浅沟渠隔离区的制造方法

专利名称：浅沟渠隔离区的制造方法
技术领域：
本发明是有关于一种浅沟渠隔离区(Shallow Trench Isolation，STI)的制造方法，且特别是有关于一种浅沟渠隔离制作工艺中缺陷监控的方法。
背景技术：
浅沟渠隔离法是一种利用非等向性蚀刻的方式在半导体基底中形成沟渠，然后再于沟渠中填入氧化物，以形成器件的隔离区的技术。由于浅沟渠隔离法所形成的隔离区具有可调整大小(Scalable)的优点，并且可避免传统区域氧化(LOCOS)法隔离技术中鸟嘴侵蚀(Bird′s BeakEncroachment)的缺点，因此，对于次微米(Sub-Micron)的金氧半导体(MetalOxide Semiconductor，MOS)制作工艺而言，是一种较为理想的隔离技术。
而在浅沟渠隔离制作工艺中，于基底中定义出沟渠之后往往会在沟渠中发现有岛状缺陷(Island Defect)产生。由于岛状缺陷与基底同为硅材质，因此其存在于浅沟渠隔离区中，非但会影响浅沟渠隔离区隔离的能力，而且倘若岛状缺陷形成在较靠近沟渠的边缘处，还容易导致器件漏电流。
因此，为了监控在沟渠中是否有岛状缺陷产生，通常在沟渠形成之后会进行一检视步骤以确认是岛状缺陷产生的数量是否过多(大于标准值)。而公知对于浅沟渠隔离制作工艺中缺陷监控的方法是利用涂布有一光阻层的一空白晶圆以进行蚀刻，利用前后制作工艺的缺陷检测差值高低，来作为判断的标准。
然而，利用公知的方法来检视沟渠中岛状缺陷的数量有其缺点。由于光阻涂布的空白晶圆的缺陷检测能力较差，往往较不能反映出真实蚀刻所产生的岛状缺陷数量，因此对于制作工艺缺陷的掌握度不佳，而无法做到机台自我捡测的能力。

发明内容
因此，本发明的目的就是在提供一种浅沟渠隔离区的制造方法，以改善浅沟渠隔离制作工艺中会有岛状缺陷产生的问题。
本发明的另一目的是提供一种浅沟渠隔离制作工艺中缺陷监控的方法，以改善公知方法有无法掌握制作工艺缺陷及无法做到机台自我捡测的缺点。
本发明提出一种浅沟渠隔离区的制造方法，此方法首先提供一晶圆，其中晶圆上已形成有一罩幕层。接着，提供一空白晶圆，其中此空白晶圆上并未形成有光阻层、罩幕层等任何膜层，而是一空白的硅晶圆。之后将空白晶圆送进一蚀刻机台中以进行一蚀刻制作工艺，其中此蚀刻制作工艺包括一蚀刻反应步骤以及一清洗步骤。在蚀刻制作工艺之后，检测空白晶圆上所产生的一缺陷数量。在本发明中，检测空白晶圆上的缺陷数量的方法包括利用一暗场(dark field)检视法或是一亮场(bright field)检视法。除此之外，检测空白晶圆上的缺陷数量的方法还可以在进行蚀刻制作工艺之前先对空白晶圆进行一第一扫描步骤，在进行蚀刻制作工艺之后再对空白晶圆进行一第二扫描步骤，然后将第一扫描步骤与第二扫描步骤的结果作一比对计算，以判断空白晶圆上缺陷产生的数量。倘若空白晶圆上所产生的缺陷数量小于一标准值，才将晶圆送进蚀刻机台中以进行蚀刻制作工艺，而于晶圆中定义出一沟渠。继之，在沟渠中填入一绝缘层。之后，将罩幕层移除，即形成一浅沟渠隔离区。
