存儲器的電容器下電極板的製造方法
2023-08-04 21:39:56
專利名稱：存儲器的電容器下電極板的製造方法
技術領域：
本發明涉及一種半導體製造工藝，特別是一種存儲器的電容器下電極板的製造方法。
圖1B所示的步騾是實施微影與蝕刻工藝，移除部分的遮蔽層108、墊層107與半導體基底100，在主動區110形成第一深溝槽112，並在外圍電路區120形成第二深溝槽114。如圖所示，形成於外圍電路區120中的第二深溝槽114的數量少於主動區110中的第一深溝槽112的數量，亦即，外圍電路區120中的第二深溝114的密度小於主動區110中的第一深溝槽112的密度。接著，實施一蝕刻工藝去除遮蔽層108，露出墊層107表面。然後，以低壓化學氣相沉積法(LPCVD)以及擴散、離子植入法或使用同步摻雜法以植入砷離子，形成一厚度約300埃的摻雜質氧化層116覆蓋墊層107表面並覆蓋第一深溝槽112與第二深溝槽114的側壁與底部。
圖1C所示的步驟是塗布一層光阻於摻雜質氧化層116表面並填滿第一深溝槽112與第二深溝槽114，由於外圍電路區120中的第二深溝槽114的密度小於主動區110中的第一深溝槽112的密度，如圖所示，外圍電路區120的光阻140厚度勢必比主動區110的光阻130厚，二者厚度的差異約為3000埃，此差異以a表示。
圖1D所示的步驟是實施一蝕刻工藝，去除摻雜質氧化層116表面以及第一深溝槽112與第二深溝槽114內的部分光阻，殘留於第一深溝槽112內的光阻以光阻130』表示，殘留於第二深溝槽114內的光阻以光阻140』表示。由於，外圍電路區120的光阻140的厚度比主動區110的光阻130厚，因此，光阻140』的高度高於光阻130』，二者高度的差異，亦即階梯高度(stepheight)約為6000埃，此差異以b表示。
圖1E所示的步驟是連續實施等向性蝕刻工藝，依序去除高在光阻130』與光阻140』頂部表面的摻雜質氧化層116，曝露出第一開口112與第二開口114內壁的部分基底100表面。殘留的摻雜質氧化層116分別以摻雜質氧化層142與摻雜質氧化層144表示。摻雜質氧化層142與摻雜質氣化層144間的高度的差異b，亦即階梯高度約為6000埃。
圖1F所示的步驟是去除光阻130』與光阻140』。
圖1G所示的步驟是以低壓化學蒸氣沉稍法沉積一層氧化層(未顯示)覆蓋墊層107表面與第一深溝槽112、第二深溝槽114的側壁與摻雜質氧化層142、摻雜質氧化層144的表面。接著，實施驅入(drive-in)工藝，將摻雜質氧化層142與摻雜質氧化層144內的雜質驅入半導體基底100，分別形成電容器下電極板150與電容器下電極板155，最後再去除前述的氧化層、摻雜質氣化層142、摻雜質氧化層144與墊層107。至此即完成存儲器的電容器下電極板的製造。
運用現有的工藝以製作存儲器的電容器下電極板的工藝，在形成深溝槽後，因主動區與外圍電路區中的深溝槽密度不同，當光阻塗布於晶圓表面並填滿深溝槽以後，主動區表面的光阻厚度與外圍電路區的光阻厚度勢必不同，在以顯影工藝同時去除晶圓表面的光阻以及深溝槽中的部分光阻以後，會造成主動區與外圍電路區的深溝槽中殘留的光阻高度不同，以致藉助光阻形成的下電極板高度也不同，形成所謂的「階梯高度」，使得主動區與外圍電路區的電容器其電容量不同，嚴重影響該存儲器的原有設定功能，使其無法正常運作。本發明以動態隨機存取存儲器為例，提出一種存儲器的電容器下電極板的製造方法，在形成深溝槽後，同樣以光阻塗布於晶圓表面並填滿深溝槽，但對光阻進行曝光工藝時，光源的照射角度與法線形成一特定夾角，如此深溝槽內的光阻即不被曝光，因此顯影后，主動區與外圍電路區內深溝槽中的光阻可完整保留，然後再進行一次回蝕刻工藝，去除深溝槽內的部分光阻，無論主動區或外圍電路區，各深溝槽中殘留的光阻高度皆相同，因此就不會有「階梯高度」的現象，深溝槽電容器的電容量不均的現象也就不會發生。
為讓本發明的上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，並配合附圖作詳細說明如下。
