CN1204599C - 下电极的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种下电极的制造方法，其步骤如下。在基底上形成具有电容器开口的氧化硅层，接着在氧化硅层的上表面和开口的侧壁和底部形成顺应性的导电层。之后在开口中填满光阻材质，并以此光阻材质为掩膜(mask)，移除氧化硅层的上表面上的顺应性的导电层，使其转为冠状导电层。之后移除氧化硅层，以暴露出冠状导电层的外侧表面，此时光阻材质仍位于开口内保护冠状导电层的内侧表面。待氧化硅层移除后，再移除光阻材质以暴露出冠状导电层的内侧表面。
Description
技术领域
本发明有关于一种下电极的制造方法，特别是有关于一种可避免下电极的粗糙表面遭受到氧化硅蚀刻液的攻击和污染的方法。
背景技术
以下利用图1A至图1D所示的电容器的下电极的剖面图，同时配合图3A的流程图，来说明传统的下电极制程技术。
请参照图1A，提供一基底100，此基底100的最上层部分为氮化硅层101，而此基底100中包含各种元件，例如晶体管等，为简化图面，仅以基底100代表。接着于基底100上形成一层硼磷硅玻璃(BPSG)层102，其中具有一开口104。
接着，在硼磷硅玻璃层102的上表面和开口104的侧壁和底部形成一顺应性的粗糙型复晶硅层(rugged-poly layer)106。接着在开口104中填满一光阻材质108。
接着请同时参照图1B和图3A的步骤s10，以光阻材质108为掩膜(mask)，利用化学机械研磨法移除硼磷硅玻璃层102上表面上的顺应性的粗糙型复晶硅层106，使其转为一冠状导电层106a。
接着请同时参照图1C和图3A的步骤s11，在历经上述的化学机械研磨制程后，进行湿式处理，来移除开口104中的光阻材质108，以暴露出冠状导电层106a的内侧表面。所使用的湿式处理方法为依序使用APM溶液(即NH4OH/H2O2/H2O)和SPM溶液(H2SO4/H2O2)进行湿蚀刻。
接着请同时参照图1D和图3A的步骤s12，利用湿式蚀刻法移除硼磷硅玻璃层102以暴露出冠状导电层106a的外侧表面。所使用的蚀刻剂需具有硼磷硅玻璃层102对氮化硅层101的选择性佳的特性。所使用的湿式蚀刻处理方法为依序以稀释过的氢氟酸(DHF)(HF/H2O以50∶1的比例混合)处理20分钟、以稀释过的氢氟酸(DHF)(HF/H2O以100∶1的比例混合)处理1分钟、最后以标准清洗液1(standardclean 1，简称SC1)(NH4OH/H2O2/H2O)处理5分钟。
待硼磷硅玻璃层102剥除完后，进行掺杂回火步骤前的预清洗步骤，见图3A的步骤s13，所使用的预清洗方法为依序以稀释过的氢氟酸(DHF)(HF/H2O以200∶1的比例混合)和标准清洗液2(standard clean 2，简称SC2)(HCl/H2O2/H2O)来进行处理。之后在充满PH3的环境下进行回火，使冠状导电层106a内掺杂离子，见图3A的步骤s14。
然而，在上述剥除硼磷硅玻璃层102的过程中，会有微粒及其他污染物产生。由于冠状导电层106a的内侧表面呈粗糙状，使得所产生的微粒及其他污染物易陷于冠状导电层106a的内侧表面的相邻的晶粒(grain)之间，且不易移除，而造成污染。如此会影响之后的PH3的回火制程及后续的沉积制程。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种可以避免下电极遭受污染的方法。
因此，本发明的目的针对于上述已习知技术而提出改良，本发明提供一种下电极的制造方法，其步骤简述如下所述。在基底上形成具有电容器开口的氧化硅层，接着于氧化硅层的上表面和开口的侧壁和底部形成顺应性的导电层。之后在开口中填满光阻材质，并以此光阻材质为掩膜(mask)，移除氧化硅层的上表面上的顺应性的导电层，使其转为冠状导电层。之后移除氧化硅层，以暴露出冠状导电层的外侧表面，此时光阻材质仍位于开口内保护冠状导电层的内侧表面。待氧化硅层移除后，再移除光阻材质以暴露出冠状导电层的内侧表面。
