧壁的第一介电层。之后，移除阻挡层。再者，在第一介电层上形成填满沟渠的第二介电层。本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。前述的浅沟渠隔离结构的制造方法，其中所述的罩幕层包括垫氧化层及硬罩幕层。垫氧化层设置于基底上。硬罩幕层设置于垫氧化层上。前述的浅沟渠隔离结构的制造方法，其中所述的罩幕层更包括导体层，设置于垫氧化层与硬罩幕层之间。前述的浅沟渠隔离结构的制造方法，其中所述的导体层的材料例如是掺杂多晶娃。前述的浅沟渠隔离结构的制造方法，其中所述的第一介电层的形成方法例如是高密度等离子体化学气相沉禾只法(high density plasma chemicalvapor depositon, HDPCVD)、次大气压未掺杂硅玻璃(sub-atmosphericundoped silicon glass, SAUSG)工艺、 高深宽比沟填工艺(high aspectratio process, HARP)或旋涂式玻璃(spin-on-glass， S0G)工艺。前述的浅沟渠隔离结构的制造方法，其中所述的沟渠具有第一高度，而第一介电层填满沟渠的部分具有第二高度，且第一高度例如是高于第二高度。前述的浅沟渠隔离结构的制造方法，其中所述的第二高度例如是第一高度的0. 3 倍至0.7倍。前述的浅沟渠隔离结构的制造方法，其中所述的阻挡层的形成方法包括下列步骤。首先，在第一介电层上形成有机材料层，且有机材料层填满开口。接着，以罩幕层为研磨终止层，进行一个化学机械研磨工艺，以移除部分有机材料层。然后，对有机材料层进行一个回蚀刻工艺，以移除部分有机材料层。前述的浅沟渠隔离结构的制造方法，其中所述的阻挡层的形成方法包括下列步骤。首先，在第一介电层上形成有机材料层，且有机材料层填满开口。接着，对有机材料层进行一个回蚀刻工艺，以移除部分有机材料层。前述的浅沟渠隔离结构的制造方法，其中所述的有机材料层的材料例如是光阻或有机介电层。前述的浅沟渠隔离结构的制造方法，其中覆盖沟渠侧壁的第一介电层的移除方法例如是回蚀刻法。前述的浅沟渠隔离结构的制造方法，其中所述的阻挡层的移除方法例如是干式蚀刻法或湿式蚀刻法。前述的浅沟渠隔离结构的制造方法，其中所述的第二介电层的形成方法例如是高密度等离子体化学气相沉积法、次大气压未掺杂硅玻璃工艺、高深宽比沟填工艺或旋涂式玻璃工艺。本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种浅沟渠隔离结构的制造方法，包括下列步骤。提供基底，基底包括元件密集区及元件疏松区，且在元件密集区的基底上具有罩幕层，且在基底与罩幕层中具有沟渠。接着，在基底上形成第一介电层，第一介电层填满部分沟渠且覆盖沟渠侧壁，而在位于沟渠中的第一介电层中形成开口。然后，在第一介电层上形成阻挡层，而元件密集区中的阻挡层只位于开口底部的第一介电层上，且元件疏松区中的阻挡层的厚度大于元件密集区中的阻挡层的厚度。接下来，以阻挡层为罩幕，移除覆盖沟渠侧壁的第一介电层。之后，移除阻挡层。再者， 在第一介电层上形成填满沟渠的第二介电层。本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。前述的浅沟渠隔离结构的制造方法，其中所述的罩幕层包括垫氧化层及硬罩幕层。垫氧化层设置于基底上。硬罩幕层设置于垫氧化层上。前述的浅沟渠隔离结构的制造方法，其中所述的罩幕层更包括导体层，设置于垫氧化层与硬罩幕层之间。前述的浅沟渠隔离结构的制造方法，其中所述的导体层的材料例如是掺杂多晶娃。前述的浅沟渠隔离结构的制造方法，其中所述的第一介电层的形成方法例如是高密度等离子体化学气相沉积法、次大气压未掺杂硅玻璃工艺、高深宽比沟填工艺或旋涂式玻璃工艺。前述的浅沟渠隔离结构的制造方法，其中所述的沟渠具有第一高度，而第一介电层填满沟渠的部分具有第二高度，且第一高度例如是高于第二高度。前述的浅沟渠隔离结构的制造方法，其中所述的第二高度例如是第一高度的0. 3 倍至0.7倍。