專利名稱：可去除蝕刻制程后的殘留聚合物及降低氧化物損失的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)一種聚合物的去除方法，特別是有關(guān)一種去除聚合物且同時降低氧化物損失的方法。
背景技術(shù)：
隨著集成電路的密度不斷擴大，為使芯片(chip)面積保持一樣甚至縮小，以持續(xù)降低電路的單位成本，唯一的辦法就是不斷地縮小電路設計規(guī)格(designrule)，以符合高科技產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展的趨勢。隨著半導體技術(shù)的發(fā)展，集成電路組件的尺寸已經(jīng)縮減到深次微米的范圍。當半導體連續(xù)縮減到深次微米的范圍時，產(chǎn)生了一些在制程微縮上的問題。
集成電路的進展已經(jīng)牽涉到組件幾何學的規(guī)格縮小化。在深次微米的半導體技術(shù)中，為了在半導體干蝕刻制程中控制蝕刻的輪廓必須于使用高碳氟比(C/F)的反應氣體于蝕刻側(cè)壁形成一聚合物保護層。然而，這些聚合物必須于下一制程執(zhí)行前去除，否則會造成后續(xù)制程的問題。一般而言，聚合物是借助一濕式蝕刻的制程加以去除。但是對傳統(tǒng)的濕式蝕刻制程而言，在去除聚合物的同時也會造成氧化層的大量損失。在深次微米的半導體制程中，氧化層厚度的控制相當?shù)刂匾?，尤其是設計規(guī)格(design rule)越小時，所形成的氧化層厚度越薄，氧化層厚度的控制更加困難。
在傳統(tǒng)的濕式蝕刻制程中，去除聚合物的同時將會造成約20至30埃的犧牲氧化層的損失，甚至將犧牲氧化層全部蝕刻去除。若是犧牲氧化層的厚度不足，將對后續(xù)的離子植入制程產(chǎn)生重大的影響。另一方面，對于周邊電路與內(nèi)存上的氧化物-氮化物-氧化物的疊積層的結(jié)構(gòu)(oxide-nitride-oxide)(ONO)而言，氧化物層的厚度必須控制得十分精確，若是氧化物層的厚度在傳統(tǒng)的濕式蝕刻制程中損失過多，將會造成電性的偏移，進而降低組件的再現(xiàn)性。因此，對于傳統(tǒng)的去除聚合物制程而言，不但制程復雜且難以控制氧化物層的厚度，這將極大地增加制程成本。
鑒于上述的種種原因，我們更需要一種新的殘留聚合物的去除方法，以便于提升后續(xù)制程的生產(chǎn)率與優(yōu)良率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要的目的在于提供一種聚合物的去除方法，以同時減少氧化物層的損失，因而能適用于半導體組件的深次微米的技術(shù)中。
本發(fā)明的另一目的系提供一種殘留聚合物的去除方法，且同時可減少氧化物層的損失，還可以減少硫酸混合物(Sulfuric acid Peroxide Mixture)(SPM)所殘留的微粒，也可以保持氧化物層的厚度而不會造成組件特性的飄移。
為實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明一方面提供一種去除聚合物保護層的方法，其特點是，至少包含下列步驟提供一半導體底材；形成一氧化物—氮化物—氧化物層于該半導體底材上；形成且限定一光阻層于該氧化物—氮化物—氧化物層上；將光阻層當成一蝕刻罩幕進行一非等向性蝕刻制程以蝕刻該氧化物—氮化物—氧化物層直到曝露該半導體底材的表面為止，且在該非等向性蝕刻制程完成后形成一聚合物保護層于蝕刻側(cè)壁與該半導體底材的表面上以保持蝕刻外型；去除該光阻層；以及進行一具有一混酸溶液的移除制程以去除該聚合物保護層，其中，該混酸溶液為一氨水、一雙氧水與一去離子水所組成，且其溫度約小于35℃。
