技术领域
[0001] 本
发明涉及集成
电路制造领域，特别涉及一种浅沟槽隔离的制作方法。
背景技术
[0002] 在先进的互补金属
氧化物
半导体（CMOS）产业中，器件的特征尺寸在不断缩小，构成电路的元件更加密集，那么电路间的有效绝缘隔离就变得更加重要。也就是
现有技术中的浅沟槽隔离（Shallow Trench Isolation，STI）就必须要具有较佳的绝缘性能。
[0003] 为了应对复杂区域的STI，现在已经研发出多种填充方法，比如采用
化学气相沉积（CVD）和等离子增强化学气相沉积（PECVD）等，另外还可以采用溅射工艺等，之后采用化学机械
研磨（CMP）工艺使表面平坦化。
[0004] 目前，对于45nm及以下
节点的CMOS制造工艺，可以使用次常压化学气相沉积工艺（SACVD），利用正
硅酸乙酯（TEOS）和臭氧（O3），在高深宽比（highaspect ratio process，HARP）方法下进行填充形成STI。
[0005] 请参考图1，首先在衬底1上形成凹槽，其中，所述衬底1的上表面形成有垫氧化层（pad oxide）2，所述垫氧化层2上形成有氮化硅层3，接着在凹槽的
侧壁和底壁上形成衬氧化层4，之后进行凹槽隙间填充（gap fill）工艺，在所述凹槽内淀积介质层5（通常为硅氧
薄膜），但是由于所述凹槽具有较高的深宽比（AR），如当AR>10，以及硅氧薄膜的本身性质，比如高温下容易收缩，以及其生长方向为自凹槽侧壁向中间生长，很容易就会在淀积的介质层5中形成接缝（seam）6，乃至形成孔隙（void）7。然而，硅氧薄膜密实度差，且具有较高的湿
刻蚀率，则在进行CMP工艺和清洗工艺之后，会受到较大的损害，也会形成孔洞，并在孔洞内形成杂质，导致连通沟槽的形成，这会对后续的
制造过程产生影响，使得器件
短路，降低良率。
发明内容
[0006] 本发明的目的在于提供一种浅沟槽隔离的制作方法，以解决现有技术中形成的浅沟槽隔离
质量差的问题。
[0007] 为解决上述技术问题，本发明提供一种浅沟槽隔离的制作方法，包括：
[0008] 提供衬底；
[0009] 在所述衬底中形成凹槽；
[0010] 在所述凹槽内淀积介质层，刻蚀部分所述介质层并对刻蚀后的介质层进行
等离子体处理；
[0011] 再次淀积介质层并进行刻蚀和等离子体处理，如此循环直至所述介质层中不存在接缝。
[0012] 可选的，对于所述的浅沟槽隔离的制作方法，所述等离子体处理为等离子态的一氧化二氮处理和等离子态的氩气处理。
[0013] 可选的，对于所述的浅沟槽隔离的制作方法，所述等离子态的一氧化二氮处理为：
[0014] 在压强0.65~7torr，功率50~2000w，氮气和/或氦气的氛围下，通入流量为50~2000sccm的一氧化二氮。
[0015] 可选的，对于所述的浅沟槽隔离的制作方法，所述等离子态的一氧化二氮处理持续时间为10~20s。
[0016] 可选的，对于所述的浅沟槽隔离的制作方法，所述等离子态的氩气处理为：
[0017] 在在压强0.65~7torr，功率50~2000w下，通入流量为50~2000sccm的氩气。
[0018] 可选的，对于所述的浅沟槽隔离的制作方法，所述等离子态的氩气处理持续时间为10~20s。
[0019] 可选的，对于所述的浅沟槽隔离的制作方法，所述等离子体处理过程中还通入氮气、
氨气、肼、氢气和氧气中的一种或多种。
[0020] 可选的，对于所述的浅沟槽隔离的制作方法，所述淀积介质层的方法为采用次常压化学气相沉积工艺。
[0021] 可选的，对于所述的浅沟槽隔离的制作方法，所述淀积介质层的方法为采用TEOS和O3反应形成。
[0022] 可选的，对于所述的浅沟槽隔离的制作方法，所述循环次数为5~10次。
[0023] 可选的，对于所述的浅沟槽隔离的制作方法，最后一次循环中进行淀积介质层和等离子体处理。
[0024] 可选的，对于所述的浅沟槽隔离的制作方法，所述刻蚀工艺为采用等离子态的氟进行刻蚀。
[0025] 可选的，对于所述的浅沟槽隔离的制作方法，所述衬底上形成有硬掩膜层，通过
光刻和刻蚀工艺
图案化所述硬掩膜层，并以图案化的硬掩膜层为掩膜，刻蚀所述衬底形成凹槽。
[0026] 可选的，对于所述的浅沟槽隔离的制作方法，所述硬掩膜层包括依次形成于所述衬底上的垫氧化层和氮化硅层。
[0027] 可选的，对于所述的浅沟槽隔离的制作方法，在所述凹槽内淀积介质层之前，在所述凹槽的侧壁和底壁上形成衬氧化层。
[0028] 与现有技术相比，在本发明提供的浅沟槽隔离的制作方法中，采用先在浅沟槽内淀积介质层，之后对所述介质层进行等离子体处理这一循环过程，能够使得所淀积的介质层更加密实，同时能够降低介质层的湿刻蚀率，从而避免了接缝和/或孔隙的形成，也避免了湿法清洗对介质层的侵蚀，大大的提高了STI的性能，有利于提高器件的性能和良率。
附图说明
[0029] 图1为现有工艺淀积的浅沟槽隔离的结构示意图；
[0030] 图2为本发明
实施例的浅沟槽隔离的制作方法的
流程图；
[0031] 图3~图9为本发明实施例的浅沟槽隔离的制作方法过程中器件剖面示意图。