本发明再提出一种浅沟渠隔离制作工艺中缺陷监控的方法，此方法首先提供一产品晶圆以及一空白晶圆。在将产品晶圆送进一蚀刻机台以进行一蚀刻制作工艺之前，先将空白晶圆送进此蚀刻机台中以进行此蚀刻制作工艺，其中此蚀刻制作工艺包括一蚀刻反应步骤以及一清洗步骤。之后扫描此空白晶圆，以检视空白晶圆在上述蚀刻制作工艺中所产生的一缺陷数量。在本发明中，检测空白晶圆上的缺陷数量的方法包括利用一暗场检视法或是一亮场检视法。除此之外，检测空白晶圆上缺陷数量的方法还可以在进行蚀刻制作工艺之前先对空白晶圆进行一第一扫描步骤，在进行蚀刻制作工艺之后再空白晶圆进行一第二扫描步骤，将第一扫描步骤与第二扫描步骤的结果作一比对计算，以判断空白晶圆上的缺陷数量。倘若空白晶圆上所产生的缺陷数量小于一标准值，才将产品晶圆送进蚀刻机台中以进行蚀刻制作工艺，而定义出一沟渠的位置。
本发明的浅沟渠隔离区的制造方法中，由于其在定义沟渠之前已先通过一空白晶圆确认蚀刻机台中的缺陷状况，因此本发明的方法可以改善对于沟渠中岛状缺陷的检测能力。
由于本发明在对晶圆进行蚀刻制作工艺之前，先利用空白晶圆以检视蚀刻机台是否有异常。倘若在空白晶圆上有检测出缺陷，工作人员可以实时将机台本身对晶圆造成缺陷的问题解决。
由于本发明的方法是利用空白晶圆作检视，而不是直接以产品晶圆进行测试，因此本发明的方法不会损失产品晶圆。
由于本发明并不是用产品晶圆来作检视，此测试用的空白晶圆不需跟着所有的制作工艺进行，因此本发明的方法较为简单且成本较低。
为让本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下


图1是依照本发明一较佳实施例的形成一浅沟渠隔离区的流程图。标示说明100、102、104、106、108、110、112、114步骤具体实施方式
图1所示，其绘示是依照本发明一较佳实施例的形成一浅沟渠隔离区的流程图。
请参照图1，首先提供一晶圆(步骤100)，此晶圆又可以称为一产品晶圆，其中在此晶圆上已形成有一罩幕层，其后续用来作为图案化晶圆时的一蚀刻罩幕。在本实施例中，罩幕层与晶圆之间更包括形成有一垫氧化层，用以保护晶圆的表面，而罩幕层的材质例如是氮化硅。
在此同时，提供一空白晶圆(步骤102)，其中空白晶圆上并未形成有光阻层、罩幕层等任何膜层。
然后，在对晶圆进行一蚀刻制作工艺以定义出沟渠之前，先将空白晶圆送进一蚀刻机台中以进行一蚀刻制作工艺(步骤104)。其中此蚀刻制作工艺包括一蚀刻反应步骤以及一清洗步骤。在此蚀刻制作工艺执行完之后，接着检视空白晶圆上所产生的缺陷数量是否小于一标准值(步骤106)，换言之，检视空白晶圆上的柱状物或凸出物等岛状缺陷数量是否小于一标准值。
在本实施例中，检测空白晶圆上是否有缺陷产生的方法例如是利用一暗场检视法或是一亮场检视法。除此之外，检测空白晶圆上是否有缺陷产生的方法还可以在进行蚀刻制作工艺之前先对空白晶圆进行一第一扫描步骤，在进行蚀刻制作工艺之后再对空白晶圆进行一第二扫描步骤，然后将第一扫描步骤与第二扫描步骤的结果作一比对计算，以判断空白晶圆上的缺陷数量。