為實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明另一方面提供一種在去除聚合物保護層時可避免氧化物損失的方法，其特點是，至少包含下列步驟提供一半導體底材，其上具有一內(nèi)存陣列的一第一導體層與一周邊電路區(qū)的一第二導體層；形成一氧化物—氮化物—氧化物層于所述第一導體層與所述第二導體層上；形成一光阻層于所述氧化物—氮化物—氧化物層，且限定位于所述第二導體層的所述氧化物—氮化物—氧化物層上的所述光阻層；將所述光阻層當成一蝕刻罩幕進行一具有一高碳氟比的反應氣體的干蝕刻制程以蝕刻位于所述第二導體層的所述氧化物—氮化物—氧化物層與所述第二導體層直到曝露所述周邊電路區(qū)的所述半導體底材的表面為止，其中，所述的干蝕刻制程完成后，于所述內(nèi)存陣列與所述周邊電路區(qū)的蝕刻側(cè)壁上將形成一聚合物保護層以維持蝕刻輪廓；去除所述光阻層；以及進行一具有一混酸溶液與一氫氟酸溶液的濕式蝕刻制程以去除所述聚合物保護層，其中，所述氫氟酸溶液的混合比約為700∶1至1500∶1之間，且所述混酸溶液的溫度約小于35℃。
如上所述，本發(fā)明是借助超稀薄氫氟酸(Ultra Dilute Hydrofluoric acid)(UDHF)的溶液，以高流量進行一濕式蝕刻制程使得聚合物保護層完全被去除，且同時可減少氧化物層的損失。因此，本方法能適用于半導體組件的深次微米的技術(shù)中。此外，本方法能借助一低溫的混酸溶液(APM)進行一濕式蝕刻制程(SC1)以去除聚合物保護層，且同時可減少氧化物層的損失。在本發(fā)明中，氧化物層的損失將被降低至約小于6。另一方面，本發(fā)明還可以減少硫酸混合溶液(SPM)所殘留的微粒，也可以保持氧化物層的厚度而不會造成組件特性的飄移。因此，本發(fā)明能降低傳統(tǒng)制程的復雜度及其成本。所以，本發(fā)明的方法能夠符合經(jīng)濟上的效益。
為更清楚理解本發(fā)明的目的、特點和優(yōu)點，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的較佳


圖1A至圖1C為根據(jù)本發(fā)明的第一較佳實施例中，利用高流量的超稀薄氫氟酸溶液，以去除聚合物保護層的制程的結(jié)構(gòu)剖面圖；圖2A至圖2C系為根據(jù)本發(fā)明的第二較佳實施例中，利用低溫的混酸溶液，以去除聚合物保護層的制程的結(jié)構(gòu)剖面圖；與圖3A至圖3C系為根據(jù)本發(fā)明的第三較佳實施例中，利用高流量的超稀薄氫氟酸溶液與低溫的混酸溶液，以去除聚合物保護層的制程的結(jié)構(gòu)剖面圖。
具體實施例方式
為了能徹底地了解本發(fā)明，將在下列的描述中提出詳盡的步驟。顯然地，本發(fā)明的施行并未限定于半導體領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟習的具體細節(jié)。另一方面，眾所周知的制程步驟并未描述于細節(jié)中，以避免造成本發(fā)明不必要的限制。本發(fā)明的較佳實施例詳細描述如下，然而除了這些詳細描述外，本發(fā)明還可以具有其他的實施方式，即在不違背本發(fā)明的精神的前提下所作的等效變化和等效替換均應包括在本發(fā)明申請的專利保護范圍內(nèi)。
參考圖1A所示，在本發(fā)明的第一實施例中，首先提供一半導體底材100。然后，通過一光學微影制程形成一具有一第一氧化物層110的閘極120，例如，一多晶硅閘極，于半導體底材100上。接著，共形生成一第二氧化物層130于閘極120與半導體底材100的表面上。的后，沉積形成一介電層140，例如，一氮化物層，于第二氧化物層130上。
參考圖1B所示，在本實施例中，將第二氧化物層130當成一蝕刻終止層進行一非等向性蝕刻制程150，例如，一干蝕刻制程，以蝕刻介電層140直到曝露第二氧化物層130的表面為止，同時形成一間隙壁160于閘極120的側(cè)壁上。其中上述的非等向性刻制程150完成后，將形成一聚合物保護層170于介電層140的表面上以保持蝕刻外型。此外，上述的非等向性蝕刻制程150至少包含一高碳氟比(C/F)的反應氣體，例如，C4F8、CHF3。
