沟槽隔离结构的形成方法及介电膜的形成方法技术

本发明专利技术一实施方式提供了一种沟槽隔离结构的形成方法及介电膜的形成方法，该沟槽隔离结构的形成方法包括提供具有至少一沟槽的衬底；在所述沟槽内沉积介质材料；以及先通过臭氧再通过紫外光对所述介质材料进行固化处理，在所述沟槽内形成介质层。本发明专利技术一实施方式的沟槽隔离结构的形成方法，通过先使用臭氧、后使用紫外光对介质材料进行固化，可以降低固化过程中膜的体积变化产生的应力，从而防止衬底位错产生。

Forming method of trench isolation structure and dielectric film

【技术实现步骤摘要】
沟槽隔离结构的形成方法及介电膜的形成方法
本专利技术涉及半导体沟槽内介质层的形成，具体为一种不会使衬底结构产生影响的沟槽隔离结构的形成方法。
技术介绍
半导体工艺的发展对集成度提出了更高的要求，器件尺寸微缩对浅沟道隔离(STI)的空隙填充(gapfill)提出了更高的要求，传统的化学气相沉积(CVD)已经不能满足要求，可流动化学气相沉积(FCVD)工艺应运而生，该工艺不仅可以降低等离子对衬底产生的伤害，同时产生的膜密度(filmdensity)高且具有类流动性能，很容易填充深宽比高的孔隙。FCVD工艺的主要步骤包括沉积、固化，后续的退火使中间产物转化为例如SiO2，固化过程中沉积的膜经过初步的转化，其内部结构发生变化。沉积的膜经过不同方式的固化后得到的膜的结构不同，对衬底产生的影响也不同。其中，现有的固化方式分为：O3固化和UV固化。O3固化使膜结构发生变化，体积膨胀，退火后体积收缩产生位错；而UV固化使膜发生收缩产生位错，退火后体积膨胀，位错一旦产生无法恢复。因此，O3固化或UV固化以及退火后，膜结构变化导致产生不同的应力使衬底中产生一维缺陷-位错，位错的产生会使衬底噪音增加，直接影响器件敏感电路的工作信号，间接影响了器件的稳定性。
技术实现思路
本专利技术的一个主要目的在于提供一种沟槽隔离结构的形成方法，包括提供具有至少一沟槽的衬底；在所述沟槽内沉积介质材料；以及先通过臭氧再通过紫外光对所述介质材料进行固化处理，在所述沟槽内形成介质层。根据本专利技术一实施方式，在10～20℃的温度下对所述介质材料进行固化。根据本专利技术一实施方式，所述臭氧固化过程中，臭氧的流量为8000～12000sccm。根据本专利技术一实施方式，所述紫外光的波长为10～400nm。根据本专利技术一实施方式，在所述固化处理完成后进行退火工艺。根据本专利技术一实施方式，所述介质层为氧化硅层或氮氧化硅层。根据本专利技术一实施方式，在所述衬底上依次设置有氧化物层、氮化物层，所述沟槽贯穿所述氧化物层、所述氮化物层。根据本专利技术一实施方式，在所述氮化物层和所述介质层上形成二氧化硅层。本专利技术一实施方式进一步提供了一种介电膜的形成方法，包括：在衬底上沉积介质材料，以及；先通过臭氧再通过紫外光对所述介质材料进行固化，制得所述介电膜。本专利技术一实施方式的沟槽隔离结构的形成方法，通过先使用臭氧、后使用紫外光对介质材料进行固化，可以降低固化过程中膜的体积变化产生的应力，从而防止衬底位错产生。附图说明通过结合附图考虑以下对本专利技术的优选实施例的详细说明，本专利技术的各种目标、特征和优点将变得更加显而易见。附图仅为本专利技术的示范性图解，并非一定是按比例绘制。在附图中，同样的附图标记始终表示相同或类似的部件。其中：图1为本专利技术一实施方式的沟槽隔离结构的示意图；图2A至2F为本专利技术实施例的制备沟槽隔离结构的中间结构的过程示意图；图2G为本专利技术实施例的进行退火处理、沉积二氧化硅层的流程示意图；图3A为本专利技术实施例所制得的沟槽隔离结构的傅利叶红外光谱分析结果(FTIR)图；图3B为本专利技术实施例的无位错的衬底结构的示意图；图4为对比例1的进行退火处理、沉积二氧化硅层的流程示意图；图4A为对比例1所制得的沟槽隔离结构的傅利叶红外光谱分析结果(FTIR)图；图4B为有位错的图4、5结构中方框所示位置的衬底结构的示意图；图5为对比例2的进行退火处理、沉积二氧化硅层的流程示意图；图5A为对比例2所制得的沟槽隔离结构的傅利叶红外光谱分析结果(FTIR)图。具体实施方式体现本专利技术特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本专利技术能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本专利技术的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本专利技术。