特别说明的是，在将空白晶圆送进蚀刻机台中以进行蚀刻制作工艺的过程中，倘若空白晶圆的表面未被机台中的污染粒子附着，空白晶圆在此蚀刻制作工艺之后仍具有一平坦且均匀的表面。而倘若空白晶圆的表面上遭到机台中的污染粒子附着时，在此蚀刻制作工艺的过程中，因污染粒子与晶圆蚀刻速率有所差异，在蚀刻制作工艺完成之后，将会在空白晶圆的表面上产生柱状物或凸出物等岛状缺陷。因此，利用空白晶圆以先进行此蚀刻制作工艺以及检视步骤，可解决因蚀刻机台本身的因素所造成的缺陷。
接着，请继续参照图1，在步骤106中，倘若空白晶圆上的缺陷数量小于标准值时，则进行步骤108，即将晶圆(产品晶圆)送进此蚀刻机台中以进行蚀刻制作工艺，而于晶圆中定义出一沟渠。
继之，进行步骤110，即在沟渠中填入一绝缘层，其中绝缘层的材质例如是氧化硅，且于沟渠中填入绝缘层的方法例如是先于晶圆上全面性的沉积一绝缘层，之后进行一回蚀刻制作工艺或是一化学机械研磨制作工艺，直到晶圆上的罩幕层暴露出来。之后，进行步骤112，即将晶圆上的罩幕层移除，而形成一浅沟渠隔离区。
请再参照图1，倘若在步骤106中，空白晶圆上的缺陷数量大于标准值时，则进行步骤114，即将蚀刻机台造成缺陷的因素解决。换言之，当发现空白晶圆上有岛状缺陷产生时表示空白晶圆在此蚀刻机台中有污染粒子附着在其表面，因此此时工作人员可以立即对蚀刻机台作调整，以将污染粒子清除。在清除蚀刻机台中的污染粒子之后，再进行步骤108，即将晶圆(产品晶圆)送进此蚀刻机台中以进行蚀刻制作工艺，而于晶圆中定义出一沟渠。继之，进行步骤110，即在沟渠中填入一绝缘层。之后，进行步骤112，即将晶圆上的罩幕层移除，而形成一浅沟渠隔离区。
本发明的浅沟渠隔离区的制造方法中，由于其在定义沟渠之前已先通过一空白晶圆确认蚀刻机台中的缺陷状况，因此本发明的方法可以改善对于沟渠中岛状缺陷的检测能力。
由于本发明在对晶圆进行蚀刻制作工艺之前，先利用空白晶圆以检视蚀刻机台是否有异常。倘若在空白晶圆上有检测出过量的缺陷时，工作人员可以实时将机台本身对晶圆造成缺陷的问题解决。
由于本发明的方法是利用空白晶圆作检视，而不是直接以产品晶圆进行测试，因此本发明的方法不会损失产品晶圆。
由于本发明并不是用产品晶圆来作检视，此测试用的空白晶圆不需跟着所有的制作工艺进行，因此本发明的方法较为简单且成本较低。
由于本发明并不是用产品晶圆来作检视，因此测试用的空白晶圆不需跟着所有的制作工艺进行，因此本发明的方法较为简单且成本较低。
权利要求
1.一种浅沟渠隔离区的制造方法，其特征在于包括提供一晶圆，该晶圆上已形成有一罩幕层；提供一空白晶圆；将该空白晶圆送进一蚀刻机台中以进行一蚀刻制作工艺；在该蚀刻制作工艺之后，检测该空白晶圆上的一缺陷数量；倘若该空白晶圆上的该缺陷数量小于一标准值，才将该晶圆送进该蚀刻机台中以进行该蚀刻制作工艺，而于该晶圆中定义出一沟渠；在该沟渠中填入一绝缘层；以及移除该罩幕层，以形成一浅沟渠隔离区。
2.如权利要求1所述的浅沟渠隔离区的制造方法，其特征在于该空白晶圆上并未形成有任何膜层。
3.如权利要求1所述的浅沟渠隔离区的制造方法，其特征在于检测该空白晶圆上是否有缺陷产生的方法包括利用一暗场(dark field)检测法。
