[发明专利]浅沟槽隔离结构的形成方法

说明书

本发明提供了一种浅沟槽隔离结构的形成方法，包括：提供衬底；刻蚀所述衬底，以形成沟槽；使用第一填充工艺，向所述沟槽内填充氧化物，直到填充的深度比所述沟槽的深度低250埃～350埃时停止填充；使用第二填充工艺，向剩余的所述沟槽内填充氧化物，其中，所述第二填充工艺的射频功率小于所述第一填充工艺的射频功率。使用射频功率较大的填充工艺填充大部分深度的沟槽，以使得填充能力强，减少空洞的产生。使用射频功率较低的填充工艺填充剩余的沟槽，可以减少颗粒缺陷的产生。最终，在形成浅沟槽隔离结构后，降低了颗粒缺陷的数量，从而提高了产品的良率，也减少了高密度等离子机台的保养成本。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其是涉及一种浅沟槽隔离结构的形成方法。

背景技术

浅沟槽隔离结构(shallow trench isolation，STI)的作用是对晶圆上的元器件进行隔离绝缘并进行后续的引线刻蚀或封装工艺，而元器件之间用刻蚀的沟槽隔开又可以彼此绝缘，因此浅沟槽隔离结构沟槽隔离结构作为元器件之间的隔离技术广泛应用于集成电路中。

现有技术在浅沟槽隔离结构的形成方法中，一般是在反应室内提供一衬底，利用掩膜、光刻和刻蚀等工艺在衬底上形成沟槽，再利用化学气相淀积(CVD)在浅沟槽中填入介电质，例如氧化硅，用化学机械研磨(CMP)的方法使晶片表面平坦化。其中，一般采用高密度等离子化学气相淀积法(High-Density-Plasma CVD，HDP-CVD)来填充氧化硅。HDP-CVD工艺是同时使用淀积用反应气体与溅射用的氢和氦等气体，以便同时进行淀积与溅射反应。在进行沟槽填充工艺时，HDP-CVD工艺中使用的反应气体包括淀积使用的反应气体硅烷(SiH4)及氧气(O2)，以及溅射用的气体氢气(H2)和氦气(He)。具体的形成方法请参照图1和图2，首先提供一衬底110，在衬底110的表面形成氧化物层120，在氧化物层120的表面形成氮化物层130，刻蚀氮化物层130、氧化物层120和部分衬底110，形成位于衬底110内的沟槽140，并且沟槽140贯穿氮化物层130和氧化物层120。其中，具体的尺寸参数在此不做赘述。接着，向沟槽140内填充氧化物形成浅沟槽隔离结构150，填充的氧化物再填充满沟槽140后继续沉积，以覆盖氮化物层130的表面。最后研磨氧化物的表面完成浅沟槽隔离结构150的制作。

然而，对90nm平台的半导体工艺的浅沟槽隔离结构而言，沟槽的深宽比则会达到4或更高。对于如此高深宽比的沟槽，为了能使得沟槽的填充能力更好，填充物不出现空洞的情况，往往填充填充物时的溅射率非常大。但是溅射率过大，又容易造成颗粒产生的问题，例如，喷嘴的颗粒等杂质被喷出，使得浅沟槽隔离结构的填充过程中出现颗粒污染。并且由于沉积氧化物速率慢，沉积时间较长，随着沉积时间的增加，颗粒缺陷增多。当颗粒缺陷达到一定高度时，不仅影响产品的良率，甚至可能使得产品出现早夭的情况；而且由于颗粒缺陷的问题，刻蚀机台的保养费用也非常高，浪费了大量的成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种浅沟槽隔离结构的形成方法，在形成浅沟槽隔离结构时，可以减少颗粒缺陷的产生。

为了达到上述目的，本发明提供了一种浅沟槽隔离结构的形成方法，包括：

提供衬底；

刻蚀所述衬底，以形成沟槽；

使用第一填充工艺，向所述沟槽内填充氧化物，直到填充的深度比所述沟槽的深度低250埃～350埃时停止填充；以及

使用第二填充工艺，向剩余的所述沟槽内填充氧化物，其中，所述第二填充工艺的射频功率小于所述第一填充工艺的射频功率。

可选的，在所述的浅沟槽隔离结构的形成方法中，所述衬底包括晶圆。

可选的，在所述的浅沟槽隔离结构的形成方法中，在刻蚀所述衬底，以形成沟槽之前，还包括：

在所述衬底的表面形成氧化物层；以及