前述的浅沟渠隔离结构的制造方法，其中所述的阻挡层的形成方法包括下列步骤。首先，在第一介电层上形成光阻层，且光阻层填满开口。接着，对该光阻层进行微影工艺，以移除元件密集区中的部分光阻层。前述的浅沟渠隔离结构的制造方法，更包括在进行微影工艺之后，对阻挡层进行一个回蚀刻工艺。前述的浅沟渠隔离结构的制造方法，其中所述的阻挡层的形成方法包括下列步骤。首先，在第一介电层上形成有机介电层，且有机介电层填满开口。接着，在有机介电层上形成图案化光阻层，而图案化光阻层暴露出元件密集区中的有机介电层且覆盖元件疏松区的有机介电层。然后，以图案化光阻层为罩幕，移除元件密集区中的部分有机介电层。前述的浅沟渠隔离结构的制造方法，其中所述的元件密集区中的部分有机介电层的移除方法例如是回蚀刻法。前述的浅沟渠隔离结构的制造方法，其中覆盖沟渠侧壁的第一介电层的移除方法例如是回蚀刻法。前述的浅沟渠隔离结构的制造方法，其中所述的阻挡层的移除方法例如是干式蚀刻法或湿式蚀刻法。前述的浅沟渠隔离结构的制造方法，其中所述的第二介电层的形成方法例如是高密度等离子体化学气相沉积法、次大气压未掺杂硅玻璃工艺、高深宽比沟填工艺或旋涂式玻璃工艺。前述的浅沟渠隔离结构的制造方法，其中所述的元件密集区例如是记忆体阵列区，而元件疏松区例如是周边电路区。本发明的目的及解决其技术问题另外再采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种沟填方法，包括下列步骤。首先，提供基底，基底上具有图案层，且在图案层中具有沟渠。接着，在基底上形成第一材料层，第一材料层填满部分沟渠且覆盖沟渠侧壁，而在位于沟渠中的第一材料层中形成开口。然后，在位于开口底部的第一材料层上形成阻挡层。接下来，以阻挡层为罩幕，移除覆盖沟渠侧壁的第一材料层。之后，移除阻挡层。再者，在第一材料层上形成填满沟渠的第二材料层。本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。前述的沟填方法，例如是用于浅沟渠隔离工艺、层间介电层沟填工艺或金属导线沟填工艺。本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本发明浅沟渠隔离结构的制造方法及沟填方法至少具有下列优点及有益效果本发明由于是在形成第一材料层之后，会以阻挡层为罩幕，移除覆盖沟渠侧壁的第一材料层，以降低沟渠的深宽比，而使得第二材料层能有效地填满沟渠，因此此沟填方法具有较佳的沟填能力。另外，在本发明所提出的浅沟渠隔离结构的制造方法中，由于在形成第一介电层之后，会以阻挡层为罩幕，移除覆盖沟渠侧壁的第一介电层，所以可降低沟渠的深宽比，以使得第二介电层能有效地填满沟渠，因此所形成的浅沟渠隔离结构具有较佳的隔离能力， 进而可避免产生元件漏电流或元件可靠度变差等问题。此外，在本发明所提出的浅沟渠隔离结构的制造方法中，由于元件疏松区中的阻挡层的厚度大于元件密集区中的阻挡层的厚度，所以元件疏松区中的阻挡层可有效地保护元件疏松区中的元件不受到蚀刻工艺的伤害。综上所述，本发明是有关于一种浅沟渠隔离结构的制造方法及沟填方法。该浅沟渠隔离结构的制造方法，包括下列步骤首先，提供基底，基底上具有罩幕层，且在基底与罩幕层中具有沟渠。接着，在基底上形成第一介电层，第一介电层填满部分沟渠且覆盖沟渠侧壁，而在位于沟渠中的第一介电层中形成开口。然后，在位于开口底部的第一介电层上形成阻挡层。接下来，以阻挡层为罩幕，移除覆盖沟渠侧壁的第一介电层。之后，移除阻挡层。再者，形成填满沟渠的第二介电层。本发明在技术上有显著的进步，具有明显的积极效果，诚为一新颖、进步、实用的新设计。上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段， 而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
