专利名称：存储器的电容器下电极板的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种半导体制造工艺，特别是一种存储器的电容器下电极板的制造方法。
图1B所示的步骡是实施微影与蚀刻工艺，移除部分的遮蔽层108、垫层107与半导体基底100，在主动区110形成第一深沟槽112，并在外围电路区120形成第二深沟槽114。如图所示，形成于外围电路区120中的第二深沟槽114的数量少于主动区110中的第一深沟槽112的数量，亦即，外围电路区120中的第二深沟114的密度小于主动区110中的第一深沟槽112的密度。接着，实施一蚀刻工艺去除遮蔽层108，露出垫层107表面。然后，以低压化学气相沉积法(LPCVD)以及扩散、离子植入法或使用同步掺杂法以植入砷离子，形成一厚度约300埃的掺杂质氧化层116覆盖垫层107表面并覆盖第一深沟槽112与第二深沟槽114的侧壁与底部。
图1C所示的步骤是涂布一层光阻于掺杂质氧化层116表面并填满第一深沟槽112与第二深沟槽114，由于外围电路区120中的第二深沟槽114的密度小于主动区110中的第一深沟槽112的密度，如图所示，外围电路区120的光阻140厚度势必比主动区110的光阻130厚，二者厚度的差异约为3000埃，此差异以a表示。
图1D所示的步骤是实施一蚀刻工艺，去除掺杂质氧化层116表面以及第一深沟槽112与第二深沟槽114内的部分光阻，残留于第一深沟槽112内的光阻以光阻130’表示，残留于第二深沟槽114内的光阻以光阻140’表示。由于，外围电路区120的光阻140的厚度比主动区110的光阻130厚，因此，光阻140’的高度高于光阻130’，二者高度的差异，亦即阶梯高度(stepheight)约为6000埃，此差异以b表示。
图1E所示的步骤是连续实施等向性蚀刻工艺，依序去除高在光阻130’与光阻140’顶部表面的掺杂质氧化层116，曝露出第一开口112与第二开口114内壁的部分基底100表面。残留的掺杂质氧化层116分别以掺杂质氧化层142与掺杂质氧化层144表示。掺杂质氧化层142与掺杂质气化层144间的高度的差异b，亦即阶梯高度约为6000埃。
图1F所示的步骤是去除光阻130’与光阻140’。
图1G所示的步骤是以低压化学蒸气沉稍法沉积一层氧化层(未显示)覆盖垫层107表面与第一深沟槽112、第二深沟槽114的侧壁与掺杂质氧化层142、掺杂质氧化层144的表面。接着，实施驱入(drive-in)工艺，将掺杂质氧化层142与掺杂质氧化层144内的杂质驱入半导体基底100，分别形成电容器下电极板150与电容器下电极板155，最后再去除前述的氧化层、掺杂质气化层142、掺杂质氧化层144与垫层107。至此即完成存储器的电容器下电极板的制造。
运用现有的工艺以制作存储器的电容器下电极板的工艺，在形成深沟槽后，因主动区与外围电路区中的深沟槽密度不同，当光阻涂布于晶圆表面并填满深沟槽以后，主动区表面的光阻厚度与外围电路区的光阻厚度势必不同，在以显影工艺同时去除晶圆表面的光阻以及深沟槽中的部分光阻以后，会造成主动区与外围电路区的深沟槽中残留的光阻高度不同，以致借助光阻形成的下电极板高度也不同，形成所谓的“阶梯高度”，使得主动区与外围电路区的电容器其电容量不同，严重影响该存储器的原有设定功能，使其无法正常运作。本发明以动态随机存取存储器为例，提出一种存储器的电容器下电极板的制造方法，在形成深沟槽后，同样以光阻涂布于晶圆表面并填满深沟槽，但对光阻进行曝光工艺时，光源的照射角度与法线形成一特定夹角，如此深沟槽内的光阻即不被曝光，因此显影后，主动区与外围电路区内深沟槽中的光阻可完整保留，然后再进行一次回蚀刻工艺，去除深沟槽内的部分光阻，无论主动区或外围电路区，各深沟槽中残留的光阻高度皆相同，因此就不会有“阶梯高度”的现象，深沟槽电容器的电容量不均的现象也就不会发生。
为让本发明的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合附图作详细说明如下。
