TWI654657B - 溝渠的形成方法 - Google Patents

Abstract

一種溝渠的形成方法，包括下列步驟。在基底的正面上形成第一氮化矽層，且在基底的背面上形成第二氮化矽層。在第一氮化矽層上形成保護層。移除第二氮化矽層。在移除第二氮化矽層之後，在基底的正面對保護層、第一氮化矽層與基底進行圖案化製程，而在基底中形成溝渠。

Description

溝渠的形成方法

本發明是有關於一種半導體製程，且特別是有關於一種溝渠的形成方法。

在半導體元件的製作過程中，為節省電路面積，常有將半導體組件形成在基底的深溝渠中的作法。由於深溝渠的深度很大，故通常須以氮化矽層作為硬罩幕層來進行定義。

在基底的正面上形成氮化矽層時，常會在基底背面上也形成氮化矽層。然而，位在基底背面上的氮化矽層所產生的應力會造成基底彎曲，而產生吸盤(chuck)吸不住基底或是曝光失敗等問題。如此一來，會使得機台當機，而導致製程週期時間(cycle time)增加。

本發明提出一種溝渠的形成方法，其可有效地防止基底彎曲。

本發明提供一種溝渠的形成方法，包括下列步驟。在基底的正面上形成第一氮化矽層，且在基底的背面上形成第二氮化矽層。在第一氮化矽層上形成保護層。移除第二氮化矽層。在移除第二氮化矽層之後，在基底的正面對保護層、第一氮化矽層與基底進行圖案化製程，而在基底中形成溝渠。

依照本發明的一實施例所述，在上述溝渠的形成方法中，更包括在第一氮化矽層形成之前，在基底的正面上形成第一介電層，且在第二氮化矽層形成之前，在基底的背面上形成第二介電層。

依照本發明的一實施例所述，在上述溝渠的形成方法中，第一介電層與第二介電層例如是在同一道沉積製程中形成。

依照本發明的一實施例所述，在上述溝渠的形成方法中，第一介電層與第二介電層的形成方法例如是熱氧化法或化學氣相沉積法。

依照本發明的一實施例所述，在上述溝渠的形成方法中，第一氮化矽層與第二氮化矽層例如是在同一道沉積製程中形成。

依照本發明的一實施例所述，在上述溝渠的形成方法中，第一氮化矽層與第二氮化矽層的形成方法例如是熱爐管法或化學氣相沉積法。

依照本發明的一實施例所述，在上述溝渠的形成方法中，保護層的材料例如是氧化矽或氮氧化矽。

依照本發明的一實施例所述，在上述溝渠的形成方法中，保護層的形成方法例如是化學氣相沉積法。

依照本發明的一實施例所述，在上述溝渠的形成方法中，第二氮化矽層的移除方法例如是濕蝕刻法。

依照本發明的一實施例所述，在上述溝渠的形成方法中，圖案化製程包括下列步驟。在保護層上形成圖案化光阻層。以圖案化光阻層為罩幕，移除部分保護層、部分第一氮化矽層與部分基底。

依照本發明的一實施例所述，在上述溝渠的形成方法中，部分保護層、部分第一氮化矽層與部分基底的移除方法例如是乾式蝕刻法。

依照本發明的一實施例所述，在上述溝渠的形成方法中，更包括移除圖案化光阻層。

依照本發明的一實施例所述，在上述溝渠的形成方法中，溝渠的深寬比(寬度：深度)的範圍例如是1：8至1：15。

依照本發明的一實施例所述，在上述溝渠的形成方法中，溝渠的寬度例如是1微米至2微米，且溝渠的深度例如是10微米至20微米。

依照本發明的一實施例所述，在上述溝渠的形成方法中，更包括在形成溝渠之後，移除保護層。

基於上述，在本發明所提出的溝渠的形成方法中，可在溝渠形成之前，就先移除位於基底背面的第二氮化矽層，所以可有效地防止基底彎曲，進而能夠避免吸盤吸不住基底或是曝光失敗等問題產生。因此，機台能夠順利地進行運作，所以可避免因機台當機而導致製程週期時間增加的情況發生。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖1A至圖1D為本發明一實施例的溝渠的製造流程剖面圖。