图1是本发明的一实施例的沟填方法的流程图。图2A至图2E是本发明的一实施例的浅沟渠隔离结构的制造流程的剖面图。图3A至图3E是本发明的另一实施例的浅沟渠隔离结构的制造流程的剖面图。图4A至图4E是本发明的另一实施例的浅沟渠隔离结构的制造流程的剖面图。100,200,300 基底102、206、306 罩幕层104,208,308 沟渠106、210、310 垫氧化层108、212、312 硬罩幕层110、214、214 导体层
112、216、316 第一介电层114、218、218 开口116:有机材料层118、222、3M 阻挡层120、224、326 第二介电层122、226、328 浅沟渠隔离结构202,302 元件密集区204、304 元件疏松区220:光阻层320:有机介电层322:图案化光阻层D1、D1'、D2、D2'、D3、D4:厚度Hl 第一高度H2 第二高度H3:第三高度H4:第四高度H5 第五高度H6 第六高度S100、S102、S104、S106、S108、SllO 步骤标号
具体实施例方式为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的浅沟渠隔离结构的制造方法及沟填方法其具体实施方式
、方法、步骤、特征及其功效，详细说明如后。有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中将可清楚呈现。通过具体实施方式
的说明，当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效获得一更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。图1是本发明的一实施例的沟填方法的流程图。请参阅图1所示，首先，进行步骤S100，提供基底，基底上具有图案层，且在图案层中具有沟渠。图案层可为任何具有图案的膜层，如罩幕层等。接着，进行步骤S102，在基底上形成第一材料层，第一材料层填满部分沟渠且覆盖沟渠侧壁，而在位于沟渠中的第一材料层中形成开口。第一材料层的材料例如是介电材料或导电材料，可依照在沟渠中所要形成的构件而定。然后，进行步骤S104，在位于开口底部的第一材料层上形成阻挡层，用以保护位于阻挡层下方的第一材料层。接下来，进行步骤S106，以阻挡层为罩幕，移除覆盖沟渠侧壁的第一材料层，以降低位于沟渠的深宽比。之后，进行步骤S108，移除阻挡层。再者，进行步骤S110，在第一材料层上形成填满沟渠的第二材料层。第二材料层的材料例如是介电材料或导电材料，可依照在沟渠中所要形成的构件而定。上述实施例的沟填方法可用于浅沟渠隔离工艺、层间介电层沟填工艺或金属导线沟填工艺。基于上述实施例可知，在本发明的一实施例所提出的沟填方法中，在形成第一材料层之后，会以阻挡层为罩幕，移除覆盖沟渠侧壁的第一材料层，以降低沟渠的深宽比，所以第二材料层能有效地填满沟渠，而使得上述沟填方法具有较佳的沟填能力。以下，以制造浅沟渠隔离结构的实施例为例，详细地说明上述沟填方法的应用方式。
图2A至图2E是本发明的一实施例的浅沟渠隔离结构的制造流程的剖面图。首先，请参阅图2A所示，提供基底100，基底100上具有罩幕层102，且在基底100 与罩幕层102中具有沟渠104。基底100例如是硅基底。罩幕层102可包括垫氧化层106 及硬罩幕层108。垫氧化层106设置于基底100上。硬罩幕层108设置于垫氧化层106上。 此外，罩幕层102更可选择性地包括导体层110，设置于垫氧化层106与硬罩幕层108之间。 垫氧化层106的材料例如是氧化硅。硬罩幕层108的材料例如是氮化硅。导体层110的材料例如是掺杂多晶硅。当导体层110的材料为掺杂多晶硅时，导体层110可经由后续工艺形成浮置栅极，而垫氧化层106可作为穿隧介电层使用。接着，在基底100上形成第一介电层112，第一介电层112填满部分沟渠104且覆盖沟渠104侧壁，而在位于沟渠104中的第一介电层112中形成开口 114，且在第一介电层 112中例如是不存在包覆于其中的孔洞。其中，第一介电层112更可覆盖罩幕层102。