包含表面清洁步骤的制造半导体装置的方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种包含表面清洁的制造半导体装置的方法。该方法包括在半导体基板上形成栅极叠层，使用含有将含氟（Ｆ）物质分散于醇的蚀刻剂以清洁存在于经接触孔而露出的该半导体基板表面的污染物，并以导电层填充接触孔以形成连接接触。该蚀刻剂优选为具有１以下的低选择性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种制造半导体装置的方法。更具体而言，本专利技术涉及包含表面清洁步骤以从半导体装置层表面除去污染物(例如原生氧化物(native oxide ))的制造半导体装置的方法。
技术介绍
随着半导体装置设计规则的缩减，已将具有80nm以下的微细线条关键 尺寸(CD)的超短沟道型金属氧化物半导体晶体管整合至半导体基板上。 此外，在形成连接布线结构或装置期间，设计规则的缩减已造成工艺余量 (process margin)的限制及对移除表面污染物(例如原生氧化物)的约束。例如，连接接触与如晶体管的源极及/或漏极的结接触，因而连接至这些 结。为确保连接接触的接触面积，通过使用4册极叠层作为蚀刻阻挡的自对准 接触(self aligned contact (SAC))来形成连接接触。为减少当使用SAC时 结与连接接触之间的电阻，必须在沉积导电插塞层之前移除存在于结表面的 污染物(例如原生氧化物)。一般通过使用具緩冲氧化物蚀刻剂(buffered oxide etchant (BOE))或 稀释氢氟酸(HF)溶液作为湿法蚀刻剂来进行移除原生氧化物的工艺。在湿 法清洁期间，构成接触孔侧壁的绝缘层会发生不期望的腐蚀损失(corrosion loss )。腐蚀损失为湿法清洁的约束或限制因素。更具体而言，半导体装置设计规则的缩减造成用以将邻近的接触孔相互 隔离的绝缘层的小尺寸化的线宽。因此，在已知的湿法清洁期间内绝缘层的 损失，使得难以确保邻近的接触孔间的预定间隔。结果填充接触孔的连接接 触间可能发生电短路。此外，连接于连接接触的晶体管中可能发生漏电。因此，必须发展一种表面清洁方法能够有效地移除原生氧化物，同时防 止例如绝缘层、导电层或半导体层的相邻层的腐蚀。
技术实现思路
本专利技术的一个方面提供一种用于制造半导体装置的方法，其包括能有效 移除原生氧化物并且防止层间介电层的腐蚀损失的表面清洁。根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供一种用于制造半导体装置的方法， 该方法包括使用含有将含氟(F)物质分散于醇的蚀刻剂以清洁存在于清洁 目标层表面上的污染物。根据本专利技术的另一个方面，本专利技术提供一种用于制造半导体装置的方法，其包括在下层(underlying layer)上形成绝缘层；选择性地蚀刻绝缘 层以形成接触孔而露出下层表面，并在下层表面上产生污染物；使用含有将 含氟(F)物质分散于醇的蚀刻剂以清洁存在于经接触孔而露出的下层表面 上的污染物；及以使用导电层填充接触孔以形成连接接触。根据本专利技术的另一个方面，本专利技术提供一种用于制造半导体装置的方 法，其包括在半导体基板上形成多个栅极叠层，每一栅极叠层包括第一导 电层、在栅极叠层侧上的间隔物(spacer )、及在栅极叠层顶部上的覆盖层 (capping layer);在4册极叠层上方形成绝缘层以填充邻近栅极叠层之间的区 域；使用间隔物及覆盖层作为蚀刻阻挡而蚀刻绝缘层以形成接触孔以及在半 导体基板表面上产生污染物；使用含有将含氟(F)物质分散于醇的蚀刻剂 以清洁存在于经接触孔而露出的半导体基板表面上的污染物；在所得的结构 上方形成第二导电层，以使第二导电层填充接触孔；及将第二导电层平面化， 由此露出覆盖层及利用栅极叠层与残留的绝缘层形成相互隔离的连接接触。清洁目标层优选为硅基板、多晶硅层、非晶硅层、钨(W)层、氮化鴒 (WN)层、硅化鴒(WSix)层、钛(Ti)层、氮化钛(TiN)层、铜(Cu) 层、铝(Al)层或锌(Zn)层。醇优选包括异丙醇(IPA)，且含氟(F)物质优选包括氢氟酸(HF)、 氟离子)及/或二氟氢离子(HF2—)，且蚀刻剂优选包含不少于80重量 %的醇及低于20重量％的含氟(F )物质。醇亦能包括二醇，在此情况下含氟(F)物质优选地包括氢氟酸(HF)、 氟离子(F—)及/或二氟氢离子(HF2—)，且蚀刻剂优选包括不少于80重量 %的醇及^^于20重量％的含氟(F )物质。蚀刻剂优选包括表面活性剂作为含氟(F)物质的分散剂。蚀刻剂中的含水量优选为少于10重量％。蚀刻剂优选通过将醇与氢氟酸(HF)溶液混合来制备。优选使用蚀刻剂移除存在于清洁目标层或半导体基板的表面上的原生 氧化物或蚀刻残留物来进行清洁。优选地，绝缘层是由硼磷硅酸盐玻璃(BPSG)、磷硅酸盐玻璃(PSG)、 硼硅酸盐玻璃(BSG)、低压正硅酸四乙酯(LP-TEOS)、等离子体增强正硅 酸四乙酯(PE-TEOS)、高密度等离子体(HDP)氧化硅、未掺杂硅酸盐玻 璃(USG)、低压(LP)氮化物、等离子体增强(PE)氮化物、氮氧化硅、 旋涂电介质(spin-on-dielectric (SOD))及热氧化物(thermal oxide)的至少 一种所制成。