DE102005002675B4 - Method for producing a planar spin-on layer on a semiconductor structure - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Herstellen einer ebenen Spin-on-Schicht (3) (SOG, SOD) auf einem Substrat (1), das auf seiner Oberfläche eine Halbleiterstruktur aufweist, insbesondere auf einem Halbleiterwafer, wobei die Halbleiterstruktur vor dem Aufbringen einer Spin-on-Schicht (3) vorbehandelt wird, um eine plane Oberfläche (6) der Spin-on-Schicht (3) zu erreichen, wobei bei der Vorbehandlung eine Linerschicht (5) auf die Halbleiterstruktur aufgebracht wird, die ein planares Aufbringen der Spin-on-Schicht (3) auf die Halbleiterstruktur unterstützt, dadurch gekennzeichnet, dass als Linerschicht (5) eine nach erfolgter Abscheidung teilweise reoxidierte Silizium-Nitridschicht aufgebracht wird.method for producing a plane spin-on layer (3) (SOG, SOD) on one Substrate (1) having on its surface a semiconductor structure in particular on a semiconductor wafer, wherein the semiconductor structure pretreated before applying a spin-on layer (3), around a flat surface (6) the spin-on layer (3), wherein in the pretreatment a liner layer (5) is applied to the semiconductor structure having a planar Applying the spin-on layer (3) supported on the semiconductor structure, characterized that as a liner layer (5) after deposition partially reoxidized silicon nitride layer is applied.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer ebenen Spin-on-Schicht auf einer Halbleiterstruktur gemäß Patentanspruch 1.The The invention relates to a method for producing a planar spin-on layer on a semiconductor structure according to claim 1.
Halbleiterstrukturen, insbesondere integrierte Schaltungen, nehmen aufgrund der abnehmenden Größe der einzelnen Bauelemente in der für die Herstellung der Struktur erforderlichen Präzision zu. Beispielsweise nimmt das Aspektverhältnis von Gräben im Halbleitersubstrat wie z.B. von STI-Gräben (STI = Shallow Trench Isolation) immer mehr zu und die Breite der Gräben immer mehr ab. Dies erfordert eine hohe Qualität und gute Fülleigenschaften der in die Gräben eingefüllten Materialien, wie z.B. Dielektrika, um die gewünschten elektrischen Eigenschaften bereitzustellen. Beim Abscheiden entstehen oftmals Lunker bzw. Saumnähte in den Gräben, die zu einer Beeinflussung der elektrischen Eigenschaften der Gräben führen. Entsprechende Strukturen wie die Gräben werden beispielsweise mit HDP (HDP = High Density Plasma) SiO2 Abscheidung oder einem Spin-on-Dielektrikum, wie z.B. einem Silikatglas, aufgefüllt. Die Spin-on-Technik ist kostengünstig auszuführen, bietet aber in Bezug auf die Planarität, insbesondere bei großflächigen Halbleitersubstraten, noch Nachteile. Da die bei der Herstellung von Halbleiterstrukturen verwendeten Halbleiterwafer in der Größe zunehmen, besteht ein Bedürfnis, die Qualität der Spin-on-Schicht in Bezug auf die Planarität sowie die Planarisierungseigenschaften für unterschiedliche Strukturbreiten zu verbessern.Semiconductor structures, in particular integrated circuits, are increasing in size due to the decreasing size of the individual devices in the precision required to fabricate the structure. For example, the aspect ratio of trenches in the semiconductor substrate such as STI trenches (STI = trench trench isolation) increases more and more and the width of the trenches more and more. This requires high quality and good filling properties of the materials filled into the trenches, such as dielectrics, to provide the desired electrical properties. During deposition, cavities or seam seams often form in the trenches, which lead to an influence on the electrical properties of the trenches. Corresponding structures such as the trenches are for example filled with HDP (HDP = High Density Plasma) SiO 2 deposition or a spin-on dielectric such as a silicate glass. The spin-on technique is cost-effective to perform, but in terms of planarity, especially in large-area semiconductor substrates, still disadvantages. As the semiconductor wafers used in the fabrication of semiconductor structures increase in size, there is a need to improve the quality of the spin-on layer in terms of planarity and planarization properties for different feature sizes.
Dazu ist es beispielsweise bekannt, eine Spin-on-Schicht beim thermischen Aufheizen mit einer optisch flachen Fläche zu be legen und dadurch eine plane Oberfläche zu erreichen. Dieses Verfahren ist jedoch relativ aufwändig.To For example, it is known to spin-on a layer during thermal Heating up with a flat surface to lay be and thus a plane surface to reach. However, this method is relatively expensive.
Aus
Aus dem japanischen Abstract JP 2000 058 646 A ist es weiterhin bekannt, ein planares Aufbringen der Spin-On-Schicht auf eine Halbleiterstruktur durch eine Linerschicht zu unterstützen.Out Japanese Abstract JP 2000 058 646 A, it is also known a planar application of the spin-on layer on a semiconductor structure by to support a liner layer.