第一介电层112的材料例如为氧化硅。第一介电层112的形成方法例如是高密度等离子体化学气相沉积法、次大气压未掺杂硅玻璃工艺、高深宽比沟填工艺或旋涂式玻璃工艺。举例来说，第一介电层112可经由进行单一道高密度等离子体化学气相沉积工艺所形成，也可是经由重复进行高密度等离子体化学气相沉积工艺及蚀刻工艺所形成。此外，沟渠104具有第一高度H1，而第一介电层112填满沟渠104的部分具有第二高度H2。第一高度Hl例如是高于第二高度H2，且第二高度H2例如是第一高度Hl的0. 3倍至0. 7倍。然后，请参阅图2B所示，在第一介电层112上形成有机材料层116，且有机材料层 116填满开口 114。有机材料层116的材料例如是光阻或有机介电层。有机材料层116的厚度例如是1500埃至10000埃。有机材料层116的形成方法例如是涂布法，如旋转涂布法。接下来，请参阅图2C所示，以罩幕层102为研磨终止层，进行一个化学机械研磨工艺，以移除部分有机材料层116。在进行化学机械研磨工艺时，可一并移除覆盖罩幕层102 的上表面的第一介电层112。之后，请参阅图2D所示，对有机材料层116进行一个回蚀刻工艺，以移除部分有机材料层116，而在位于开口 114底部的第一介电层112上形成阻挡层118，用以保护位于阻挡层118下方的第一介电层112。直至形成阻挡层118为止，所移除的有机材料层116的厚度例如是1000埃至9500埃。在本实施例中，虽然是以上述方法形成阻挡层118，然而阻挡层118的形成方法并不限于此。举例来说，在本发明的另一实施例中，可对图2B中的有机材料层116进行回蚀刻工艺，而直接形成图2D中的阻挡层118，亦即可不需进行图2C中的化学机械研磨工艺。再者，以阻挡层118为罩幕，移除覆盖沟渠104侧壁的第一介电层112，同时可移除残留在罩幕层102上的第一介电层112，以降低位于沟渠104的深宽比。覆盖沟渠104侧壁的第一介电层112的移除方法例如是回蚀刻法。随后，请参阅图2E所示，移除阻挡层118，以暴露出第一介电层112。阻挡层118 的移除方法例如是干式蚀刻法或湿式蚀刻法。再者，在第一介电层112上形成填满沟渠104的第二介电层120，且第一介电层 112与第二介电层120形成浅沟渠隔离结构122。第二介电层120的材料例如是氧化硅。第二介电层120的形成方法例如是利用如高密度等离子体化学气相沉积法、次大气压未掺杂硅玻璃工艺、高深宽比沟填工艺或旋涂式玻璃工艺等方法先形成覆盖罩幕层102及第一介
8电层112的第二介电材料层(未绘示)，再利用如化学机械研磨法等方法移除位于沟渠104 以外的第二介电材料层而形。其中，第二介电材料层可经由进行单一道高密度等离子体化学气相沉积工艺所形成，也可以经由重复进行高密度等离子体化学气相沉积工艺及蚀刻工艺所形成。基于上述实施例可知，由于在形成第一介电层112之后，会以阻挡层118为罩幕， 移除覆盖沟渠104侧壁的第一介电层112，所以可降低沟渠104的深宽比，以使得第二介电层120能有效地填满沟渠104。因此，可防止在所形成的浅沟渠隔离结构122中形成孔洞， 使浅沟渠隔离结构122具有较佳的隔离能力，进而可避免因浅沟渠隔离结构122的品质不佳而产生的元件漏电流或元件可靠度变差等问题。图3A至图3E是本发明的另一实施例的浅沟渠隔离结构的制造流程的剖面图。首先，请参阅图3A所示，提供基底200，基底200包括元件密集区202及元件疏松区204，且在元件密集区202的基底200上具有罩幕层206，且在基底200与罩幕层206中具有沟渠208。元件密集区202例如是记忆体阵列区，而元件疏松区204例如是周边电路区。基底200例如是硅基底。罩幕层206可包括垫氧化层210及硬罩幕层212。垫氧化层 210设置于基底200上。硬罩幕层212设置于垫氧化层210上。此外，罩幕层206更可选择性地包括导体层214，设置于垫氧化层210与硬罩幕层212之间。垫氧化层210的材料例如是氧化硅。硬罩幕层212的材料例如是氮化硅。