4.如权利要求1所述的浅沟渠隔离区的制造方法，其特征在于检测该空白晶圆上是否有缺陷产生的方法包括利用一亮场(bright field)检测法。
5.如权利要求1所述的浅沟渠隔离区的制造方法，其特征在于检测该空白晶圆上是否有缺陷产生的方法包括在进行该蚀刻制作工艺之前先对该空白晶圆进行一第一扫描步骤，在进行该蚀刻制作工艺之后再对该空白晶圆进行一第二扫描步骤，比对该第一扫描步骤与该第二扫描步骤的结果差异以判断该空白晶圆上的该缺陷数量。
6.如权利要求1所述的浅沟渠隔离区的制造方法，其特征在于该罩幕层的材质包括氮化硅。
7.如权利要求1所述的浅沟渠隔离区的制造方法，其特征在于该罩幕层以及该晶圆之间还包括形成一垫氧化层。
8.如权利要求1所述的浅沟渠隔离区的制造方法，其特征在于该绝缘层的材质包括氧化硅。
9.如权利要求1所述的浅沟渠隔离区的制造方法，其特征在于该蚀刻制作工艺包括一蚀刻反应步骤以及一清洗步骤。
10.一种浅沟渠隔离制作工艺中缺陷监控的方法，其特征在于包括提供一产品晶圆以及一空白晶圆；在将该产品晶圆送进一蚀刻机台以进行一蚀刻制作工艺之前，先将该空白晶圆送进该进行该蚀刻制作工艺；扫描该空白晶圆，以检视该蚀刻制作工艺过程中产生的一缺陷数量；以及倘若该空白晶圆上的该缺陷数量小于一标准值，才将该产品晶圆送进该蚀刻机台中以进行该蚀刻制作工艺，而定义出一沟渠的位置。
11.如权利要求10所述的浅沟渠隔离制作工艺中缺陷监控的方法，其特征在于该空白晶圆上并未形成有任何膜层。
12.如权利要求10所述的浅沟渠隔离制作工艺中缺陷监控的方法，其特征在于检测该空白晶圆上是否有缺陷产生的方法包括利用一暗场(dark field)检测法。
13.如权利要求10所述的浅沟渠隔离制作工艺中缺陷监控的方法，其特征在于检测该空白晶圆上是否有缺陷产生的方法包括利用一亮场(bright field)检测法。
14.如权利要求10所述的浅沟渠隔离制作工艺中缺陷监控的方法，其特征在于检测该空白晶圆上是否有缺陷产生的方法包括在进行该蚀刻制作工艺之前先对该空白晶圆进行一第一扫描步骤，在进行该蚀刻制作工艺之后再对该空白晶圆进行一第二扫描步骤，比对该第一扫描步骤与该第二扫描步骤的结果差异以判断该空白晶圆上的该缺陷数量。
15.如权利要求10所述的浅沟渠隔离制作工艺中缺陷监控的方法，其特征在于该蚀刻制作工艺包括一蚀刻反应步骤以及一清洗步骤。
全文摘要
一种浅沟渠隔离区的制造方法，此方法首先提供一晶圆，其中晶圆上已形成有一罩幕层。接着，提供一空白晶圆，并且将空白晶圆送进一蚀刻机台中以进行一蚀刻制作工艺。之后，检视空白晶圆产生的一缺陷数量，倘若空白晶圆上的缺陷数量小于一标准值，才将晶圆送进蚀刻机台中以进行蚀刻制作工艺，而于晶圆中定义出一沟渠。继之，在沟渠中填入一绝缘层，然后将罩幕层移除，而形成一浅沟渠隔离区。
文档编号H01L21/70GK1516258SQ0310023
公开日2004年7月28日 申请日期2003年1月6日 优先权日2003年1月6日
发明者马思尊, 张国华 申请人:旺宏电子股份有限公司