具体实施方式
[0032] 以下结合附图和具体实施例对本发明提供的浅沟槽隔离的制作方法作进一步详细说明。根据下面说明和
权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
[0033] 请参考图2所提供的流程图及图3~图10所示的器件剖面示意图。
[0034] 如图3所示，提供衬底10，所述衬底10例如可以为硅衬底，所述衬底10的表面形成有一层垫氧化层11，在所述垫氧化层11上形成有一层氮化硅层12，可以利用化学气相沉积等方式形成所述垫氧化层11和氮化硅层12，较佳实施例中，所述氮化硅层12的厚度要比所述垫氧化层11的厚度厚，例如所述垫氧化层11的厚度可以为50~250埃，所述氮化硅层12的厚度可以为500~2000埃，所述垫氧化层11和氮化硅层12作为后续工艺的硬掩膜层。
[0035] 请参考图4，通过光刻工艺和刻蚀工艺图案化所述硬掩膜层（本实施例中是垫氧化层11和氮化硅层12），在所述硬掩膜层中形成一个或多个开口，之后在所述开口的
基础上刻蚀所述衬底10，形成凹槽20。接着，可以进行热氧化工艺，在所述凹槽20的侧壁和底壁上形成衬氧化层21。
[0036] 请参考图5，进行次常压化学气相沉积工艺（SACVD），利用正
硅酸乙酯（TEOS）和臭氧（O3）作为起始反应气体，在所述凹槽20中淀积介质层30，比如硅氧薄膜，所述介质层30
覆盖所述氮化硅层12，由于凹槽20的深宽比较高，甚至可达12及以上，其不可避免的会在介质层30中出现接缝31，甚至会有孔隙32出现，正如背景技术所述，这个问题如不解决会导致器件性能下降。
[0037] 请参考图6，刻蚀部分介质层，使得接缝和孔隙存在的部分介质层去除掉，本实施例采用氟的等离子体进行刻蚀。之后进行等离子体40处理所述刻蚀后的介质层30，具体为先采用等离子态一氧化二氮（N2O）进行处理，再采用等离子态的氩气（Ar）进行处理。
[0038] 其中所述等离子态的一氧化二氮处理为：在压强0.65~7torr，功率50~2000w，在氮气（N2）和/或氦气（He）的氛围下，通入流量为50~2000sccm的一氧化二氮。所述等离子态的一氧化二氮处理持续时间为10~20s，本实施例采用15s的处理时间。优选的，还可以通入以下气体：氮气、氨气（NH3）、肼（N2H4）、氢气（H2）和氧气（O2）中的一种或多种，显然的，上述气体也应当是等离子态的。在采用等离子态的一氧化二氮处理之后，转用等离子态的氩气进行处理。所述等离子态的氩气处理为：在压强0.65~7torr，功率50~2000w下，通入流量为50~2000sccm的氩气。所述等离子态的氩气处理持续时间为10~20s，本实施例采用15s的处理时间。
[0039] 经过上述等离子体处理，所述介质层30将变得较为密实，同时能够在其内注入氮（N），这能够使得介质层30的湿刻蚀率降低。
[0040] 请参考图7，在经过一次等离子体处理后，继续在刻蚀形成的空间中淀积介质层，这可采用上述的方法，此时介质层30还存在接缝31，其具体位于未经过等离子体处理的介质层中，如图中虚线所包含的部分，然而此时接缝将比第一次淀积形成介质层所产生的接缝小，同时也不容易形成孔隙，那么为了消除在本次淀积所形成的接缝31，再次进行刻蚀。请参考图8，采用与上述相同的含氟等离子体进行刻蚀，将包含接缝的部分介质层去除。之后，对刻蚀后的介质层进行等离子体处理，可采用如上所述的等离子体处理过程。
[0041] 如此重复进行“淀积→刻蚀→等离子体处理→淀积…”的循环过程，直至不再存在接缝，则介质层将得到大幅度的改善，从而避免前文所述的问题。通常循环5~10次，就能够使得介质层中不存在接缝（显然也将不存在孔隙），为了能够确保介质层的质量，本实施例在每次循环过程的进行等离子体处理时，所述等离子态的一氧化二氮处理和等离子态的氩气处理皆处理15s，当然，由于随着循环进行，也可酌情降低处理时间。
[0042] 本实施例循环6次后，得到如图9所示的结构，此时介质层30中不存在接缝，具有较佳的均匀性、致
密度和较低的湿刻蚀率（相比未采用本发明的处理方法）。需要说明的是，在最后一次淀积介质层后，即发现该次淀积介质层不存在接缝，就不需要进行刻蚀，直接进行等离子体处理即可。
[0043] 在完成介质层的淀积及等离子体处理之后，可进行现有的平坦化工艺，例如CMP工艺，以完成浅
沟道隔离的制作，本
申请对此不做赘述。
[0044] 上述实施例提供的浅沟槽隔离的制作方法中，采用先在浅沟槽内淀积介质层，之后对所述介质层进行等离子体处理这一循环过程，能够使得所淀积的介质层更加密实，同时能够降低介质层的湿刻蚀率，从而避免了接缝和/或孔隙的形成，也避免了湿法清洗对介质层的侵蚀，大大的提高了STI的性能，有利于提高器件的性能和良率。
[0045] 显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些
修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。