图2A所示的步骤是提供一半导体基底200，此半导体基底200为一如硅、锗的半导体材质，而形成方式则有磊晶或绝缘层上有硅等，为方便说明，在此以-p型硅基底为例。首先在半导体基底200表面定义出主动区210与外围电路区220。接着，在半导体基底200表面形成垫层207，此垫层207是由第一氧化层202与氮化硅层204所组成。其做法是，先在半导体基底200表面以氧化工艺形成厚度约为100-600埃的氧化层202，再由化学蒸气沉积法沉积厚度约为1600-3000埃的氮化硅层204。然后，形成厚度约为5000-20000埃的遮蔽层208于垫层207表面，此遮蔽层208可以是由化学气相沉积法(CVD)、常压化学气相沉积法(APCVD)、次常压化学气相沉积法(SAPCVD)、低压化学气相沉积法(LPCVD)、电浆加强型化学气相沉种法(PECVD)或高密度电浆化学气相沉移法(HDPCVD)等方法同步掺杂例如是硼离子的硼硅玻璃(BSG)层所形成。
图2B所示的步骤是实施微影与蚀刻工艺，移除部分的遮蔽层208、垫层207与半导体基底200，在主动区210形成第一深沟槽212以及在外围电路区220形成第二深沟槽214。如图所示，形成于外围电路区220中的第二深沟槽214的数量少于主动区210中的第一深沟槽212的数量，亦即，外围电路区220中的第二深沟槽214的密度小于主动区210中的第一深沟槽212的密度。接着，实施一蚀刻工艺以去除遮蔽层208，以曝露出垫层207表面。然后，以化学气相沉积法(CVD)、常压化学气相沉积法(APCVD)、次常压化学气相沉积法(SAPCVD)、低压化学气相沉积法(LPCVD)、电浆加强型化学气相沉积法(PECVD)或高密度电浆化学气相沉积法(HDPCVD)等方法再进行扩散、离子值入法植入或以同步掺杂的方式植入例如是砷离子的砷硅玻璃所组成，形成一厚度约100-500埃的掺杂质气化层216，覆盖垫层207表面并均匀地覆盖第一深沟槽212与第二深沟槽214的侧壁与底部。
图2C所示的步骤是涂布光阻于掺杂质氧化层216表面并填满第一深沟槽212与第二深沟槽214内部。如图所示，由于外围电路区220中的第二深沟槽214的密度小于主动区210中的第一深沟槽212的密度，外围电路区220的光阻240厚度比主动区210的光阻230厚，二者厚度的差异约为2000-4500埃，此差异于本图中以a表示。
图2D所示的步骤是实施曝光工艺，对掺杂质氧化层216表面的光阻230与光阻240进行曝光，为了不使第一深沟槽212与第二深沟槽214内的光阻受曝光工艺影响，曝光时，光源的照射角度可以与法线形成θ度的夹角，此θ度角约为25-90度。其中，曝光所使用的光源类别与曝光时间会因光阻的种类而异。
图2E所示的步骤是去除掺杂质氧化层216表面的光阻230与光阻240，保留第一深沟槽212与第二深沟槽214内的都份，残留于第一深沟槽212内的光阻以光阻230’表示，残留于第二深沟槽214内的光阻以光阻240’表示。因绝缘层218表面的光阻230与光阻240经曝光后容易被显影剂溶解而予以去除，相对地，光阻230’与光阻240’因控制光源入射角度而未被曝光，所以可以完全留存下来。
图2F所示的步骤是去除部分第一深沟槽212内的光阻230’与部分第二深沟槽214内的光阻240’，残留于第一深沟槽212内的光阻以光阻242表示，残留于第二深沟槽214内的光阻以光阻244表示。因图2E的步骤当中，第一深沟槽212内的光阻230’与第二深沟槽214内的光阻240’因为未被曝光皆可以完全保留，因此，本步骤完成后，残留的光阻242与光阻244亦可保有相同的高度。依序去除覆盖在半导体基底200表面的掺杂质气化层216、高于第一深沟槽212内光阻242顶部表面的掺杂质氧化层216以及高于第二深沟槽214内的光阻244顶部表面的掺杂质氧化层216，曝露出第一深沟槽212与第二深沟槽214内壁的部分半导体基底200表面，剩馀的掺杂质氧化层216以掺杂质氧化层217与掺杂质氧化层219表示，其中，掺杂质气化层217与掺杂质氧化层219的高度完全相同。
