下電極的製造方法
2023-11-10 10:38:32 2
專利名稱：下電極的製造方法
技術領域：
本發明有關於一種下電極的製造方法，特別是有關於一種可避免下電極的粗糙表面遭受到氧化矽蝕刻液的攻擊和汙染的方法。
請參照
圖1A，提供一基底100，此基底100的最上層部分為氮化矽層101，而此基底100中包含各種元件，例如電晶體等，為簡化圖面，僅以基底100代表。接著於基底100上形成一層硼磷矽玻璃(BPSG)層102，其中具有一開口104。
接著，在硼磷矽玻璃層102的上表面和開口104的側壁和底部形成一順應性的粗糙型復晶矽層(rugged-poly layer)106。接著在開口104中填滿一光阻材質108。
接著請同時參照圖1B和圖3A的步驟s10，以光阻材質108為掩膜(mask)，利用化學機械研磨法移除硼磷矽玻璃層102上表面上的順應性的粗糙型復晶矽層106，使其轉為一冠狀導電層106a。
接著請同時參照圖1C和圖3A的步驟s11，在歷經上述的化學機械研磨製程後，進行溼式處理，來移除開口104中的光阻材質108，以暴露出冠狀導電層106a的內側表面。所使用的溼式處理方法為依序使用APM溶液(即NH4OH/H2O2/H2O)和SPM溶液(H2SO4/H2O2)進行溼蝕刻。
接著請同時參照圖1D和圖3A的步驟s12，利用溼式蝕刻法移除硼磷矽玻璃層102以暴露出冠狀導電層106a的外側表面。所使用的蝕刻劑需具有硼磷矽玻璃層102對氮化矽層101的選擇性佳的特性。所使用的溼式蝕刻處理方法為依序以稀釋過的氫氟酸(DHF)(HF/H2O以50∶1的比例混合)處理20分鐘、以稀釋過的氫氟酸(DHF)(HF/H2O以100∶1的比例混合)處理1分鐘、最後以標準清洗液1(standardclean 1，簡稱SC1)(NH4OH/H2O2/H2O)處理5分鐘。
待硼磷矽玻璃層102剝除完後，進行摻雜回火步驟前的預清洗步驟，見圖3A的步驟s13，所使用的預清洗方法為依序以稀釋過的氫氟酸(DHF)(HF/H2O以200∶1的比例混合)和標準清洗液2(standard clean 2，簡稱SC2)(HCl/H2O2/H2O)來進行處理。之後在充滿PH3的環境下進行回火，使冠狀導電層106a內摻雜離子，見圖3A的步驟s14。
然而，在上述剝除硼磷矽玻璃層102的過程中，會有微粒及其他汙染物產生。由於冠狀導電層106a的內側表面呈粗糙狀，使得所產生的微粒及其他汙染物易陷於冠狀導電層106a的內側表面的相鄰的晶粒(grain)之間，且不易移除，而造成汙染。如此會影響之後的PH3的回火製程及後續的沉積製程。
因此，本發明的目的針對於上述已習知技術而提出改良，本發明提供一種下電極的製造方法，其步驟簡述如下所述。在基底上形成具有電容器開口的氧化矽層，接著於氧化矽層的上表面和開口的側壁和底部形成順應性的導電層。之後在開口中填滿光阻材質，並以此光阻材質為掩膜(mask)，移除氧化矽層的上表面上的順應性的導電層，使其轉為冠狀導電層。之後移除氧化矽層，以暴露出冠狀導電層的外側表面，此時光阻材質仍位於開口內保護冠狀導電層的內側表面。待氧化矽層移除後，再移除光阻材質以暴露出冠狀導電層的內側表面。
依據本發明一實施例，其中移除氧化矽層的方法為依序使用緩衝過的氫氟酸(BOE)、稀釋過的氫氟酸(DHF)和標準清洗液1(SC1)。其中BOE為HF/NH4F以10∶1的比例混合而成的溶液；DHF為HF/H2O以100∶1的比例混合而成的溶液；SC1為NH4OH/H2O2/H2O混合而成的溶液。
依據本發明一實施例，其中移除光阻材質的方法可為乾式剝除法或溼式剝除法。
為讓本發明的上述目的、特徵及優點能更明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，並配合附圖，作詳細說明如下
圖2A至圖2D為剖面圖，其表示本發明一實施例的下電極的製造流程。
圖3A為流程圖，其表示傳統的下電極的部分製造流程。
圖3B為流程圖，其表示本發明一實施例的下電極的部分製造流程。