导体层214的材料例如是掺杂多晶硅。当导体层214的材料为掺杂多晶硅时，导体层214可经由后续工艺形成浮置栅极，而垫氧化层 210可作为穿隧介电层使用。接着，在基底200上形成第一介电层216，第一介电层216填满部分沟渠208且覆盖沟渠208侧壁，而在位于沟渠208中的第一介电层216中形成开口 218，且在第一介电层 216中例如是不存在包覆于其中的孔洞。其中，第一介电层216更可覆盖罩幕层206。第一介电层216的材料例如氧化硅。第一介电层216的形成方法例如是高密度等离子体化学气相沉积法、次大气压未掺杂硅玻璃工艺、高深宽比沟填工艺或旋涂式玻璃工艺。举例来说， 第一介电层216可经由进行单一道高密度等离子体化学气相沉积工艺所形成，也可是经由重复进行高密度等离子体化学气相沉积工艺及蚀刻工艺所形成。此外，沟渠208具有第三高度H3，而第一介电层216填满沟渠208的部分具有第四高度H4。第三高度H 3例如是高于第四高度H4，且第四高度H4例如是第三高度H3的0. 3倍至0. 7倍。然后，请参阅图;3B所示，在第一介电层216上形成光阻层220，且光阻层220填满开口 218。光阻层220的厚度例如是1500埃至10000埃。光阻层220的形成方法例如是涂布法，如旋转涂布法。接下来，请参阅图3C所示，对光阻层200进行一个微影工艺，以移除元件密集区 202中的部分光阻层220，而在第一介电层216上形成阻挡层222，用以保护位于阻挡层222 下方的第一介电层216。元件密集区202中的阻挡层222只位于开口 218底部的第一介电层216上，且元件疏松区204中的阻挡层222的厚度Dl大于元件密集区202中的阻挡层 220的厚度D2。之后，请参阅图3D所示，可选择性地对阻挡层222进行一个回蚀刻工艺，以调整阻挡层222的厚度，例如是将厚度Dl及厚度D2分别调整为厚度Dl'及厚度D2'，其中厚度 Dl'大于厚度D2'。直至形成阻挡层222为止，所移除的光阻层220的厚度例如是1000埃至9500埃。在本实施例中，虽然是以上述方法形成阻挡层222，然而阻挡层222的形成方法并不限于此。再者，以阻挡层222为罩幕，移除覆盖沟渠208侧壁的第一介电层216，同时可一并移除覆盖沟渠208上表面的第一介电层216，以降低位于沟渠208的深宽比。覆盖沟渠208 侧壁的第一介电层216的移除方法例如是回蚀刻法。随后，请参阅图3E所示，移除阻挡层222，以暴露出第一介电层216。阻挡层222 的移除方法例如是干式蚀刻法或湿式蚀刻法。再者，形成填满沟渠208的第二介电层224，且第一介电层216与第二介电层224 形成浅沟渠隔离结构226。第二介电层224的材料例如是氧化硅。第二介电层224的形成方法例如是利用如高密度等离子体化学气相沉积法、次大气压未掺杂硅玻璃工艺、高深宽比沟填工艺或旋涂式玻璃工艺等方法先形成覆盖罩幕层206及第一介电层216的第二介电材料层(未绘示)，再利用如化学机械研磨法等方法移除位于沟渠208以外的第二介电材料层而形成。其中，第二介电材料层可经由进行单一道高密度等离子体化学气相沉积工艺所形成，也可是经由重复进行高密度等离子体化学气相沉积工艺及蚀刻工艺所形成。基于上述实施例可知，由于在形成第一介电层216之后，会以阻挡层222为罩幕， 移除覆盖沟渠208侧壁的第一介电层216，所以可降低沟渠208的深宽比，以使得第二介电层224能有效地填满沟渠208，且不在浅沟渠隔离结构226中产生孔洞，因此所形成的浅沟渠隔离结构2 具有较佳的隔离能力。此外，由于元件疏松区204中的阻挡层222的厚度Dl (或Dl ‘)大于元件密集区 202中的阻挡层222的厚度D2(或D2')，所以元件疏松区204中的阻挡层222可有效地保护元件疏松区204中位于阻挡层222下方的元件(未绘示)不受到蚀刻工艺的伤害。图4A至图4E是本发明的另一实施例的浅沟渠隔离结构的制造流程的剖面图。首先，请参阅图4A所示，提供基底300，基底300包括元件密集区302及元件疏松区304，且在元件密集区302的基底300上具有罩幕层306，且在基底300与罩幕层306中具有沟渠308。