发明名称 半导体装置之制造方法
摘要 本发明系提供一种半导体装置之制造方法,系在伴随不同蚀刻特性的两种以上之氧化膜形成时,包含能回避使蚀刻选择比恶化之蚀刻步骤者。在闸极侧面上,形成NSG、TEOS膜及HTO膜等第1氧化膜、且包含BPSG膜、PSG膜等第2氧化膜的积层膜侧壁。然后,将积层膜侧壁当作MIS电晶体的源极汲极形成用注入遮罩使用之后,选择性除去第2氧化膜时,以包含氢氟酸与无机酸(盐酸、硫酸等)之混合水溶液湿蚀刻积层膜侧壁。藉此,使各氧化膜的蚀刻选择比增大,仅除去上层的第2氧化膜。
申请公布号 TW559926 申请公布日期 2003.11.01
申请号 TW091110870 申请日期 2002.05.23
申请人 松下电器产业股份有限公司 发明人 和田幸久
分类号 H01L21/304 主分类号 H01L21/304
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路二○一号七楼
主权项 1.一种半导体装置的制造方法,系于半导体基板上具有设置闸极绝缘膜与其上之闸极的MIS型电晶体的半导体装置制程,其特征在于具备有以下步骤:在闸极侧面上形成包含蚀刻特性互异的第1氧化膜与第2氧化膜之侧壁的步骤(a);以上述侧壁作为遮罩,进行源极.汲极区域形成用的离子布植之步骤(b);及以包含氢氟酸与无机酸的混合水溶液蚀刻上述侧壁,选择性除去上述第2氧化膜的步骤(c)。2.如申请专利范围第1项之半导体装置的制造方法,其中在上述步骤(a)中,形成无掺杂矽氧化膜作为上述第1氧化膜,形成掺杂矽氧化膜作为上述第2氧化膜。3.如申请专利范围第2项之半导体装置的制造方法,其中上述无掺杂矽氧化膜为NSG膜、TEOS膜、HTO膜或电浆氧化膜;上述掺杂氧化膜为BPSG膜、PSG膜或BSG膜。4.如申请专利范围第1项之半导体装置的制造方法,其中在上述步骤(c)中,系选择使用具有氢氟酸为0.01至1.0重量%、无机酸为0.001至30.0重量%范围的混合比之水溶液。5.如申请专利范围第1项之半导体装置的制造方法,其中在上述步骤(c)中,系使用盐酸、硫酸或硝酸作为上述无机酸。6.如申请专利范围第1至5项中任一项之半导体装置的制造方法,其中上述闸极系以多晶矽、多金属或金属形成者。7.如申请专利范围第1至5项中任一项之半导体装置的制造方法,其中在上述步骤(c)之后,更包含以包含有过氧化氢水或臭氧水的液体进行清洗的步骤。8.如申请专利范围第7项之半导体装置的制造方法,其中上述包含有过氧化氢水的液体之过氧化氢的浓度,在0.01至30.0重量%的范围内。9.如申请专利范围第7项之半导体装置的制造方法,其中上述包含有臭氧水的液体之臭氧的浓度为0.1至150.0 ppm的范围内。10.如申请专利范围第1至5项中任一项之半导体装置的制造方法,其中上述步骤(a)系包含以下副步骤:在闸极上面及侧面上形成上述第1氧化膜之副步骤;在上述第1氧化膜上形成氮化膜之副步骤;在上述氮化膜上形成第2氧化膜之副步骤;回蚀上述第2氧化膜,且形成由大致呈L字状的第1氧化膜及氮化膜构成的双层膜与由扇状的第2氧化膜构成的积层膜侧壁之副步骤,在上述步骤(c)中,形成由约呈L字状的第1氧化膜及氮化膜构成的双层膜侧壁。11.一种半导体装置的制造方法,其特征在于具备有以下步骤:在基板上形成包含蚀刻特性不同的两个绝缘膜之积层膜的步骤(a);及以包含氢氟酸与无机酸的混合水溶液选择性蚀刻除去上述积层膜的步骤(b),在上述步骤(b)中,利用上述混合水溶液使上述两个绝缘膜间的蚀刻选择比增大。12.如申请专利范围第11项之半导体装置的制造方法,其中上述绝缘膜为矽氧化膜、矽氮化膜或矽氧氮化膜。13.如申请专利范围第11项或第12项之半导体装置的制造方法,其中在上述步骤(b)中,系选择使用具有氢氟酸为0.01至1.0重量%、无机酸为0.001至30.0重量%范围的混合比之水溶液。14.如申请专利范围第11项或第12项之半导体装置的制造方法,其中在上述步骤(c)中,系使用盐酸、硫酸或硝酸作为上述无机酸。15.一种半导体装置的制造方法,系具有MIS型电晶体的半导体制程,其特征在于具备有以下步骤:在半导体基板表面形成闸极氧化膜的步骤(a);在上述闸极氧化膜上以大致残留上述闸极氧化膜的状态形成闸极之步骤(b);在闸极侧面上形成包含与上述闸极氧化膜蚀刻特性互异的氧化膜之侧壁,并且除去上述闸极氧化膜中露出部分之步骤(c);以上述侧壁作为遮罩,进行用以形成源极.汲极区域的离子布植之步骤(d);以氢氟酸与无机酸的混合水溶液蚀刻上述侧壁之步骤(e);及在上述步骤(e)之后,以包含过氧化氢水或臭氧水的液体清洗上述半导体基板的步骤(f)。16.