以下將配合圖2A至圖2D的剖面圖以及圖3B的流程圖，來詳細說明本發明的下電極的製造流程。
請參照圖2A，提供一基底200，此基底200的最上層部分為氮化矽層201，而且此基底200中包含各種元件，例如電晶體等，為簡化圖面，僅以基底200代表。接著在基底200上形成一層氧化矽層202，其中具有一開口204，此開口204中是將放置電容器。氧化矽層202可為硼磷矽玻璃(BPSG)層。其中氧化矽層202的厚度或開口204的寬度視所需的電容量而定，在此實施例中例如氧化矽層202的厚度為1.4微米左右，開口204的寬度為0.08微米左右。
接著，在氧化矽層202的上表面202』和開口204的側壁204』和底部204」形成一順應性的導電層206。其中順應性的導電層206為粗糙型復晶矽層(rugged-polylayer)。接著在開口204中填滿一光阻材質208，用以保護開口204內的導電層206。
接著請同時參照圖2B和圖3B的步驟s20，以光阻材質208為掩膜(mask)，移除氧化矽層202的上表面202』上的順應性的導電層206，使其轉為一冠狀導電層206a。移除氧化矽層202的上表面202』上的順應性的導電層206的方法可為化學機械研磨法。
在歷經上述的化學機械研磨製程後，進行化學機械研磨製程後清洗步驟，見圖3B的步驟s21，所使用的清洗液為APM溶液(即NH4OH/H2O2/H2O)，用以清除研磨後所產生的微粒子和金屬汙染物等。
接著請同時參照圖2C和圖3B的步驟s22，移除氧化矽層202以暴露出冠狀導電層206a的外側表面206a』，且以光阻材質208保護冠狀導電層206a的內側表面206a」，以避免冠狀導電層206a粗糙崎嶇的內側表面206a」受到氧化矽層202的溼式處理製程的汙染。至於裸露出的冠狀導電層206a的外側表面206a』為平滑的表面，故即使受到氧化矽層202的溼式處理製程的微粒汙染或攻擊，亦相當容易清除。
上述移除氧化矽層202的方法為使用氧化矽層202對冠狀導電層206a選擇性佳以及氧化矽層202對氮化矽層201的選擇性佳的蝕刻液來進行蝕刻。而在蝕刻氧化矽層202的過程中，冠狀導電層206a的內側表面206a」為光阻材質208所保護。
上述的蝕刻方法例如為依序使用緩衝過的氫氟酸(buffered oxide etch；BOE)、稀釋過的氫氟酸(DHF)和標準清洗液1(standard clean 1；SC1)，蝕刻步驟主要是以使用BOE的蝕刻步驟為主。其中BOE為HF與NH4F以10∶1的比例混合而成的溶液；DHF為HF與H2O以100∶1的比例混合而成的溶液；SC1為NH4OH、H2O2和H2O混合而成的溶液。
此外，本發明以BOE(10∶1的HF/NH4F)來移除氧化矽層202，其蝕刻速度比傳統所使用的DHF(50∶1的HF/H2O)快2倍，故可以縮短約50％的製程時間。而且，本發明所使用的BOE(10∶1的HF/NH4F)其氧化矽層202對冠狀導電層206a的選擇性以及氧化矽層202對氮化矽層201的選擇性均較傳統所使用的DHF(50∶1的HF/H2O)為佳，見下表一。
表一
接著請同時參照圖2E和第圖3B的步驟s23，移除光阻材質208以暴露出狀導電層206a的內側表面。其中移除光阻材質208的方法可為乾式剝除法或溼式剝除法，乾式剝除法例如是氧電漿處理，溼式剝除法例如是依序以SPM溶液(即H2SO4/H2O2)和APM溶液(即NH4OH/H2O2/H2O)進行處理。
之後在充滿PH3的環境下進行回火，使冠狀導電層206a內摻雜離子，見圖3B的步驟s24。
綜上所述，本發明至少具有下列優點和特徵有鑑於此，本發明的目的在於提供一種可以避免下電極遭受汙染的方法。
1.由於本發明在移除氧化矽層202時，冠狀導電層206a的內側表面為光阻材質208所保護，故可避免移除氧化矽層202所使用的蝕刻液汙染或攻擊冠狀導電層206a的內側表面。
2.本發明以BOE(10∶1的HF/NH4F)來移除氧化矽層202，其蝕刻速度比傳統所使用的DHF(50∶1的HF/H2O)快2倍，故可以縮短約50％的製程時間。