請參照圖1A，可選擇性地在基底100的正面100a上形成介電層102a，且可選擇性地在基底100的背面100b上形成介電層102b。基底100例如是半導體基底，如矽基底。介電層102a與介電層102b的材料例如是氧化矽，而可作為墊氧化層使用。介電層102a與介電層102b例如是在同一道沉積製程中形成。介電層102a與介電層102b的形成方法例如是熱氧化法或化學氣相沉積法。

在介電層102a上形成氮化矽層104a，且在介電層102b上形成氮化矽層104b。氮化矽層104a、104b可用以作為硬罩幕層使用。氮化矽層104a與氮化矽層104b例如是在同一道沉積製程中形成。氮化矽層104a與氮化矽層104b的形成方法例如是熱爐管法或化學氣相沉積法。

在氮化矽層104a上形成保護層106。保護層106可在後續進行的蝕刻製程中保護氮化矽層104a。保護層106的材料例如是氧化矽或氮氧化矽。保護層106的形成方法例如是化學氣相沉積法。

請參照圖1B，移除氮化矽層104b。氮化矽層104b的移除方法例如是以保護層106作為罩幕，藉由濕蝕刻法進行移除。在移除氮化矽層104b的過程中，保護層106可用以保護其下方的氮化矽層104a。濕蝕刻法所使用的蝕刻液例如是稀釋氫氟酸(DHF)加上磷酸(H₃ PO₄ )，但本發明並不以此為限。

在移除氮化矽層104b之後，在基底100的正面100a對保護層106、氮化矽層104a、介電層102a與基底100進行圖案化製程，而在基底100中形成溝渠108。溝渠108的深寬比(寬度：深度)的範圍例如是1：8至1：15。溝渠108的寬度例如是1微米至2微米，且溝渠108的深度例如是10微米至20微米。上述圖案化製程可包括下列步驟，但本發明並不以此為限。在保護層106上形成圖案化光阻層110。圖案化光阻層110例如是藉由進行微影製程而形成。以圖案化光阻層110為罩幕，移除部分保護層106、部分氮化矽層104a、部分介電層102a與部分基底100。部分保護層106、部分氮化矽層104a、部分介電層102a與部分基底100的移除方法例如是乾式蝕刻法。

在形成溝渠108之後，所述技術領域具有通常知識者可依照產品設計需求在溝渠108中形成所需要的半導體組件。以下，藉由在溝渠108中形成氧化矽層與多晶矽層來進行說明，但本發明並不以此為限。

請參照圖1C，移除圖案化光阻層110。圖案化光阻層110的移除方法例如是乾式去光阻法。可選擇性地移除保護層106。保護層106的移除方法例如是乾式蝕刻法或是濕式蝕刻法。

在氮化矽層104a上與溝渠108中形成氧化矽層112a，且在介電層102b上形成氧化矽層112b。氧化矽層112a、112b例如是在同一道沉積製程中形成。氧化矽層112a、112b的形成方法例如是先藉由熱爐管法形成多晶矽層，再對多晶矽層進行氧化。此外，氧化矽層112a、112b的形成方法亦可採用化學氣相沉積法。

在氧化矽層112a上形成填滿溝渠108的多晶矽層114a，且在氧化矽層112b上形成多晶矽層114b。多晶矽層114a、114b的材料例如是摻雜多晶矽或未摻雜多晶矽。多晶矽層114a、114b例如是在同一道沉積製程中形成。多晶矽層114a、114b的形成方法例如是熱爐管法或化學氣相沉積法。

請參照圖1D，移除溝渠108以外的多晶矽層114a、氧化矽層112a、氮化矽層104a與介電層102a，以在溝渠108中形成氧化矽層112c與多晶矽層114c。溝渠108以外的多晶矽層114a、氧化矽層112a、氮化矽層104a與介電層102a的移除方法例如是化學機械研磨法、回蝕刻法或是組合使用化學機械研磨法與回蝕刻法。