圖2A所示的步驟是提供一半導體基底200，此半導體基底200為一如矽、鍺的半導體材質，而形成方式則有磊晶或絕緣層上有矽等，為方便說明，在此以-p型矽基底為例。首先在半導體基底200表面定義出主動區210與外圍電路區220。接著，在半導體基底200表面形成墊層207，此墊層207是由第一氧化層202與氮化矽層204所組成。其做法是，先在半導體基底200表面以氧化工藝形成厚度約為100-600埃的氧化層202，再由化學蒸氣沉積法沉積厚度約為1600-3000埃的氮化矽層204。然後，形成厚度約為5000-20000埃的遮蔽層208於墊層207表面，此遮蔽層208可以是由化學氣相沉積法(CVD)、常壓化學氣相沉積法(APCVD)、次常壓化學氣相沉積法(SAPCVD)、低壓化學氣相沉積法(LPCVD)、電漿加強型化學氣相沉種法(PECVD)或高密度電漿化學氣相沉移法(HDPCVD)等方法同步摻雜例如是硼離子的硼矽玻璃(BSG)層所形成。
圖2B所示的步驟是實施微影與蝕刻工藝，移除部分的遮蔽層208、墊層207與半導體基底200，在主動區210形成第一深溝槽212以及在外圍電路區220形成第二深溝槽214。如圖所示，形成於外圍電路區220中的第二深溝槽214的數量少於主動區210中的第一深溝槽212的數量，亦即，外圍電路區220中的第二深溝槽214的密度小於主動區210中的第一深溝槽212的密度。接著，實施一蝕刻工藝以去除遮蔽層208，以曝露出墊層207表面。然後，以化學氣相沉積法(CVD)、常壓化學氣相沉積法(APCVD)、次常壓化學氣相沉積法(SAPCVD)、低壓化學氣相沉積法(LPCVD)、電漿加強型化學氣相沉積法(PECVD)或高密度電漿化學氣相沉積法(HDPCVD)等方法再進行擴散、離子值入法植入或以同步摻雜的方式植入例如是砷離子的砷矽玻璃所組成，形成一厚度約100-500埃的摻雜質氣化層216，覆蓋墊層207表面並均勻地覆蓋第一深溝槽212與第二深溝槽214的側壁與底部。
圖2C所示的步驟是塗布光阻於摻雜質氧化層216表面並填滿第一深溝槽212與第二深溝槽214內部。如圖所示，由於外圍電路區220中的第二深溝槽214的密度小於主動區210中的第一深溝槽212的密度，外圍電路區220的光阻240厚度比主動區210的光阻230厚，二者厚度的差異約為2000-4500埃，此差異於本圖中以a表示。
圖2D所示的步驟是實施曝光工藝，對摻雜質氧化層216表面的光阻230與光阻240進行曝光，為了不使第一深溝槽212與第二深溝槽214內的光阻受曝光工藝影響，曝光時，光源的照射角度可以與法線形成θ度的夾角，此θ度角約為25-90度。其中，曝光所使用的光源類別與曝光時間會因光阻的種類而異。
圖2E所示的步驟是去除摻雜質氧化層216表面的光阻230與光阻240，保留第一深溝槽212與第二深溝槽214內的都份，殘留於第一深溝槽212內的光阻以光阻230』表示，殘留於第二深溝槽214內的光阻以光阻240』表示。因絕緣層218表面的光阻230與光阻240經曝光後容易被顯影劑溶解而予以去除，相對地，光阻230』與光阻240』因控制光源入射角度而未被曝光，所以可以完全留存下來。
圖2F所示的步驟是去除部分第一深溝槽212內的光阻230』與部分第二深溝槽214內的光阻240』，殘留於第一深溝槽212內的光阻以光阻242表示，殘留於第二深溝槽214內的光阻以光阻244表示。因圖2E的步驟當中，第一深溝槽212內的光阻230』與第二深溝槽214內的光阻240』因為未被曝光皆可以完全保留，因此，本步驟完成後，殘留的光阻242與光阻244亦可保有相同的高度。依序去除覆蓋在半導體基底200表面的摻雜質氣化層216、高於第一深溝槽212內光阻242頂部表面的摻雜質氧化層216以及高於第二深溝槽214內的光阻244頂部表面的摻雜質氧化層216，曝露出第一深溝槽212與第二深溝槽214內壁的部分半導體基底200表面，剩餘的摻雜質氧化層216以摻雜質氧化層217與摻雜質氧化層219表示，其中，摻雜質氣化層217與摻雜質氧化層219的高度完全相同。