依据本发明一实施例，其中移除氧化硅层的方法为依序使用缓冲过的氢氟酸(BOE)、稀释过的氢氟酸(DHF)和标准清洗液1(SC1)。其中BOE为HF/NH4F以10∶1的比例混合而成的溶液；DHF为HF/H2O以100∶1的比例混合而成的溶液；SC1为NH4OH/H2O2/H2O混合而成的溶液。
依据本发明一实施例，其中移除光阻材质的方法可为干式剥除法或湿式剥除法。
为让本发明的上述目的、特征及优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下：
附图说明
图1A至图1D为剖面图，其表示传统的下电极的制造流程。
图2A至图2D为剖面图，其表示本发明一实施例的下电极的制造流程。
图3A为流程图，其表示传统的下电极的部分制造流程。
图3B为流程图，其表示本发明一实施例的下电极的部分制造流程。
具体实施方式
以下将配合图2A至图2D的剖面图以及图3B的流程图，来详细说明本发明的下电极的制造流程。
请参照图2A，提供一基底200，此基底200的最上层部分为氮化硅层201，而且此基底200中包含各种元件，例如晶体管等，为简化图面，仅以基底200代表。接着在基底200上形成一层氧化硅层202，其中具有一开口204，此开口204中是将放置电容器。氧化硅层202可为硼磷硅玻璃(BPSG)层。其中氧化硅层202的厚度或开口204的宽度视所需的电容量而定，在此实施例中例如氧化硅层202的厚度为1.4微米左右，开口204的宽度为0.08微米左右。
接着，在氧化硅层202的上表面202’和开口204的侧壁204’和底部204”形成一顺应性的导电层206。其中顺应性的导电层206为粗糙型复晶硅层(rugged-polylayer)。接着在开口204中填满一光阻材质208，用以保护开口204内的导电层206。
接着请同时参照图2B和图3B的步骤s20，以光阻材质208为掩膜(mask)，移除氧化硅层202的上表面202’上的顺应性的导电层206，使其转为一冠状导电层206a。移除氧化硅层202的上表面202’上的顺应性的导电层206的方法可为化学机械研磨法。
在历经上述的化学机械研磨制程后，进行化学机械研磨制程后清洗步骤，见图3B的步骤s21，所使用的清洗液为APM溶液(即NH4OH/H2O2/H2O)，用以清除研磨后所产生的微粒子和金属污染物等。
接着请同时参照图2C和图3B的步骤s22，移除氧化硅层202以暴露出冠状导电层206a的外侧表面206a’，且以光阻材质208保护冠状导电层206a的内侧表面206a”，以避免冠状导电层206a粗糙崎岖的内侧表面206a”受到氧化硅层202的湿式处理制程的污染。至于裸露出的冠状导电层206a的外侧表面206a’为平滑的表面，故即使受到氧化硅层202的湿式处理制程的微粒污染或攻击，亦相当容易清除。
上述移除氧化硅层202的方法为使用氧化硅层202对冠状导电层206a选择性佳以及氧化硅层202对氮化硅层201的选择性佳的蚀刻液来进行蚀刻。而在蚀刻氧化硅层202的过程中，冠状导电层206a的内侧表面206a”为光阻材质208所保护。
上述的蚀刻方法例如为依序使用缓冲过的氢氟酸(buffered oxide etch；BOE)、稀释过的氢氟酸(DHF)和标准清洗液1(standard clean 1；SC1)，蚀刻步骤主要是以使用BOE的蚀刻步骤为主。其中BOE为HF与NH4F以10∶1的比例混合而成的溶液；DHF为HF与H2O以100∶1的比例混合而成的溶液；SC1为NH4OH、H2O2和H2O混合而成的溶液。
此外，本发明以BOE(10∶1的HF/NH4F)来移除氧化硅层202，其蚀刻速度比传统所使用的DHF(50∶1的HF/H2O)快2倍，故可以缩短约50％的制程时间。而且，本发明所使用的BOE(10∶1的HF/NH4F)其氧化硅层202对冠状导电层206a的选择性以及氧化硅层202对氮化硅层201的选择性均较传统所使用的DHF(50∶1的HF/H2O)为佳，见下表一。
表一
| 蚀刻剂的种类 | 氧化硅的蚀刻率 | 氧化硅/复晶硅的蚀刻选择比 | 氧化硅/氮化硅的蚀刻选择比 | |