元件密集区302例如是记忆体阵列区，而元件疏松区304例如是周边电路区。基底300例如是硅基底。罩幕层306可包括垫氧化层310及硬罩幕层312。垫氧化层 310设置于基底300上。硬罩幕层312设置于垫氧化层310上。此外，罩幕层306更可选择性地包括导体层314，设置于垫氧化层310与硬罩幕层312之间。垫氧化层310的材料例如是氧化硅。硬罩幕层312的材料例如是氮化硅。导体层314的材料例如是掺杂多晶硅。当导体层314的材料为掺杂多晶硅时，导体层314可经由后续工艺形成浮置栅极，而垫氧化层 310可作为穿隧介电层使用。接着，在基底300上形成第一介电层316，第一介电层316填满部分沟渠308且覆盖沟渠308侧壁，而在位于沟渠308中的第一介电层316中形成开口 318，且在第一介电层 316中例如是不存在包覆于其中的孔洞。其中，第一介电层316更可覆盖罩幕层306。第一介电层316的材料例如氧化硅。第一介电层316的形成方法例如是高密度等离子体化学气相沉积法、次大气压未掺杂硅玻璃工艺、高深宽比沟填工艺或旋涂式玻璃工艺。举例来说， 第一介电层316可经由进行单一道高密度等离子体化学气相沉积工艺所形成，也可是经由重复进行高密度等离子体化学气相沉积工艺及蚀刻工艺所形成。此外，沟渠308具有第五高度H5，而第一介电层316填满沟渠308的部分具有第六高度H6。第五高度H5例如是高于第六高度H6，且第六高度H6例如是第五高度H5的0. 3倍至0. 7倍。然后，请参阅图4B所示，在第一介电层316上形成有机介电层320，且有机介电层 320填满开口 318。有机介电层320的厚度例如是1500埃至10000埃。有机介电层320的形成方法例如是涂布法，如旋转涂布法。继之，在有机介电层320上形成图案化光阻层322，而图案化光阻层322暴露出元件密集区302中的有机介电层320且覆盖元件疏松区304的有机介电层320。接下来，请参阅图4C所示，以图案化光阻层322为罩幕，移除元件密集区302中的部分有机介电层320，而在第一介电层316上形成阻挡层324，用以保护位于阻挡层3M下方的第一介电层316。元件密集区302中的阻挡层3M只位于开口 318底部的第一介电层 316上，且元件疏松区304中的阻挡层324的厚度D3大于元件密集区302中的阻挡层324 的厚度D4。元件密集区302中的部分有机介电层320的移除方法例如是回蚀刻法。直至形成阻挡层324为止，所移除的有机介电层320的厚度例如是1000埃至9500埃。在本实施例中，虽然是以上述方法形成阻挡层324，然而阻挡层324的形成方法并不限于此。之后，请参阅图4D所示，以阻挡层3 为罩幕，移除覆盖沟渠308侧壁的第一介电层316，同时可一并移除覆盖沟渠308上表面的第一介电层316，以降低位于沟渠308的深宽比。覆盖沟渠308侧壁的第一介电层316的移除方法例如是回蚀刻法。随后，请参阅图4E所示，移除图案化光阻层322。图案化光阻层322的移除方法例如是干式蚀刻法。接着，移除阻挡层324，以暴露出第一介电层316。阻挡层324的移除方法例如是干式蚀刻法或湿式蚀刻法。再者，在第一介电层316上形成填满沟渠308的第二介电层326，且第一介电层 316与第二介电层3 形成浅沟渠隔离结构328。第二介电层3 的材料例如是氧化硅。第二介电层326的形成方法例如是利用如高密度等离子体化学气相沉积法、次大气压未掺杂硅玻璃工艺、高深宽比沟填工艺或旋涂式玻璃工艺等方法先形成覆盖罩幕层306及第一介电层316的第二介电材料层(未绘示)，再利用如化学机械研磨法等方法移除位于沟渠308 以外的第二介电材料层而形成。其中，第二介电材料层可经由进行单一道高密度等离子体化学气相沉积工艺所形成，也可是经由重复进行高密度等离子体化学气相沉积工艺及蚀刻工艺所形成。