基於上述可知，在上述實施例所提出的溝渠108的形成方法中，可在溝渠108形成之前，藉由保護層106作為罩幕來移除位於基底100的背面100b的氮化矽層104b，因此不會發生由氮化矽層104b所產生的應力造成基底100彎曲的情況。如此一來，上述實施例的溝渠108的形成方法可有效地防止基底100彎曲，進而能夠避免吸盤吸不住基底100或是曝光失敗等問題產生。因此，機台能夠順利地進行運作，所以可避免因機台當機而導致製程週期時間增加的情況。

綜上所述，由於上述實施例提出的溝渠的形成方法可在溝渠形成之前，就先移除位於基底背面的氮化矽層，所以可有效地防止基底彎曲，使得機台能夠順利地進行運作，進而可避免因機台當機而導致製程週期時間增加的情況發生。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧基底

100a‧‧‧正面

100b‧‧‧背面

102a、102b‧‧‧介電層

104a、104b‧‧‧氮化矽層

106‧‧‧保護層

108‧‧‧溝渠

110‧‧‧圖案化光阻層

112a、112b、112c‧‧‧氧化矽層

114a、114b、114c‧‧‧多晶矽層

圖1A至圖1D為本發明一實施例的溝渠的製造流程剖面圖。

Claims (15)

1. 一種溝渠的形成方法，包括：在半導體基底的正面上形成第一氮化矽層，且在所述半導體基底的背面上形成第二氮化矽層；在所述第一氮化矽層上形成保護層；移除所述第二氮化矽層；以及在移除所述第二氮化矽層之後，在所述半導體基底的所述正面對所述保護層、所述第一氮化矽層與所述半導體基底進行圖案化製程，而在所述半導體基底中形成溝渠。
2. 如申請專利範圍第1項所述的溝渠的形成方法，更包括：在所述第一氮化矽層形成之前，在所述半導體基底的所述正面上形成第一介電層，且在所述第二氮化矽層形成之前，在所述半導體基底的所述背面上形成第二介電層。
3. 如申請專利範圍第2項所述的溝渠的形成方法，其中所述第一介電層與所述第二介電層是在同一道沉積製程中形成。
4. 如申請專利範圍第2項所述的溝渠的形成方法，其中所述第一介電層與所述第二介電層的形成方法包括熱氧化法或化學氣相沉積法。
5. 如申請專利範圍第1項所述的溝渠的形成方法，其中所述第一氮化矽層與所述第二氮化矽層是在同一道沉積製程中形成。
6. 如申請專利範圍第1項所述的溝渠的形成方法，其中所 述第一氮化矽層與所述第二氮化矽層的形成方法包括熱爐管法或化學氣相沉積法。
7. 如申請專利範圍第1項所述的溝渠的形成方法，其中所述保護層的材料包括氧化矽或氮氧化矽。
8. 如申請專利範圍第1項所述的溝渠的形成方法，其中所述保護層的形成方法包括化學氣相沉積法。
9. 如申請專利範圍第1項所述的溝渠的形成方法，其中所述第二氮化矽層的移除方法包括濕蝕刻法。
10. 如申請專利範圍第1項所述的溝渠的形成方法，其中所述圖案化製程包括：在所述保護層上形成圖案化光阻層；以及以所述圖案化光阻層為罩幕，移除部分所述保護層、部分所述第一氮化矽層與部分所述半導體基底。
11. 如申請專利範圍第10項所述的溝渠的形成方法，其中部分所述保護層、部分所述第一氮化矽層與部分所述半導體基底的移除方法包括乾式蝕刻法。
12. 如申請專利範圍第10項所述的溝渠的形成方法，更包括移除所述圖案化光阻層。
13. 如申請專利範圍第1項所述的溝渠的形成方法，其中所述溝渠的深寬比的範圍為1：8至1：15。
14. 如申請專利範圍第1項所述的溝渠的形成方法，其中所述溝渠的寬度為1微米至2微米，且所述溝渠的深度為10微米至20 微米。
15. 如申請專利範圍第1項所述的溝渠的形成方法，更包括在形成所述溝渠之後，移除所述保護層。