专利名称：沉积绝缘层于沟槽中的装置的制作方法
技术领域：
本发明系有关于一种半导体制程的装置，特别有关于一种沉积绝缘层于沟槽中的装置。
然而，请参照
图1，图1系习知做法的缺点示意图，对于具有窄开口(openspacing)及/或高深宽比(high aspect ratio)的沟槽，习知的做法会有在绝缘层19中产生孔洞20现象的发生，例如当该沟槽15的开口宽度小于0.15μm且/或深宽比大于4时，则目前的以一次高密度电浆化学气相沉积程序所沉积的绝缘层19就很容易会有孔洞20的发生，而影响浅沟槽隔离区的绝缘特性。另外，图1中的符号12系表示遮蔽层，符号10系表示半导体基底。
其中，该沉积绝缘层于沟槽中的装置可更包括一第一矽烷气供应源装置，连接该第一高密度电浆化学气相沉积室；一第一钝气供应源装置，连接该第一高密度电浆化学气相沉积室；一第一氧气供应源装置，连接该第一高密度电浆化学气相沉积室；以及一第一气体控制系统，位于该等第一气体供应源装置与该第一高密度电浆化学气相沉积室之间，用以控制该等第一气体进入该第一高密度电浆化学气相沉积室内的流量与时间。
其中，该沉积绝缘层于沟槽中的装置可又更包括一氢氟酸蒸气供应源装置，连接该氢氟酸蒸气蚀刻室；以及一氢氟酸蒸气控制系统，位于该氢氟酸蒸气供应源装置与该氢氟酸蒸气蚀刻室之间，用以控制该氢氟酸蒸气进入该氢氟酸蒸气蚀刻室内的流量与时间。
其中，该沉积绝缘层于沟槽中的装置可又再更包括一第二矽烷气供应源装置，连接该第二高密度电浆化学气相沉积室；一第二钝气供应源装置，连接该第二高密度电浆化学气相沉积室；一第二氧气供应源装置，连接该第二高密度电浆化学气相沉积室；以及一第二气体控制系统，位于该等第二气体供应源装置与该第二高密度电浆化学气相沉积室之间，用以控制该等第二气体进入该第二高密度电浆化学气相沉积室内的流量与时间。
依据上述本发明的沉积绝缘层于沟槽中的装置，由于在该氢氟酸蒸气蚀刻室形成残留在该沟槽底部的剩余的该第一绝缘层，因而降低了该沟槽原来的深宽比，使得在该第二高密度电浆化学气相沉积室能容易地达成无孔洞(void-free)沟槽的沉积制程。也就是在本发明的装置中能连续地进行沉积第一绝缘层、蚀刻部分该第一绝缘层及沉积第二绝缘层等制程，而容易地完成具有高深宽比且无孔洞的沟槽绝缘层的制程，并且能有效地避免制程中所可能产生的微粒子问题。
首先，请参照图2与图6，本发明提供一种沉积绝缘层于沟槽中的装置200，适用于处理如图6所示的在基底600中形成有沟槽610的晶圆201，其中符号620系表示遮蔽层图案。而该沉积绝缘层于沟槽中的装置200包括有一晶圆载入室(load)210，用以暂存该晶圆201。
然后，请参照图2与图7，该装置200包括有一第一高密度电浆化学气相沉积室220，邻设于该晶圆载入室210，用以对该晶圆201施行沉积一第一绝缘层710于该沟槽610中，但是并未填满该沟槽610。其中该第一绝缘层710例如是二氧化矽层。
然后，请参照图2与图8，该装置200包括有一氢氟酸蒸气蚀刻室230，邻设于该第一高密度电浆化学气相沉积室220，用以对该晶圆201施行去除部分该第一绝缘层710而形成残留在该沟槽底部的剩余的该第一绝缘层710’，并且露出位于剩余的该第一绝缘层710’上方的该沟槽610侧壁。
然后，请参照图2与图9，该装置200包括有一第二高密度电浆化学气相沉积室240，邻设于该氢氟酸蒸气蚀刻室230，用以对该晶圆201施行沉积一第二绝缘层910而填满该沟槽610。由于前述的残留在该沟槽610底部的剩余的该第一绝缘层710’，而降低该沟槽610原来的深宽比，因而容易达成无孔洞的沟槽沉积制程。其中该第二绝缘层910例如是二氧化矽层。
之后，请参照图2，再将已完成沟槽沉积制程的该晶圆201(如图9所示)传送至邻设于该第二高密度电浆化学气相沉积室240的一晶圆载出室(unload)250暂存。另外要说明的是，在图2中省略图示传送该晶圆201的传送装置。
接着，请参照图3，该沉积绝缘层于沟槽中的装置200可更包括一第一矽烷气(SiH4)供应源装置310，藉由输送管390连接该第一高密度电浆化学气相沉积室220；一例如是氦气(He)或氩气(Ar)的第一钝气供应源装置320，籍由输送管390连接该第一高密度电浆化学气相沉积室220；一第一氧气(O2)供应源装置330，藉由输送管390连接该第一高密度电浆化学气相沉积室220；以及一第一气体控制系统340，位于该等第一气体供应源装置310、320、330与该第一高密度电浆化学气相沉积室220之间，用以控制该等第一气体(矽烷气、钝气、氧气)进入该第一高密度电浆化学气相沉积室220内的流量与时间。
接着，请参照图4，该沉积绝缘层于沟槽中的装置200可又更包括一氢氟酸蒸气供应源装置410，籍由输送管490连接该氢氟酸蒸气蚀刻室230；以及一氢氟酸蒸气控制系统420，位于该氢氟酸蒸气供应源装置410与该氢氟酸蒸气蚀刻室230之间，用以控制该氢氟酸蒸气进入该氢氟酸蒸气蚀刻室230内的流量与时间。