| 本发明 | BOE(10∶1的HF/NH4F) | 670A/min(thermal Oxide) | 120 | 74 |
| 已知技术 | DHF(50∶1的HF/H2O) | 55A/min(thermalOxide) | 26 | 3 |
接着请同时参照图2B和第图3B的步骤s23，移除光阻材质208以暴露出状导电层206a的内侧表面。其中移除光阻材质208的方法可为干式剥除法或湿式剥除法，干式剥除法例如是氧电浆处理，湿式剥除法例如是依序以SPM溶液(即H2SO4/H2O2)和APM溶液(即NH4OH/H2O2/H2O)进行处理。
之后在充满PH3的环境下进行回火，使冠状导电层206a内掺杂离子，见图3B的步骤s24。
综上所述，本发明至少具有下列优点和特征：
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种可以避免下电极遭受污染的方法。
1.由于本发明在移除氧化硅层202时，冠状导电层206a的内侧表面为光阻材质208所保护，故可避免移除氧化硅层202所使用的蚀刻液污染或攻击冠状导电层206a的内侧表面。
2.本发明以BOE(10∶1的HF/NH4F)来移除氧化硅层202，其蚀刻速度比传统所使用的DHF(50∶1的HF/H2O)快2倍，故可以缩短约50％的制程时间。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限制本发明，任何熟悉本技术领域者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求书为准。
Claims (16)
1.一种下电极的制造方法，包括下列步骤：
提供一基底；
在该基底上形成一氧化硅层，其中具有一开口；
在该氧化硅层的上表面和该开口的侧壁和底部形成一顺应性的导电层；
在该开口中填满一光阻材质；
以该光阻材质为掩膜，移除该氧化硅层的上表面上的该顺应性的导电层，以转为一冠状导电层；
以该光阻材质保护该冠状导电层的内侧表面，移除该氧化硅层以暴露出该冠状导电层的外侧表面；以及
移除该光阻材质以暴露出该冠状导电层的内侧表面。
2.如权利要求1所述的下电极的制造方法，其特征在于，该氧化硅层为硼磷硅玻璃层。
3.如权利要求1所述的下电极的制造方法，其特征在于，该顺应性的导电层为一粗糙型复晶硅层。
4.如权利要求1所述的下电极的制造方法，其特征在于，移除该氧化硅层的方法为依序使用缓冲过的氢氟酸、稀释过的氢氟酸和标准清洗液1。
5.如权利要求4所述的下电极的制造方法，其特征在于，缓冲过的氢氟酸为HF/NH4F以10∶1的比例混合而成的溶液。
6.如权利要求4所述的下电极的制造方法，其特征在于，稀释过的氢氟酸为HF/H2O以100∶1的比例混合而成的溶液。
7.如权利要求4所述的下电极的制造方法，其特征在于，标准清洗液1为NH4OH/H2O2/H2O混合而成的溶液。
8.如权利要求1所述的下电极的制造方法，其特征在于，移除该光阻材质的方法为干式剥除法。
9.如权利要求1所述的下电极的制造方法，其特征在于，移除该光阻材质的方法为湿式剥除法。
10.如权利要求3所述的下电极的制造方法，其特征在于，该氧化硅层为硼磷硅玻璃层。
11.如权利要求3所述的下电极的制造方法，其特征在于，移除该氧化硅层所使用的蚀刻剂依序为缓冲过的氢氟酸、稀释过的氢氟酸和标准清洗液1。
12.如权利要求11所述的下电极的制造方法，其特征在于，缓冲过的氢氟酸为HF/NH4F以10∶1的比例混合而成的溶液。
13.如权利要求11所述的下电极的制造方法，其特征在于，稀释过的氢氟酸为HF/H2O以100∶1的比例混合而成的溶液。
14.如权利要求11所述的下电极的制造方法，其特征在于，标准清洗液1为NH4OH/H2O2/H2O混合而成的溶液。
15.如权利要求3所述的下电极的制造方法，其特征在于，移除该光阻材质的方法为干式剥除法。
16.如权利要求3所述的下电极的制造方法，其特征在于，移除该光阻材质的方法为湿式剥除法。
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