发明名称 避免介电材料层腐蚀的方法
摘要 移除或劣化在蚀刻由介电材料支撑之金属层后留在介电材料表面造成腐蚀蚀刻残余物之方法。蚀刻后处理支撑造成腐蚀蚀刻残余物之介电材料表面以移除造成腐蚀蚀刻残余物。介电材料表面之蚀刻后处理包括在真空且具有沿微波方向之处理气体电浆之反应室内放置介电材料或以去离子水接触介电材料表面。
申请公布号 TW512447 申请公布日期 2002.12.01
申请号 TW089102553 申请日期 2000.02.15
申请人 应用材料股份有限公司 发明人 真H 黄;张康礼;金关善
分类号 H01L21/302 主分类号 H01L21/302
代理机构 代理人 蔡坤财 台北巿松江路一四八号十二楼
主权项 1.一种避免沉积在一基底上之一介电材料层腐蚀的方法,包含:a)提供支撑具有一腐蚀性残余物在其表面之一介电材料层之一基底;以及b)处理步骤(a)之该介电材料层表面以移除该腐蚀性残余物并避免该介电材料层腐蚀。2.如申请专利范围第1项所述之方法,其中步骤(b)之处理包括以一气体之一电浆接触步骤(a)之该介电材料层之该表面。3.如申请专利范围第1项所述之方法,其中步骤(b)之处理包括在真空且包括一气体电浆之一反应室内放置具有支撑该腐蚀性残余物之该介电材料层之该基底。4.如申请专利范围第3项所述之方法,其中该反应室使用下列制程条件操作:一总源气体流量范围约50sccm至约10000sccm,一反应室压力范围约50毫托耳至约100000毫托耳,一微波功率范围约100瓦至约5000瓦,及一基底温度范围约20℃至约500℃。5.如申请专利范围第3项所述之方法,其中该气体包括氨气与氮气。6.如申请专利范围第5项所述之方法,其中该反应室使用下列制程条件操作:一总源气体流量范围约50sccm至约10000sccm,一反应室压力范围约50毫托耳至约100000毫托耳,一微波功率范围约100瓦至约5000瓦,及一基底温度范围约20℃至约500℃,其中氮气包含约1%至约67%体积百分率之该源气体,及氨气包含约33%至99%体积百分率之该源气体。7.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该介电材料层包括一陶瓷。8.如申请专利范围第7项所述之方法,其中该陶瓷包括钛酸钡(BaTiO3)。9.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该介电材料层选自于由钛酸钡(BaTiO3)、钛酸锶(SrTiO3)、SrBi2Ti2O9及其混合物组成之族群。10.如申请专利范围第2项所述之方法,其中该气体包括一含氢气体。11.如申请专利范围第10项所述之方法,其中该含氢气体选自于由水蒸气(H2O)、氢气、氨气、甲烷、过氧化氢、氮氢混合气体及其混合物组成之族群。12.一种避免沉积在一基底上之一介电材料层腐蚀的方法,包含:a)提供支撑有一介电材料层及一金属层于该介电材料层上之一基底;b)以至少包括一腐蚀性气体之一蚀刻气体电浆蚀刻步骤(a)之该金属层以暴露该介电材料层表面并在该介电材料层表面形成一腐蚀性残余物;以及c)蚀刻后处理步骤(b)之该介电材料层表面以移除该腐蚀性残余物并避免该介电材料层腐蚀。13.如申请专利范围第12项所述之方法,其中该金属层选自于由铂及锶组成之族群。14.如申请专利范围第12项所述之方法,其中该步骤(c)之蚀刻后处理包括在真空且包括一气体电浆之一反应室内放置具有支撑该腐蚀性残余物之该介电材料层之该基底。15.如申请专利范围第14项所述之方法,其中该反应室使用下列制程条件操作:一总源气体流量范围约50sccm至约10000sccm,一反应室压力范围约50毫托耳至约100000毫托耳,一微波功率范围约100瓦至约5000瓦,及一基底温度范围约20℃至约500℃,其中氮气包含约1%至约67%体积百分率之该源气体,及氨气包含约33%至99%体积百分率之该源气体。16.如申请专利范围第12项所述之方法,其中该介电材料层选自于由钛酸钡(BaTiO3)、钛酸锶(SrTiO3)及其混合物组成之族群。17.如申请专利范围第14项所述之方法,其中该气体包括一含氢气体。18.