雖然本發明已以較佳實施例揭示如上，然其並非用以限制本發明，任何熟悉本技術領域者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可做更動與潤飾，因此本發明的保護範圍當視後附的權利要求書為準。
權利要求
1.一種下電極的製造方法，包括下列步驟提供一基底；在該基底上形成一氧化矽層，其中具有一開口；在該氧化矽層的上表面和該開口的側壁和底部形成一順應性的導電層；在該開口中填滿一光阻材質；以該光阻材質為掩膜(mask)，移除該氧化矽層的上表面上的該順應性的導電層，以轉為一冠狀導電層；以該光阻材質保護該冠狀導電層的內側表面，移除該氧化矽層以暴露出該冠狀導電層的外側表面；以及移除該光阻材質以暴露出該冠狀導電層的內側表面。
2.如權利要求1所述的下電極的製造方法，其特徵在於，該氧化矽層為硼磷矽玻璃(BPSG)層。
3.如權利要求1所述的下電極的製造方法，其特徵在於，該順應性的導電層為一粗糙型復晶矽層。
4.如權利要求1所述的下電極的製造方法，其特徵在於，移除該氧化矽層的方法為依序使用BOE、DHF和SC1。
5.如權利要求4所述的下電極的製造方法，其特徵在於，BOE為HF/NH4F以10∶1的比例混合而成的溶液。
6.如權利要求4所述的下電極的製造方法，其特徵在於，DHF為HF/H2O以100∶1的比例混合而成的溶液。
7.如權利要求4所述的下電極的製造方法，其特徵在於，SC1為NH4OH/H2O2/H2O混合而成的溶液。
8.如權利要求1所述的下電極的製造方法，其特徵在於，移除該光阻材質的方法為乾式剝除法。
9.如權利要求1所述的下電極的製造方法，其特徵在於，移除該光阻材質的方法為溼式剝除法。
10.一種下電極的製造方法，包括下列步驟提供一基底；在該基底上形成一氧化矽層，其中具有一開口；在該氧化矽層的上表面和該開口的側壁和底部形成一順應性的粗糙型復晶矽層；在該開口中填滿一光阻材質；以該光阻材質為掩膜(mask)，移除該氧化矽層的上表面上的該順應性的粗糙型復晶矽層，以轉為一冠狀導電層；以該光阻材質保護該冠狀導電層的粗糙型內側表面，移除該氧化矽層以暴露出該冠狀導電層的平滑型外側表面，其中移除該氧化矽層所使用的蝕刻劑主要為緩衝過的氫氟酸(BOE)；以及移除該光阻材質以暴露出該冠狀導電層的內側表面。
11.如權利要求10所述的下電極的製造方法，其特徵在於，該氧化矽層為硼磷矽玻璃(BPSG)層。
12.如權利要求10所述的下電極的製造方法，其特徵在於，移除該氧化矽層所使用的蝕刻劑依序為BOE、DHF和SC1。
13.如權利要求13所述的下電極的製造方法，其特徵在於，BOE為HF/NH4F以10∶1的比例混合而成的溶液。
14.如權利要求13所述的下電極的製造方法，其特徵在於，DHF為HF/H2O以100∶1的比例混合而成的溶液。
15.如權利要求13所述的下電極的製造方法，其特徵在於，SC1為NH4OH/H2O2/H2O混合而成的溶液。
16.如權利要求10所述的下電極的製造方法，其特徵在於，移除該光阻材質的方法為乾式剝除法。
17.如權利要求10所述的下電極的製造方法，其特徵在於，移除該光阻材質的方法為溼式剝除法。
全文摘要
本發明提供一種下電極的製造方法，其步驟如下。在基底上形成具有電容器開口的氧化矽層，接著在氧化矽層的上表面和開口的側壁和底部形成順應性的導電層。之後在開口中填滿光阻材質，並以此光阻材質為掩膜(mask)，移除氧化矽層的上表面上的順應性的導電層，使其轉為冠狀導電層。之後移除氧化矽層，以暴露出冠狀導電層的外側表面，此時光阻材質仍位於開口內保護冠狀導電層的內側表面。待氧化矽層移除後，再移除光阻材質以暴露出冠狀導電層的內側表面。
文檔編號H01L21/28GK1463029SQ0212200
公開日2003年12月24日 申請日期2002年5月28日 優先權日2002年5月28日
發明者劉勇 申請人:中芯國際集成電路製造(上海)有限公司