接着，请参照图5，该沉积绝缘层于沟槽中的装置200可又再更包括一第二矽烷气供应源装置510，藉由输送管590连接该第二高密度电浆化学气相沉积室240；一例如是氦气或氩气的第二钝气供应源装置520，藉由输送管590连接该第二高密度电浆化学气相沉积室240；一第二氧气供应源装置530，藉由输送管590连接该第二高密度电浆化学气相沉积室240；以及一第二气体控制系统540，位于该等第二气体供应源装置510、520、530与该第二高密度电浆化学气相沉积室240之间，用以控制该等第二气体(矽烷气、钝气、氧气)进入该第二高密度电浆化学气相沉积室240内的流量与时间。
依据上述本发明的沉积绝缘层于沟槽中的装置200，由于在该氢氟酸蒸气蚀刻室230形成残留在该沟槽底部的剩余的该第一绝缘层710’，因而降低了该沟槽610原来的深宽比，使得在该第二高密度电浆化学气相沉积室240能容易地达成无孔洞(void-free)沟槽的沉积制程。也就是在本发明的装置200中，能连续地进行沉积第一绝缘层710、蚀刻部分该第一绝缘层710及沉积第二绝缘层910等制程，而容易地完成具有高深宽比且无孔洞的沟槽绝缘层的制程，并能有效地避免制程中所可能产生的微粒子(particle)问题。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此项技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。
权利要求
1.一种沉积绝缘层于沟槽中的装置，适用于在基底中形成有沟槽的晶圆，该沉积绝缘层于沟槽中的装置至少包含一晶圆载入室，用以暂存该晶圆；一第一高密度电浆化学气相沉积室，邻设于该晶圆载入室，用以对该晶圆施行沉积一第一绝缘层于该沟槽中，但是并未填满该沟槽；一氢氟酸蒸气蚀刻室，邻设于该第一高密度电浆化学气相沉积室，用以对该晶圆施行去除部分该第一绝缘层而形成残留在该沟槽底部的剩余的该第一绝缘层，并且露出位于剩余的该第一绝缘层上方的该沟槽侧壁；一第二高密度电浆化学气相沉积室，邻设于该氢氟酸蒸气蚀刻室，用以对该晶圆施行沉积一第二绝缘层而填满该沟槽；以及一晶圆载出室，邻设于该第二高密度电浆化学气相沉积室。
2.如权利要求1所述的沉积绝缘层于沟槽中的装置，其特征在于更包括一第一矽烷气供应源装置，连接该第一高密度电浆化学气相沉积室；一第一钝气供应源装置，连接该第一高密度电浆化学气相沉积室；一第一氧气供应源装置，连接该第一高密度电浆化学气相沉积室；以及一第一气体控制系统，位于该等第一气体供应源装置与该第一高密度电浆化学气相沉积室之间，用以控制该等第一气体进入该第一高密度电浆化学气相沉积室内的流量与时间。
3.如权利要求1所述的沉积绝缘层于沟槽中的装置，其特征在于更包括一氢氟酸蒸气供应源装置，连接该氢氟酸蒸气蚀刻室；以及一氢氟酸蒸气控制系统，位于该氢氟酸蒸气供应源装置与该氢氟酸蒸气蚀刻室之间，用以控制该氢氟酸蒸气进入该氢氟酸蒸气蚀刻室内的流量与时间。
4.如权利要求1所述的沉积绝缘层于沟槽中的装置，其特征在于更包括一第二矽烷气供应源装置，连接该第二高密度电浆化学气相沉积室；一第二钝气供应源装置，连接该第二高密度电浆化学气相沉积室；一第二氧气供应源装置，连接该第二高密度电浆化学气相沉积室；以及一第二气体控制系统，位于该等第二气体供应源装置与该第二高密度电浆化学气相沉积室之间，用以控制该等第二气体进入该第二高密度电浆化学气相沉积室内的流量与时间。
5.如权利要求2所述的沉积绝缘层于沟槽中的装置，其特征在于所述第一钝气系氩气或氦气。
6.如权利要求4所述的沉积绝缘层于沟槽中的装置，其特征在于所述第二钝气系氩气或氦气。
7.如权利要求1所述的沉积绝缘层于沟槽中的装置，其特征在于所述第一绝缘层系二氧化矽层。
8.如权利要求1所述的沉积绝缘层于沟槽中的装置，其特征在于所述第二绝缘层系二氧化矽层。
9.如权利要求1所述的沉积绝缘层于沟槽中的装置，其特征在于更包括一传送装置，用以传送该晶圆于该等室之间。
全文摘要
本发明提供一种沉积绝缘层于沟槽中的装置，适用于在基底中形成有沟槽的晶圆，该装置至少包含一第一高密度电浆化学气相沉积室，用以沉积一第一绝缘层于该沟槽中，但是并未填满该沟槽。一氢氟酸蒸气蚀刻室，邻设于该第一高密度电浆化学气相沉积室，用以去除部分该第一绝缘层而形成残留在该沟槽底部的剩余的该第一绝缘层，并且露出位于该第一绝缘层上方的该沟槽侧壁。一第二高密度电浆化学气相沉积室，邻设于该氢氟酸蒸气蚀刻室，用以沉积一第二绝缘层而填满该沟槽。籍由该装置，可形成无孔洞的沟槽绝缘层。
文档编号H01L21/02GK1444265SQ0210711
公开日2003年9月24日 申请日期2002年3月8日 优先权日2002年3月8日
发明者林平伟, 郭国权, 姜兆声 申请人:矽统科技股份有限公司