參考圖1C所示，在本實施例中，進行一移除制程180以去除聚合物保護層170。其中上述的移除制程180至少包含一等向性蝕刻制程，例如，一濕式蝕刻制程。移除制程180至少包含一超稀薄氫氟酸溶液(UDHF)，且超稀薄氫氟酸溶液(UDHF)至少包含一約為700∶1至1500∶1之間的混合比，與其流量約大于3000毫升/分(cc/min)。
參考圖2A所示，在本發(fā)明的第二實施例中，首先提供一半導體底材200。然后，形成一氧化物—氮化物—氧化物層210于半導體底材200上。接著，形成且限定一光阻層220于氧化物—氮化物—氧化物層210上。之后，將光阻層220當成一蝕刻罩幕進行一干蝕刻制程230以蝕刻氧化物—氮化物—氧化物層210直到曝露半導體底材200的表面為止，且在干蝕刻制程230完成后形成一聚合物保護層240于蝕刻側(cè)壁與半導體底材200的表面上以保持蝕刻外型，如圖2B所示。其中上述的干蝕刻制程230至少包含一高碳氟比(C/F)的反應氣體，例如，C4F8、CHF3。
參考圖2C所示，在本實施例中，去除光阻層220。然后，進行一移除制程250以去除聚合物保護層240，其中上述的移除制程250至少包含一濕式蝕刻制程(SC1)。移除制程250至少包含一低溫的混酸溶液(APM)，且混酸溶液(APM)至少包含一氨水(NH4OH)、一雙氧水(H2O2)與一去離子水(Deionized water)(DI Water)約為1∶1∶5至1∶1∶40之間，且其溫度約小于35℃。
參考圖3A所示，在本發(fā)明的第三實施例中，首先提供一半導體底材300，其上具有一內(nèi)存陣列310的多晶硅層330A與一周邊電路區(qū)320的多晶硅層330B。然后，形成一氧化物—氮化物—氧化物層340于多晶硅層330A與330B上。形成一光阻層350以覆蓋位于內(nèi)存陣列310的氧化物—氮化物—氧化物層340且限定位于周邊電路區(qū)320的氧化物—氮化物—氧化物層340上的光阻層350。接著，將光阻層350當成一蝕刻罩幕進行一干蝕刻制程360以蝕刻周邊電路區(qū)320的氧化物—氮化物—氧化物層340與多晶硅層330B直到曝露周邊電路區(qū)320的半導體底材300的表面為止。在干蝕刻制程360完成后，于內(nèi)存陣列310與周邊電路區(qū)320的蝕刻側(cè)壁上將形成一聚合物保護層370以維持蝕刻輪廓，如圖3B所示。其中上述的干蝕刻制程360至少包含一高碳氟比(C/F)的反應氣體，例如，C4F8、CHF3。
參考圖3C所示，在本實施例中，去除光阻層350。然后，進行一濕式蝕刻制程380以去除聚合物保護層370，其中，濕式蝕刻制程380至少包含一混酸溶液(APM)與一超稀薄氫氟酸溶液(UDHF)。超稀薄氫氟酸溶液(UDHF)至少包含一約為700∶1至1500∶1之間的混合比，且其流量約大于3000cc/min?；焖崛芤?APM)至少包含一氨水(NH4OH)、一雙氧水(H2O2)與一去離子水(Deionized water))(DI Water)，其混合比率(NH4OH∶H2O2∶H2O)約為1∶1∶5至1∶1∶40之間，且其溫度約小于35℃。這樣，可防止氧化物層的損失。
當然，本發(fā)明可用在去除殘余聚合物的制程上，也可用在任何半導體的蝕刻制程上。而且，本發(fā)明借助超稀薄氫氟酸溶液與低溫混酸溶液(APM)以防止氧化物的損失，迄今仍未發(fā)展用在關(guān)于去除殘余聚合物的制程方面。對深次微米的制程而言，本方法為一較佳可行的去除殘余聚合物的制程。