第一导电层优选包括具有下4册极介电层(underlying gate dielectric layer)的栅极层，间隔物及覆盖层优选包括氮化硅层，绝缘层优选包括硼磷硅酸盐 玻璃(BPSG )层。该方法优选进一步包括形成含有未掺杂硅酸盐玻璃(USG ) 层的间隔物绝缘层以使间隔物绝缘层覆盖间隔物及覆盖层。优选地，蚀刻剂中包含的含氟(F)物质的量被选择成将绝缘层、间隔 物及覆盖层对原生氧化物的各蚀刻比率调整为3以下。本专利技术4是供一种包含表面清洁的制造半导体装置的方法，能有效地移除 原生氧化物且防止层间介电层的腐蚀损失。附图说明图1、 2和3图示说明包含4艮据本专利技术的一个实施例的表面清洁的制造 半导体装置方法的剖面图；及图4、 5、 6、 7、 8和9图示说明包含根据本专利技术的另一实施例的表面清 洁的制造半导体装置的另 一方法剖面图。附图标记说明110半导体基板120装置隔离层130绝缘层131剩余部分135接触孑L140表面污染物150接触200半导体基板210半导体基板220栅一及叠层221栅极介电层222第一导电层223第一导电层224间隔物225230间隔物绝缘层240 层间介电层 245 遗失部分 260 第二导电层241接触孔 250污染物 261连接接触具体实施方式本专利技术涉及使用含有将含氟(F)物质分散于醇的蚀刻剂来将清洁目标 层表面上的污染物的方法。清洁目标层可为非氧化物层，例如硅基板的单晶 硅层或多晶硅层。清洁目标可为由清洁目标层表面上自发氧化所产生的原生 氧化物。清洁目标层例如为硅基板、多晶硅层、非晶硅层、钨(W)层、氮 化鴒(WN)层、硅化鸩(WSix)层、钛(Ti)层、氮化钛(TiN)层、铜(Cu) 层、铅(Al)层或锌(Zn)层。氧化硅为原生氧化物的示例。当与利用如化学气相沉积(CVD)或旋转 涂布的沉积方法所形成的氧化硅比较时，原生氧化物具有高度致密的共价键 (highly densified covalent bond )。因此，当与沉积的氧化硅相比较时，原生 氧化物显现对于蚀刻剂(例如稀释的HF溶液)的j氐蚀刻比率。在从经氧化 硅沉层而露出的清洁目标层表面移除原生氧化物的工艺中，可能会非预期地 发生氧化硅沉层的严重损失。当形成自对准接触(SAC)时，发生不期望的 现象，例如连接接触间发生短路或连接到连接接触的晶体管发生漏电。在一个实施例中，本专利技术涉及一种移除清洁目标层表面上的污染物的方 法，该方法能够通过使用含有将含氟(F)物质本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造半导体装置的方法，该方法包括使用含有将含氟物质分散于醇的蚀刻剂来清洁在清洁目标层表面上的污染物。

【技术特征摘要】
KR 2006-8-18 78351/061.一种制造半导体装置的方法，该方法包括使用含有将含氟物质分散于醇的蚀刻剂来清洁在清洁目标层表面上的污染物。2. 如权利要求1所述的方法，其中所述清洁目标层选自由硅基板、多晶硅层、非晶硅层、鴒层、氮化钨层、硅化钨层、钛层、氮化钛层、铜层、铝 层及锌层所构成的群组。3. 如权利要求1所述的方法，其中 所述醇包括异丙醇，所述含氟物质包括氢氟酸、氟离子及二氟氢离子的至少一种，及 所述蚀刻剂包括不低于80重量％的醇及低于20重量％的所述含氟物质。4. 如权利要求1所述的方法，其中 所述醇包括二醇，所述含氟物质包括氢氟酸、氟离子及二氟氢离子的至少一种，及 所述蚀刻剂包括不低于80重量％的醇及低于20重量％的所述含氟物质。5. 如权利要求1所述的方法，其中所述蚀刻剂进一步包括表面活性剂， 以作为所述含氟物质用的分散剂。6. 如权利要求1所述的方法，其中所述蚀刻剂包括低于10重量％的水。7. 如权利要求1所述的方法，包括通过混合所述醇与氢氟酸溶液而制备 所述蚀刻剂。8. 如权利要求1所述的方法，其中清洁污染物的步骤包括使用所述蚀刻 剂以移除存在于所述清洁目标层表面上的原生氧化物。9. 一种制造半导体装置的方法，所述方法包括使用包括将含氟物质分散 于醇的蚀刻剂以清洁经绝缘层而露出的清洁目标层表面上的污染物。10. 如权利要求9所述的方法，其中 所述醇包括异丙醇及二醇的至少 一种，所述含氟物质包括氢氟酸、氟离子及二氟氢离子的至少一种，及 所述蚀刻剂包括不低于80重量％的醇及低于20重量％的所述含氟物质。11.如权利要求9所述的方法，其中所述绝缘层选自硼磷硅酸盐玻璃、磷硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃、低压正硅酸四乙酯、等离子体增强正硅酸四 乙酯、高密度等离子体氧化硅、未掺杂硅酸盐玻璃、低压氮化物、等离子体 增强氮化物、氮氧化硅、旋涂电介质、热氧化物及其组合的群组。12. —种制造半导体装置的方法，所述方法包括 在下层上形成绝缘层；选择性地蚀刻所述绝缘层以形成露出所述下层的表面的接触孔； 使用含有将含氟物质分散于醇的蚀刻剂以清洁所述接触孔；及 以导电层填充所述接触孔。13. 如权利要求12所述的方法，其中 所述醇包括异丙醇及二醇的至少 一种，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李尚昊，
申请(专利权)人：海力士半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]