Aus
dem US-Patent
Aus
dem US-Patent
Weiterhin
ist aus dem US-Patent
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dem US-Patent
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dem US-Patent
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren für ein Substrat mit einer Halbleiterstruktur an der Oberfläche bereitzustellen, durch das auf der Halbleiterstruktur eine Spin-on-Schicht mit einer weitgehend planaren Oberfläche erzeugt werden kann.The The object of the invention is a method for a substrate with a semiconductor structure at the surface on the semiconductor structure a spin-on layer with a largely planar surface can be generated.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.The The object of the invention is solved by the features of claim 1.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Further advantageous embodiments of the invention are in the dependent claims specified.
Ein Vorteil des beschriebenen Verfahrens und der beschriebenen Vorrichtung besteht darin, dass vor dem Aufbringen der Spin-on-Schicht eine Linerschicht auf die Halbleiterstruktur aufgebracht wird, die eine Verbesserung der Planarität der Oberfläche der Spin-on-Schicht unterstützt. Dadurch werden beispielsweise bei nachfolgenden Prozessen chemischmechanische Polierverfahren bezüglich der erreichbaren Planarisierungsqualität unterstützt und zeitlich verkürzt.An advantage of the described method and apparatus is that, prior to application of the spin-on layer, a liner layer is applied to the semiconductor structure which assists in improving the planarity of the surface of the spin-on layer. As a result, for example, in subsequent processes, chemical-mechanical polishing processes are supported with respect to the achievable planarization quality, and shortened in time.
In der erfindungsgemäßen Ausführungsform wird als Linerschicht eine teilweise reoxidierte Silizium-Nitridschicht eingesetzt, die auch zu einer guten Oberflächenplanarität der Spin-on-Schicht führt.In the embodiment of the invention is As a liner, a partially reoxidized silicon nitride layer which also contributes to a good surface planarity of the spin-on layer leads.
Mit dem beschriebenen Verfahren werden verschiedene Strukturbreiten eines Substrats mit guter Planarität eingeebnet.With the described method becomes different feature sizes a substrate with good planarity leveled.
Gute Ergebnisse bezüglich der Planarität der Spin-on-Schicht werden mit einer Dicke der Linerschicht ab etwa 2,0 nm erreicht.Quality Results regarding the planarity The spin-on layer will be about a thickness of the liner layer Reached 2.0 nm.
Weiterhin werden auch gute Ergebnisse bezüglich der Planarität der Spin-on-Schicht bei einer Dicke der Linerschicht von größer als 5 nm erreicht.Farther will be good results too the planarity the spin-on layer at a thickness of the liner layer of greater than 5 nm achieved.
In einer weiteren Ausführungsform des beschriebenen Verfahrens weist die Halbleiterstruktur Gräben auf, die im Randbereich angrenzend an die Gräben mit einer Pad-Nitridschicht versehen ist. In dieser Ausführungsform hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Linerschicht auch auf die Pad-Nitridschicht aufzubringen.In a further embodiment of the described method, the semiconductor structure has trenches, those in the edge area adjacent to the trenches with a pad nitride layer is provided. In this embodiment It has proved to be advantageous, the liner also on the pad nitride layer applied.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:The Invention will be explained in more detail with reference to FIGS. Show it:
Zum
Auffüllen
der Gräben
In
einer einfachen Ausführungsform
kann auch darauf verzichtet werden, die Oberflächen der Pad-Nitridschicht
Bei
der weiteren Verarbeitung wird die Halbleiterstruktur gemäß
Das beschriebene Verfahren weist insbesondere in Bezug auf mit Spin-on-Material beschichtete Halbleiterstrukturen eine verbesserte Planarität bezüglich einer Mitte zu Rand Gleichmäßigkeit der auf den Halbleiterwafer aufgebrachten Spin-on-Schicht auf. Somit bietet das beschriebene Verfahren große Potentiale bei der weiteren Vergrößerung der für die Herstellung von integrierten Schaltungen verwendeten Halbleiterwafer.The described method, in particular with respect to with spin-on material coated semiconductor structures have improved planarity with respect to Center to edge uniformity the deposited on the semiconductor wafer spin-on layer. Consequently the method described offers great potential in the further Magnification of the for the production semiconductor wafers used by integrated circuits.
- 11
- Substratsubstratum
- 22
- Grabendig
- 33
- Spin-on-SchichtSpin-on layer
- 44
- Pad-NitridschichtPad nitride layer
- 55
- Linerschichtliner layer
- 66
- Oberflächesurface
- 77
- Erste TeillinerschichtFirst Part liner layer
- 88th
- Zweite TeillinerschichtSecond Part liner layer
Claims (5)
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2005
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