圖2G所示的步驟是去除光阻242與光阻244以後，形成一層氣化層(未顯示)覆蓋墊層207表面與第一深溝槽212、第二深溝槽214的側壁、摻雜質氧化層217與摻雜質氧化層219的表面，此氧化層可以由此低壓化學蒸氣沉積法所形成，其厚度約200-800埃。接著，實施驅入(drive-in)工藝，將摻雜質氣化層217與摻雜質氧化層219內的雜質驅入半導體基底200內，分別形成電容器下電極板250與電容器下電極板255，最後再去除前述的氧化層、摻雜質氣化層217、摻雜質氣化層219與墊層207。至此即完成存儲器的電容器下電極板的製造。
雖然本發明已通過較佳實施在以上進行了說明，然而其並非用以限制本發明。本行業的普通技術人員在不脫離本發明的精神和範圍內，可進行各種輕易寺及的等效變更與修改。因此本發明的保護範圍應以權利要求書界定的為準。
權利要求
1.一種存儲器的電容器下電極板的製造方法，其特徵在於包括下列步驟提供一半導體基底；在該半導體基底表面定義主動區與外圍電路區；在該半導體基底表面形成墊層；在該墊層表面形成遮蔽層；移除部分的該遮蔽層、墊層與基底，在該主動區形成第一深溝槽以及在該外圍電路區形成第二深溝槽，其中，該主動區中的該第一深溝槽的數量多於該外圍電路區中的該第二深溝槽的數量；形成摻雜質氣化層覆蓋該墊層表面並覆蓋該第一深溝槽與該第二深溝槽的側壁與底部；塗布光阻於該摻雜質氧化層表面並填滿該第一深溝槽與該第二深溝槽內部；實施曝光工藝，將光源以特定的角度對該絕緣層表面的該光阻進行曝光，但不使該光源照射該第一深溝槽與該第二深溝槽內的該光阻；去除部分的光阻，其中，該摻雜質氧化層表面的該光阻因被曝光而被去除，該第一深溝槽與第二深溝槽內的殘留該光阻則因未被曝光而被保留；去除該第一深溝槽與該第二深溝槽內的部分該光阻；依序去除該第一深溝槽與該第二深溝槽內高於前述光阻頂部表面的該摻雜質氣化層，曝露出該第一深溝槽與該第二深溝槽內壁的部分該半導體基底表面；去除該第一深溝槽與該第三深溝槽內殘留的該光阻；形成氣化層覆蓋該墊層表面、該第一深溝槽與該第二深溝槽的側壁、殘留的該摻雜質氣化層的表面；實施驅入工藝，將該摻雜質氧化層內的雜質驅入該半導體基底內以形成電容器下電極板；以及去除前述的氣化層、該摻雜質氣化層與該墊層。
2.如權利要求1所述存儲器的電容器下電極板的製造方法，其特徵在於形成的所述半導體基底是矽基底。
3.如權利要求1所述存儲器的電容器下電極板的製造方法，其特徵在於所述的墊層是由氧化層與氮化矽層所組成。
4.如權利要求1所述存儲器的電容器下電極板的製造方法，其特徵在於形成的所述遮蔽層是由硼矽玻璃所構成。
5.如權利要求1所述存儲器的電容器下電極板的製造方法，其特徵在於形成的所述遮蔽層厚度為5000-20000埃。
6.如權利要求1所述存儲器的電容器下電極板的製造方法，其特徵在於所述的光源以θ度的角度照射光阻進行曝光，該θ度角與法線的夾角約為25-90度。
7.如權利要求1所述存儲器的電容器下電極板的製造方法，其特徵在於形成的所述的摻雜質氧化層是由摻雜砷離子的砷矽玻璃所組成。
8.如權利要求1所述存儲器的電容器下電極板的製造方法，其特徵在於形成的所述摻雜質氣化層厚度為100-1000埃。
全文摘要
一種存儲器電容器下電極板的製造方法，在半導體基底表面形成主動區與外圍電路區，依序形成墊層與遮蔽層後將其部分移除以於主動區與外圍電路區形成第一深溝槽與第二深溝槽，再在第一、第二深溝槽內壁與墊層表面形成摻雜質氧化層，接著塗布光阻於摻雜質絕緣層表面並填滿第一、第二深溝槽內部。實施曝光工藝，將一光源以特定的角度對光阻進行曝光，然後去除摻雜質絕緣層表面的光阻以及第一、第二深溝槽內的部分光阻，再依序去除高於光阻頂部表面的摻雜質氧化層，去除殘留的光阻後實施驅入工藝。
文檔編號H01L21/02GK1453825SQ0211857
公開日2003年11月5日 申請日期2002年4月28日 優先權日2002年4月28日
發明者許時齊 申請人:南亞科技股份有限公司