发明名称 避免多晶矽层过蚀刻异常之方法
摘要 本发明提供一种避免多晶矽层过蚀刻异常之方法,上述方法包括:清洗一半导体底材。接着,形成一介电层于该半导体底材之上。然后,利用一第一流量速率将一第一矽来源气体注入一反应室中,以形成一第一多晶矽层于介电层之上。之后,利用一第二流量速率将一第二矽来源气体注入一反应室中,以形成一第二多晶矽层于第一多晶矽层之上,其中第二矽来源气体与第一矽来源气体具有不同之成长速率。接着,形成一光阻图案于第二多晶矽层之上,再利用光阻图案作为一蚀刻罩幕而执行一蚀刻程序,以依序蚀刻第二多晶矽层与第一多晶矽层,直到暴露出介电层为止。最后,去除光阻图案。
申请公布号 TWI220276 申请公布日期 2004.08.11
申请号 TW092126072 申请日期 2003.09.22
申请人 联华电子股份有限公司 发明人 韩宗宪;林仁淙;黄国平
分类号 H01L21/306 主分类号 H01L21/306
代理机构 代理人 陈达仁 台北市中山区南京东路二段一一一号八楼之三;谢德铭 台北市中山区南京东路二段一一一号八楼之三
主权项 1.一种避免多晶矽层过蚀刻异常之方法,包括:形成一第一多晶矽层于一介电层之上,其中该第一多晶矽层系由一第一矽来源气体之一第一流量速率所形成;形成一第二多晶矽层于该介电层之上,其中该第二多晶矽层系由一第二矽来源气体之一第二流量速率所形成,其中该第二矽来源气体与该第一矽来源气体具有不同之成长速率;形成一光阻图案于该第二多晶矽层之上;利用该光阻图案为一蚀刻罩幕而执行一蚀刻程序,以依序蚀刻该第二多晶矽层与该第一多晶矽层,直到暴露出该介电层为止;以及去除该光阻图案。2.如申请专利范围第1项之避免多晶矽层过蚀刻异常之方法,更包括以下之步骤:清洗一半导体晶圆;以及形成一闸极介电层于该半导体晶圆之上。3.如申请专利范围第2项之避免多晶矽层过蚀刻异常之方法,其中上述清洗步骤系透过一稀释的氢氟酸溶液DHF:Dilute Hydro-Fluorine)来执行,目的在于去除形成于该半导体晶圆表面之寄生氧化物(native oxide)与杂质。4.如申请专利范围第1项之避免多晶矽层过蚀刻异常之方法,其中上述介电层为闸极介电层。5.如申请专利范围第4项之避免多晶矽层过蚀刻异常之方法,其中上述闸极介电层为二氧化矽层。6.如申请专利范围第5项之避免多晶矽层过蚀刻异常之方法,其中上述二氧化矽层系形成于快速热氧化(RTO:Rapid Thermal Oxidaion)装置之氧化反应室中。7.如申请专利范围第6项之避免多晶矽层过蚀刻异常之方法,其中上述二氧化矽层之形成温度与压力之范围分别为:500℃到700℃、150 mTorr到1.5 Torr。8.如申请专利范围第7项之避免多晶矽层过蚀刻异常之方法,其中上述二氧化矽层之形成厚度为15~30埃(A)。9.如申请专利范围第1项之避免多晶矽层过蚀刻异常之方法,其中上述第一矽来源气体包括:SiH4(silane)、Si2H6(disilane)、Si3H8(trisilane)与SiH2Cl2(dichlorosilane)。10.如申请专利范围第9项之避免多晶矽层过蚀刻异常之方法,其中上述第一多晶矽层系形成于快速热氧化(RTO:Rapid Thermal Oxidation)装置之多晶矽反应室中。11.如申请专利范围第1项之避免多晶矽层过蚀刻异常之方法,其中上述第一多晶矽层之形成厚度为1000~2000埃(A)。12.如申请专利范围第1项之避免多晶矽层过蚀刻异常之方法,其中上述第二矽来源气体包括:SiH4(silane)、Si2H6(disilane)、Si3H8(trisilane)与SiH2Cl2(dichlorosilane)。13.如申请专利范围第1项之避免多晶矽层过蚀刻异常之方法,其中上述第二多晶矽层系形成于快速热氧化(RTO:Rapid Thermal Oxidation)装置之多晶矽反应室中。14.如申请专利范围第1项之避免多晶矽层过蚀刻异常之方法,其中上述第二多晶矽层之形成厚度为200~1000埃(A)。15.如申请专利范围第1项之避免多晶矽层过蚀刻异常之方法,其中上述第二多晶矽层加上第一多晶矽层之多晶矽层总厚度为1000~2500埃(A)。16.如申请专利范围第1项之避免多晶矽层过蚀刻异常之方法,更包含形成一复数个多晶矽层于该第二多晶矽层之上,其中每一个该复数个多晶矽层由一特定之矽来源气体所形成,该特定之矽来源气体与该第一、第二矽来源气体具有不同之成长速率。17.如申请专利范围第16项之避免多晶矽层过蚀刻异常之方法,其中上述特定之矽来源气体包括:SiH4(silane)、Si2H6(disilane)、Si3H8(trisilane)与SiH2Cl2(dichlorosilane)。18.