图2G所示的步骤是去除光阻242与光阻244以后，形成一层气化层(未显示)覆盖垫层207表面与第一深沟槽212、第二深沟槽214的侧壁、掺杂质氧化层217与掺杂质氧化层219的表面，此氧化层可以由此低压化学蒸气沉积法所形成，其厚度约200-800埃。接着，实施驱入(drive-in)工艺，将掺杂质气化层217与掺杂质氧化层219内的杂质驱入半导体基底200内，分别形成电容器下电极板250与电容器下电极板255，最后再去除前述的氧化层、掺杂质气化层217、掺杂质气化层219与垫层207。至此即完成存储器的电容器下电极板的制造。
虽然本发明已通过较佳实施在以上进行了说明，然而其并非用以限制本发明。本行业的普通技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，可进行各种轻易寺及的等效变更与修改。因此本发明的保护范围应以权利要求书界定的为准。
权利要求
1.一种存储器的电容器下电极板的制造方法，其特征在于包括下列步骤提供一半导体基底；在该半导体基底表面定义主动区与外围电路区；在该半导体基底表面形成垫层；在该垫层表面形成遮蔽层；移除部分的该遮蔽层、垫层与基底，在该主动区形成第一深沟槽以及在该外围电路区形成第二深沟槽，其中，该主动区中的该第一深沟槽的数量多于该外围电路区中的该第二深沟槽的数量；形成掺杂质气化层覆盖该垫层表面并覆盖该第一深沟槽与该第二深沟槽的侧壁与底部；涂布光阻于该掺杂质氧化层表面并填满该第一深沟槽与该第二深沟槽内部；实施曝光工艺，将光源以特定的角度对该绝缘层表面的该光阻进行曝光，但不使该光源照射该第一深沟槽与该第二深沟槽内的该光阻；去除部分的光阻，其中，该掺杂质氧化层表面的该光阻因被曝光而被去除，该第一深沟槽与第二深沟槽内的残留该光阻则因未被曝光而被保留；去除该第一深沟槽与该第二深沟槽内的部分该光阻；依序去除该第一深沟槽与该第二深沟槽内高于前述光阻顶部表面的该掺杂质气化层，曝露出该第一深沟槽与该第二深沟槽内壁的部分该半导体基底表面；去除该第一深沟槽与该第三深沟槽内残留的该光阻；形成气化层覆盖该垫层表面、该第一深沟槽与该第二深沟槽的侧壁、残留的该掺杂质气化层的表面；实施驱入工艺，将该掺杂质氧化层内的杂质驱入该半导体基底内以形成电容器下电极板；以及去除前述的气化层、该掺杂质气化层与该垫层。
2.如权利要求1所述存储器的电容器下电极板的制造方法，其特征在于形成的所述半导体基底是硅基底。
3.如权利要求1所述存储器的电容器下电极板的制造方法，其特征在于所述的垫层是由氧化层与氮化硅层所组成。
4.如权利要求1所述存储器的电容器下电极板的制造方法，其特征在于形成的所述遮蔽层是由硼硅玻璃所构成。
5.如权利要求1所述存储器的电容器下电极板的制造方法，其特征在于形成的所述遮蔽层厚度为5000-20000埃。
6.如权利要求1所述存储器的电容器下电极板的制造方法，其特征在于所述的光源以θ度的角度照射光阻进行曝光，该θ度角与法线的夹角约为25-90度。
7.如权利要求1所述存储器的电容器下电极板的制造方法，其特征在于形成的所述的掺杂质氧化层是由掺杂砷离子的砷硅玻璃所组成。
8.如权利要求1所述存储器的电容器下电极板的制造方法，其特征在于形成的所述掺杂质气化层厚度为100-1000埃。
全文摘要
一种存储器电容器下电极板的制造方法，在半导体基底表面形成主动区与外围电路区，依序形成垫层与遮蔽层后将其部分移除以于主动区与外围电路区形成第一深沟槽与第二深沟槽，再在第一、第二深沟槽内壁与垫层表面形成掺杂质氧化层，接着涂布光阻于掺杂质绝缘层表面并填满第一、第二深沟槽内部。实施曝光工艺，将一光源以特定的角度对光阻进行曝光，然后去除掺杂质绝缘层表面的光阻以及第一、第二深沟槽内的部分光阻，再依序去除高于光阻顶部表面的掺杂质氧化层，去除残留的光阻后实施驱入工艺。
文档编号H01L21/02GK1453825SQ0211857
公开日2003年11月5日 申请日期2002年4月28日 优先权日2002年4月28日
发明者许时齐 申请人:南亚科技股份有限公司