本专利技术一实施方式提供了一种以FCVD工艺形成介电膜的方法，包括在衬底上沉积介质材料，以及先通过臭氧再通过紫外光对介质材料进行固化以形成介电膜。本专利技术一实施方式的方法，通过先使用臭氧、后使用紫外光对介质材料进行固化，可以降低固化过程中膜的体积变化产生的应力，从而防止衬底位错产生。本专利技术一实施方式提供了一种沟槽隔离结构的形成方法，包括：提供具有至少一沟槽的衬底；在沟槽内沉积介质材料；以及先通过臭氧再通过紫外光对介质材料进行固化，形成介质层。固化过程中，若臭氧固化与紫外光固化同时进行会互相影响，具体而言，紫外光会降低臭氧的分解，臭氧会吸收紫外光使光源能量降低。本专利技术一实施方法的方法，通过先臭氧固化、后紫外光固化可消除上述影响。于一实施方式中，在衬底上还可设置依次叠置的氧化物层(例如二氧化硅层)、氮化硅层，一个或多个沟槽开设于氧化硅层、氮化硅层、衬底。于一实施方式中，在10～20℃的温度下对介质材料进行固化，例如固化温度可以是12℃、15℃、18℃等。若固化温度较高会造成臭氧固化反应剧烈，使薄膜本身变化太快，导致固化过程中膜的体积变化所产生的应力会过大，从而对所形成的膜造成影响。于一实施方式中，介质材料沉积后，将臭氧通入沉积室(腔体)内，使介质材料置于臭氧环境中进行固化。于一实施方式中，臭氧固化过程中，腔体内的压强可以为500～700torr，例如600torr；固化时间可以为200～240s；臭氧的流量可以为8000～12000sccm，例如10000sccm。于一实施方式中，臭氧固化过程中，腔体内还包括不活泼气体，例如氩气，氩气的流量可以为7000～9000sccm。于一实施方式中，臭氧固化、紫外光固化在同一腔体进行，这样可以减少腔体转换的时间以及转换中环境的不同对膜的影响。于一实施方式中，臭氧固化完成后，停止通入臭氧，开启紫外光进行紫外固化。于一实施方式中，用于紫外固化的紫外光的波长可以为10～400nm，优选为100～250nm。于一实施方式中，紫外固化过程中，腔体内的压强可以为40～60torr，例如50torr；固化时间可以为200～240s。于一实施方式中，紫外固化过程中，腔体内还包括不活泼气体，例如氩气，氩气的流量可以为25000～30000sccm。于一实施方式中，对臭氧、紫外固化后的介质层进行退火处理。通过依次使用臭氧、紫外光对介质材料进行固化，不仅可以降低固化过程中膜的体积变化产生的应力，还可降低之后的退火工艺对膜体积变化的影响。于一实施方式中，臭氧、紫外固化后，膜体积收缩介于5～10％；经最终退火后，膜体积收缩介于3～7％的收缩。于一实施方式中，退火工艺可在小于600℃的温度下进行，例如可在400～600℃的温度下进行。于一实施方式中，退火工艺在水蒸气中进行。于一实施方式中，所形成的介电膜/介质层为氧化硅膜/层或氮氧化硅膜/层。于一实施方式中，通过含硅前驱物和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种沟槽隔离结构的形成方法，包括：/n提供具有至少一沟槽的衬底；/n在所述沟槽内沉积介质材料；以及/n先通过臭氧再通过紫外光对所述介质材料进行固化处理，在所述沟槽内形成介质层。/n

【技术特征摘要】
1.一种沟槽隔离结构的形成方法，包括：
提供具有至少一沟槽的衬底；
在所述沟槽内沉积介质材料；以及
先通过臭氧再通过紫外光对所述介质材料进行固化处理，在所述沟槽内形成介质层。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，在10～20℃的温度下对所述介质材料进行固化。


3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述臭氧固化过程中，臭氧的流量为8000～12000sccm。


4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述紫外光的波长为10～400nm。


5.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述固化处理完成后进行退火工艺。


6.根据权利要求1所述的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：长鑫存储技术有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34