如申请专利范围第17项之避免多晶矽层过蚀刻异常之方法,其中上述复数个多晶矽层系形成于快速热氧化(RTO:Rapid Thermal Oxidation)装置之多晶矽反应室中。19.如申请专利范围第16项之避免多晶矽层过蚀刻异常之方法,更包含以下之步骤:形成一光阻图案于该复数个多晶矽层之上;利用该光阻图案为一蚀刻罩幕而执行一蚀刻程序,以依序蚀刻该复数个多晶矽层、该第二多晶矽层与该第一多晶矽层,直到暴露出该闸极介电层为止;以及去除该光阻图案。20.一种形成多晶矽层之方法,包括:提供一反应室;利用一第一流量速率将一第一矽来源气体注入一反应室中,以形成一第一多晶矽层于一闸极介电层之上;以及利用一第二流量速率将一第二矽来源气体注入一反应室中,以形成一第二多晶矽层于该第一多晶矽层之上,其中该第二矽来源气体与该第一矽来源气体具有不同之成长速率。21.如申请专利范围第20项之形成多晶矽层之方法,更包括以下之步骤:清洗一半导体晶圆;以及形成一介电层于该半导体晶圆之上。22.如申请专利范围第21项之形成多晶矽层之方法,其中上述清洗步骤系透过一稀释的氢氟酸溶液(DHF:Dilute Hydro-Fluorine)来执行,目的在于去除形成于该半导体晶圆表面之寄生氧化物(native oxide)与杂质。23.如申请专利范围第21项之形成多晶矽层之方法,其中上述介电层为闸极介电层。24.如申请专利范围第23项之形成多晶矽层之方法,其中上述闸极介电层为二氧化矽层。25.如申请专利范围第24项之形成多晶矽层之方法,其中上述二氧化矽层系形成于快速热氧化(RTO:RapidThermal Oxidation)装置之氧化反应室中。26.如申请专利范围第25项之形成多晶矽层之方法,其中上述二氧化矽层之形成温度与压力之范围分别为:500℃到700℃、150 mTorr到1.5 Torr。27.如申请专利范围第26项之形成多晶矽层之方法,其中上述二氧化矽层之形成厚度为15~30埃(A)。28.如申请专利范围第22项之形成多晶矽层之方法,其中上述第一矽来源气体包括:SiH4(silane)、Si2H6(disilane)、Si3H8(trisilane)或SiH2Cl2(dichlorosilane)。29.如申请专利范围第28项之形成多晶矽层之方法,其中上述第一多晶矽层系形成于快速热氧化(RTO:Rapid Thermal Oxidation)装置之多晶矽反应室中。30.如申请专利范围第22项之形成多晶矽层之方法,其中上述第一多晶矽层之形成厚度为1000~2000埃(A)。31.如申请专利范围第22项之形成多晶矽层之方法,其中上述第二矽来源气体包括:SiH4(silane)、Si2H6(disilane)、Si3H8(trisilane)与SiH2Cl2(dichlorosilane)。32.如申请专利范围第22项之形成多晶矽层之方法,其中上述第二多晶矽层系形成于快速热氧化(RTO:Rapid Thermal Oxidation)装置之多晶矽反应室中。33.如申请专利范围第22项之形成多晶矽层之方法,其中上述第二多晶矽层之形成厚度为200~1000埃(A)。34.如申请专利范围第22项之形成多晶矽层之方法,其中上述第二多晶矽层加上第一多晶矽层之多晶矽层总厚度为1000~2500埃(A)。35.如申请专利范围第22项之形成多晶矽层之方法,更包含将一第三矽来源气体注入一反应室中,以形成一第三多晶矽层于该第二多晶矽层之上,其中该第三矽来源气体与该第一、第二矽来源气体具有不同之成长速率。36.如申请专利范围第35项之形成多晶矽层之方法,其中上述第三矽来源气体包括:SiH4(silane)、Si2H6(disilane)、Si3H8(trisilane)与SiH2Cl2(dichlorosilane)。37.如申请专利范围第36项之形成多晶矽层之方法,其中上述第三多晶矽层系形成于快速热氧化(RTO:Rapid Thermal Oxidation)装置之多晶矽反应室中。38.如申请专利范围第37项之形成多晶矽层之方法,其中上述第三多晶矽层之厚度为200~1000埃(A)。39.如申请专利范围第38项之形成多晶矽层之方法,其中上述第三多晶矽层加上第一与第二多晶矽层之多晶矽层总厚度为1500~3000埃(A)。图式简单说明:第一图为显示习知技术于多晶矽层上形成光阻图案之示意图;第二图为显示习知技术之蚀刻多晶矽层至氧化层暴露之示意图;第三图为显示习知技术于蚀刻多晶矽层时蚀穿氧化层之示意图;第四图为显示习知技术于蚀刻多晶矽层时蚀刻部分底材之示意图;第五图为显示本发明于氧化层上形成多晶矽层之示意图;第六图为显示本发明于多晶矽层上形成光阻图案之示意图;第七图为显示本发明之蚀刻多晶矽层之示意图;以及第八图为显示本发明于蚀刻多晶矽层时蚀穿氧化层之示意图。
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