同样地，由于在形成第一介电层316之后，会以阻挡层324为罩幕，移除覆盖沟渠 308侧壁的第一介电层316，所以可降低沟渠308的深宽比，以使得第二介电层326能有效地填满沟渠308，且不在浅沟渠隔离结构328中产生孔洞，因此可形成具有较佳的隔离能力的浅沟渠隔离结构328。此外，由于元件疏松区304中的阻挡层324的厚度D3大于元件密集区302中的阻挡层324的厚度D4，所以元件疏松区304中的阻挡层3M有可防止元件疏松区304中位于阻挡层3M下方的元件(未绘示)在蚀刻工艺中受到伤害。综上所述，本发明的实施例至少具有下列优点1.本发明的实施例所提出的沟填方法具有较佳的沟填能力。2.本发明的实施例所提出的浅沟渠隔离结构的制造方法可制作出具有较佳隔离能力的浅沟渠隔离结构。
3.本发明的实施例所提出的浅沟渠隔离结构的制造方法可有效地保护元件疏松区中的元件不受到蚀刻工艺的伤害。以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
权利要求
1.一种浅沟渠隔离结构的制造方法，其特征在于其包括以下步骤提供一基底，该基底上具有一罩幕层，且在该基底与该罩幕层中具有一沟渠； 在该基底上形成一第一介电层，该第一介电层填满部分该沟渠且覆盖该沟渠侧壁，而在位于该沟渠中的该第一介电层中形成一开口；在位于该开口底部的该第一介电层上形成一阻挡层； 以该阻挡层为罩幕，移除覆盖该沟渠侧壁的该第一介电层； 移除该阻挡层；以及在该第一介电层上形成填满该沟渠的一第二介电层。
2.根据权利要求1所述的沟填方法及浅沟渠隔离结构的制造方法，其特征在于其中所述的罩幕层包括一垫氧化层，设置于该基底上；以及一硬罩幕层，设置于该垫氧化层上。
3.根据权利要求2所述的沟填方法及浅沟渠隔离结构的制造方法，其特征在于其中所述的罩幕层更包括一导体层，设置于该垫氧化层与该硬罩幕层之间。
4.根据权利要求3所述的沟填方法及浅沟渠隔离结构的制造方法，其特征在于其中所述的导体层的材料包括掺杂多晶硅。
5.根据权利要求1所述的沟填方法及浅沟渠隔离结构的制造方法，其特征在于其中所述的第一介电层的形成方法包括高密度等离子体化学气相沉积法、次大气压未掺杂硅玻璃工艺、高深宽比沟填工艺或旋涂式玻璃工艺。
6.根据权利要求1所述的沟填方法及浅沟渠隔离结构的制造方法，其特征在于其中所述的沟渠具有一第一高度，而该第一介电层填满该沟渠的部分具有一第二高度，且该第一高度高于该第二高度。
7.根据权利要求6所述的沟填方法及浅沟渠隔离结构的制造方法，其特征在于其中所述的第二高度为该第一高度的0. 3倍至0. 7倍。
8.根据权利要求1所述的沟填方法及浅沟渠隔离结构的制造方法，其特征在于其中所述的阻挡层的形成方法包括在该第一介电层上形成一有机材料层，且该有机材料层填满该开口 ；以该罩幕层为研磨终止层，进行一化学机械研磨工艺，以移除部分该有机材料层；以及对该有机材料层进行一回蚀刻工艺，以移除部分该有机材料层。
9.根据权利要求8所述的沟填方法及浅沟渠隔离结构的制造方法，其特征在于其中所述的有机材料层的材料包括光阻或有机介电层。
10.根据权利要求1所述的沟填方法及浅沟渠隔离结构的制造方法，其特征在于其中所述的阻挡层的形成方法包括在该第一介电层上形成一有机材料层，且该有机材料层填满该开口 ；以及对该有机材料层进行一回蚀刻工艺，以移除部分该有机材料层。
全文摘要
本发明是有关于一种浅沟渠隔离结构的制造方法及沟填方法。该浅沟渠隔离结构的制造方法包括下列步骤首先，提供基底，基底上具有罩幕层，且在基底与罩幕层中具有沟渠。接着，在基底上形成第一介电层，第一介电层填满部分沟渠且覆盖沟渠侧壁，而在位于沟渠中的第一介电层中形成开口。然后，在位于开口底部的第一介电层上形成阻挡层。接下来，以阻挡层为罩幕，移除覆盖沟渠侧壁的第一介电层。之后，移除阻挡层。再者，形成填满沟渠的第二介电层。
文档编号H01L21/311GK102479741SQ201010560610
公开日2012年5月30日 申请日期2010年11月23日 优先权日2010年11月23日
发明者杨令武, 杨大弘, 杨镇豪, 苏金达, 陈光钊, 骆统 申请人:旺宏电子股份有限公司