上述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用以限定本發(fā)明；凡其它未脫離本發(fā)明所揭示的精神下所完成的等效變化和等效替換，均應包含在本發(fā)明申請的專利保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種去除聚合物保護層的方法，其特征在于，至少包含下列步驟提供一半導體底材；形成一氧化物—氮化物—氧化物層于該半導體底材上；形成且限定一光阻層于該氧化物—氮化物—氧化物層上；將光阻層當成一蝕刻罩幕進行一非等向性蝕刻制程以蝕刻該氧化物—氮化物—氧化物層直到曝露該半導體底材的表面為止，且在該非等向性蝕刻制程完成后形成一聚合物保護層于蝕刻側(cè)壁與該半導體底材的表面上以保持蝕刻外型；去除該光阻層；以及進行一具有一混酸溶液的移除制程以去除該聚合物保護層，其中，該混酸溶液為一氨水、一雙氧水與一去離子水所組成，且其溫度約小于35℃。
2.如權(quán)利要求1所述的用于半導體組件制造的去除聚合物保護層的方法，其特征在于，所述的非等向性蝕刻制程至少包含一干蝕刻制程。
3..如權(quán)利要求1所述的用于半導體組件制造的去除聚合物保護層的方法，其特征在于，所述的非等向性蝕刻制程至少包含一具有高碳氟比(C/F)的反應氣體。
4.如權(quán)利要求1所述的用于半導體組件制造的去除聚合物保護層的方法，其特征在于，所述的移除制程至少包含一濕式蝕刻制程。
5.如權(quán)利要求1所述的用于半導體組件制造的去除聚合物保護層的方法，其特征在于，所述的氨水、一雙氧水與一去離子水的混合比率約為1∶1∶5至1∶1∶40的間。
6.一種在去除聚合物保護層時可避免氧化物損失的方法，其特征在于，至少包含下列步驟提供一半導體底材，其上具有一內(nèi)存陣列的一第一導體層與一周邊電路區(qū)的一第二導體層；形成一氧化物—氮化物—氧化物層于所述第一導體層與所述第二導體層上；形成一光阻層于所述氧化物—氮化物—氧化物層，且限定位于所述第二導體層的所述氧化物—氮化物—氧化物層上的所述光阻層；將所述光阻層當成一蝕刻罩幕進行一具有一高碳氟比的反應氣體的干蝕刻制程以蝕刻位于所述第二導體層的所述氧化物—氮化物—氧化物層與所述第二導體層直到曝露所述周邊電路區(qū)的所述半導體底材的表面為止，其中，所述的干蝕刻制程完成后，于所述內(nèi)存陣列與所述周邊電路區(qū)的蝕刻側(cè)壁上將形成一聚合物保護層以維持蝕刻輪廓；去除所述光阻層；以及進行一具有一混酸溶液與一氫氟酸溶液的濕式蝕刻制程以去除所述聚合物保護層，其中，所述氫氟酸溶液的混合比約為700∶1至1500∶1之間，且所述混酸溶液的溫度約小于35℃。
7.如權(quán)利要求6所述的在去除聚合物保護層時可避免氧化物損失的方法，其特征在于，所述的濕式蝕刻制程至少包含一約大于3000cc/min的流量。
8.如權(quán)利要求6所述的在去除聚合物保護層時可避免氧化物損失的方法，其特征在于，所述的混酸溶液至少包含一氨水。
9.如權(quán)利要求6所述的在去除聚合物保護層時可避免氧化物損失的方法，其特征在于，所述的混酸溶液至少包含一雙氧水。
10.如權(quán)利要求6所述的在去除聚合物保護層時可避免氧化物損失的方法，其特征在于，所述的混酸溶液至少包含一去離子水。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種用于半導體組件制造的去除聚合物保護層的方法，所述方法包括首先形成一光阻層以覆蓋位于內(nèi)存陣列的氧化物層與限定位于周邊電路區(qū)的氧化物層上的光阻層；接著，將光阻層當成一蝕刻罩幕進行一干蝕刻制程以蝕刻周邊電路區(qū)的氧化層與導電層直到曝露周邊電路區(qū)的底材表面為止；在干蝕刻制程完成后，于蝕刻側(cè)壁上將形成一聚合物保護層以維持蝕刻輪廓；在移除光阻層后，進行一具有超稀薄氫氟酸溶液或一低溫的混酸溶液的濕式蝕刻制程以去除聚合物保護層，且可防止氧化物層的損失。
文檔編號H01L21/3105GK1400638SQ0112507
公開日2003年3月5日 申請日期2001年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月6日
發(fā)明者陳中泰 申請人:旺宏電子股份有限公司