如申请专利范围第15项之半导体装置的制造方法,其中上述步骤(f)中,系将选择包含有过氧化氢水的液体之过氧化氢的浓度设为0.01至30.0重量%范围内的浓度;上述包含有臭氧水的液体之臭氧的浓度系选择0.1至150.0 ppm范围内的浓度。17.如申请专利范围第15项或第16项之半导体装置的制造方法,其中在上述步骤(c)中,系使用盐酸、硫酸或硝酸作为上述无机酸。18.一种半导体装置的制造方法,系具有元件分离用绝缘膜之半导体装置的制造方法,其特征在于具备有以下步骤:在半导体基板上依序形成蚀刻特性互异的保护膜与耐氧化性膜之步骤(a);图案化上述对氧化性膜以形成蚀刻遮罩之步骤(b);在涂布上述蚀刻遮罩的状态下,利用包含氢氟酸与无机酸的混合水溶液蚀刻上述保护膜,于上述蚀刻遮罩下残留衬垫膜之步骤(c);在涂布上述蚀刻遮罩的状态下,乾蚀刻上述半导体基板,以形成渠沟之步骤(d);及利用包含氢氟酸与无机酸的混合水溶液蚀刻上述衬垫膜中露出于上述渠沟的侧面部之步骤(e)。19.如申请专利范围第18项之半导体装置的制造方法,其中在上述步骤(a)中,系形成矽氧化膜作为上述保护膜,形成氮化矽膜作为上述耐氧化性膜。20.如申请专利范围第18项之半导体装置的制造方法,其中在上述步骤(c)及上述步骤(e)中,系选择使用具有氢氟酸为0.01至1.0重量%、无机酸为0.001至30.0重量%范围的混合比之水溶液。21.如申请专利范围第20项之半导体装置的制造方法,其中在上述步骤(c)及上述步骤(e)中,使用盐酸、硫酸或硝酸作为上述无机酸。22.如申请专利范围第18至21项中任一项之半导体装置的制造方法,其中在上述步骤(c)及上述步骤(e)之后,更包含有以包含过氧化氢水或臭氧水的液体进行清洗的步骤。23.如申请专利范围第22项之半导体装置的制造方法,其中包含有过氧化氢水的液体之过氧化氢的浓度在0.01至30.0重量%的范围内。24.如申请专利范围第23项之半导体装置的制造方法,其中包含有上述臭氧水的液体之臭氧的浓度在0.1至150.0 ppm的范围内。25.一种半导体装置的制造方法,系具有由多晶矽构成之有底筒体构造的电容电极之半导体装置的制程,其特征在于具备有以下步骤:在半导体基板上形成层间膜之步骤(a);在上述层间膜上形成与上述层间膜特性不同的间隔层之步骤(b);蚀刻上述间隔层,以形成具有凹部空间之步骤(c);在基板上形成掺杂矽膜与光阻膜之后,进行该光阻膜与上述掺杂膜的回蚀,沿着上述凹部的壁部残留由上述掺杂矽膜构成的有底筒体之步骤(d);及利用包含氢氟酸与无机酸的混合水溶液蚀刻上述间隔层,使上述有底筒体的内壁面及外壁面露出之步骤(e)。26.如申请专利范围第25项之半导体装置的制造方法,其中在上述步骤(a)中,形成无掺杂矽氧化膜作为上述层间膜;在上述步骤(b)中,形成掺杂矽氧化膜作为上述间隔层。27.如申请专利范围第26项之半导体装置的制造方法,其中上述间隔层为至少包含磷之矽氧化膜。28.如申请专利范围第25项之半导体装置的制造方法,其中更包含以下步骤:在上述步骤(b)之前,于上述层间膜上形成氮化膜之步骤;在上述步骤(c)后,上述步骤(d)之前,藉由蚀刻除去上述氮化膜中位于上述凹部底面位置的部分,以形成氮化膜遮罩之步骤,在上述步骤(e)中,以涂布上述氮化膜遮罩的状态进行蚀刻。29.如申请专利范围第25至28项中任一项之半导体装置的制造方法,其中在上述步骤(e)中,系选择使用具有氢氟酸为0.01至1.0重量%、无机酸为0.001至30.0重量%范围的混合比之水溶液。30.如申请专利范围第29项之半导体装置的制造方法,其中在上述步骤(e)中,使用盐酸、硫酸或硝酸作为上述无机酸。图式简单说明:图1系显示以HCL浓度调整各种氧化膜的蚀刻速度(nm/分)之pH相关的蚀刻速度/pH相关图。图2系显示BPSG膜/th-SiO2膜间的蚀刻选择比以及BPSG膜/NSG膜间的蚀刻选择比与蚀刻水溶液pH的关系之蚀刻选择比/pH关系图。图3(a)至(d)系显示本发明之实施形态的半导体装置的形成步骤之剖视图。图4(a)及(b)系比较习知例与本实施形态显示图3(d)所示步骤的SiN膜及NSG膜的残存状态之MISFET的剖视图。图5(a)及(b)系显示本发明之实施形态的两个变形例的半导体装置的制造步骤一部份剖视图。图6系将用以评价各湿蚀刻液的实验结果所获的各种氧化膜之蚀刻速度与选择比显示于表中。图7(a)至(g)系显示本发明第2实施形态的半导体装置的制造步骤之剖视图。图8(a)至(d)系显示本发明第3实施形态的半导体装置的制造步骤之剖视图。
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