如申请专利范围第17项所述之方法,其中该含氢气体选自于由水蒸气(H2O)、氢气、氨气、甲烷、过氧化氢、氮氢混合气体及其混合物组成之族群。19.一种避免沉积在一基底上之一介电材料层腐蚀的方法,包含:a)提供支撑一图案化导电层之一基底;b)在步骤(a)之该图案化导电层上沉积一介电材料层;c)在步骤(b)之该介电材料层上沉积一导电层;d)在步骤(c)之该导电层上形成一图案化罩幕层以暴露部分的该导电层;e)以至少包括一腐蚀性气体之一蚀刻气体电浆蚀刻该导电层的暴露部分以暴露该介电材料层表面并在该介电材料层表面沉积一腐蚀性残余物;以及f)蚀刻后处理步骤(e)之该介电材料层表面以移除该腐蚀性残余物并避免该介电材料层腐蚀。20.如申请专利范围第19项所述之方法,其中步骤(f)之该蚀刻后处理包括在真空且包括一气体电浆之一反应室内放置具有支撑该腐蚀性残余物之该介电材料层之该基底。21.如申请专利范围第3项所述之方法,其中该气体选自于由含氢气体、非含氢气体及其混合物组成之族群。22.如申请专利范围第1项所述之方法,其中步骤(b)之处理包括以去离子水接触该腐蚀性残余物。23.如申请专利范围第12项所述之方法,其中步骤(c)之蚀刻后处理包括以去离子水接触该腐蚀性残余物。24.如申请专利范围第19项所述之方法,其中步骤(f)之蚀刻后处理包括以去离子水接触该腐蚀性残余物。25.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该介电材料层包括一铁电材料。26.如申请专利范围第12项所述之方法,其中该介电材料层包括一铁电材料。27.如申请专利范围第19项所述之方法,其中该介电材料层包括一铁电材料。28.如申请专利范围第1项所述之方法,其中步骤(b)之处理包括以选自于由含氢气体、非含氢气体及其混合物组成族群之气体电浆接触步骤(a)之该介电材料层表面。29.如申请专利范围第12项所述之方法,其中该蚀刻后处理步骤包括放置该基底于一使用下列制程条件操作的反应室内:一含氢气体之气体流量范围约30sccm至约500sccm,一反应室压力范围约0.1毫托耳至约300毫托耳,一线圈感应器之RF功率范围约100W至约5000W及频率范围约100kHz至约300MHz,一晶圆支撑装置之RF功率范围约50瓦至约3000瓦及频率范围约100kHz至约300MHz,及一基底温度范围约20℃至约500℃。30.如申请专利范围第28项所述之方法,其中该蚀刻后处理步骤包括放置该基底于一使用下列制程条件操作的反应室内:一含氢气体之气体流量范围约20sccm至约500sccm,一非含氢气体之气体流量范围约20sccm至约200sccm,一反应室压力范围约0.1毫托耳至约300毫托耳,一线圈感应器之RF功率范围约100W至约5000W及频率范围约100kHz至约300MHz,一晶圆支撑装置之RF功率范围约50瓦至约3000瓦及频率范围约100kHz至约300MHz,及一基底温度范围约20℃至约500℃。图式简单说明:第1图为具有图案化电极层之半导体晶圆剖面图;第2图为在介电材料层与导电层沉积于第1图半导体晶圆上后之第1图半导体晶圆剖面图;第3图为在罩幕层与蚀刻后阻挡层沉积于第2图半导体晶圆上后之第2图半导体晶圆剖面图;第4图为从导电层表面蚀刻并移除部分罩幕层暴露出导电层表面之第3图半导体晶圆剖面图;第5图为第4图晶圆10在从剩余罩幕层22去除图案化阻挡物24后之侧视图;第6图为在蚀刻且图案化导电层以暴露介电材料层表面后之第5图半导体晶圆剖面图;第7图为腐蚀性残余物沉积在介电材料层表面后之第6图半导体晶圆剖面图;第8图为颠倒本发明制程所制造之半导体晶圆剖面图,并包括作为由多个导电层表示之上电极共用电容器之下电极;第9图为第8图中由支撑腐蚀性残余物BST介电材料层分开之蚀刻后铂电极之部分图示;第10图为用以从介电材料层表面去除腐蚀性残余物之反应室结构图;第11图为绘示在DPSTM蚀刻反应室内处理以移除腐蚀性残余物前之测试半导体晶圆;以及第12图为绘示在DPSTM蚀刻反应室内处理以移除腐蚀性残余物后之测试半导体晶圆。
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