[发明专利]可变更顶部轮廓的整合顺序

说明书

技术领域

本发明的实施例一般关于用于处理半导体基板的设备与方法。特别而言，本发明的实施例关于用于形成浅沟槽隔离的设备及方法，该浅沟槽隔离具有含磨圆底部的凹部。

背景技术

当半导体器件的临界尺寸(critical dimension)缩小时，形成于半导体基板上的相邻器件间的距离也随之缩短。于是，用于相邻器件的信号中的串扰(crosstalk)也增加。

图1是形成于硅基板101上的存储器元件100的简化概要图。一般而言，用于个别存储单元的有源区域108是由浅沟槽隔离(STI)104所分隔。有源区域108在硅基板101中一般是掺杂区域而浅沟槽隔离104一般是氧化硅，该氧化硅是填充于形成于基板101中的沟槽结构112的下层部份中。浮栅(floating gate)103形成在有源区域108之上，该有源区域108具有形成于其间的绝缘层102。控制栅极105由沟槽结构112的上层部份形成。浮栅103以及控制栅极105通常包含多晶硅。绝缘层107、110一般形成于沟槽结构112之上及之内。

在现有技术的存储器器件中，如图1的存储器器件100所示，串扰是颇具问题的，特别是靠近控制栅极105及有源区域108间的区域106的串扰。

减少存储器器件内控制栅极及有源区域间串扰的解决之道是通过形成凹陷的浅沟槽隔离结构以增加控制栅极与有源区域间的距离。但是，现有技术的用于形成凹陷的浅沟槽隔离结构的方法非常复杂且涉及许多附加的工艺步骤并且需要额外的生产设备。

图2A至图2F概要性绘示一个现有技术的用于形成凹陷的浅沟槽隔离结构的顺序。

图2A概要性绘示基板区段200。多晶硅层202沉积于硅基板201上。沟槽203穿过多晶硅层202形成并且进入硅基板201。氧化硅204随后填充于沟槽203。以氧化硅204填充沟槽203后，暴露多晶硅层202，随后进行平面化工艺。

图2B概要性绘示移除沟槽203内的一部分氧化硅204并形成凹部205的蚀刻工艺后所得的结构。

氮化硅层206随后沉积在凹部205以及多晶硅层202之上，如图2C所示。

随后执行异向性氮化物蚀刻工艺以从凹部205的底部207之上以及多晶硅层202之上移除氮化硅层206，只留下氮化物层206的垂直区段以保护凹部205的侧壁，如图2D所示。随后以氧化硅蚀刻工艺从凹部205的底部207移除氧化硅204。

之后，需要以氮化物蚀刻工艺从凹部205的侧壁移除氮化硅层206。此后，阶状物208形成在凹部205中，如图2E所示。

图2F中，可减少串扰的凹陷的浅沟槽隔离可形成在阶状物208之上。

显示于图2A至图2F的顺序需要四个额外工艺(即氮化硅沉积、异向性氮化物蚀刻、氧化硅蚀刻以及氮化物蚀刻)以形成在所制造的最终器件中减少串扰的凹陷的浅沟槽隔离(显示于图2F)。该等四个额外工艺需要额外的处理腔室以及额外的处理上的化学反应以执行形成浅沟槽隔离的全顺序。于是，经营成本会大幅增加。

因此，需要方法及设备以有效地形成凹陷的浅沟槽隔离结构而减少形成于半导体基板中器件间的串扰。

发明内容

本发明的实施例一般关于用于处理半导体基板的设备及方法。更特定而言，本发明的实施例关于用于形成浅沟槽隔离的设备及方法，该浅沟槽隔离具有含磨圆底部的凹部。

一实施例提供一种用于处理基板的方法，其包含以下步骤：在基板中形成沟槽结构，其中该沟槽结构的侧壁包含第一材料；沉积第二材料以填充该沟槽结构；平面化该基板以移除沉积在该沟槽结构外的该第一材料；通过从该填充的沟槽结构移除一部分的该第二材料，在该填充的沟槽结构中形成凹部；以及磨圆该凹部的底部转角，其中磨圆底部转角的步骤包含以下步骤：在该基板之上沉积该第二材料的共形层，以及移除该第二材料的该共形层以暴露于该沟槽结构外的该第一材料。

另一实施例提供一种用于形成浅沟槽隔离结构的方法，包含以下步骤：形成穿透多晶硅层的沟槽结构；以氧化硅填充该沟槽结构，平面化该基板以暴露该多晶硅层于该基板的表面上；往回蚀刻该氧化硅至进入该沟槽结构以于该沟槽结构中形成凹部；以及磨圆该凹部的底部转角，其步骤包含：在该基板的表面以及该凹部的侧壁与底部上沉积该氧化硅的共形层，以及移除该氧化硅的该共形层以暴露该多晶硅层于该基板的表面上。