專利名稱：用于制造半導(dǎo)體裝置的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于制造半導(dǎo)體裝置的方法；并且更具體地，涉及用于制造能有效延展金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS)晶體管溝道的半導(dǎo)體裝置的方法。
背景技術(shù)：
用以在基片上形成半導(dǎo)體電路的第一工藝是將裝置相互隔離的裝置隔離層的形成工藝。
最初，裝置隔離層通過(guò)硅的局部氧化(LOCOS)方法而形成；然而，由于半導(dǎo)體裝置的集成度已增加，裝置隔離層已通過(guò)在集成上更有利的淺溝槽隔離(STI)方法而形成。
同時(shí)，由于半導(dǎo)體裝置已高度集成，MOS晶體管的設(shè)計(jì)規(guī)則已減少，并且因此，柵圖案的大小也已減小。相應(yīng)地，溝道長(zhǎng)度減少得更多，從而帶來(lái)很多限制。
作為解決前述限制的方法之一，提出了一種方法，其使將在其中形成源/漏區(qū)的基片的部分凹陷并人工地增加溝道長(zhǎng)度。
圖1是說(shuō)明用于制造半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置的傳統(tǒng)方法的截面視圖。
預(yù)定的溝槽區(qū)形成于基片10上，并且STI類型的裝置隔離層11通過(guò)利用絕緣層來(lái)填充溝槽區(qū)而形成。此時(shí)，裝置隔離層11使用高密度等離子體(HDP)以氧化物層而形成。
隨后，防反射涂層12和光刻膠(photoresist)層13順序沉積在基片10整個(gè)表面上。
在用于圖案化氧化物層的室中，形成于MOS晶體管的源區(qū)即有源區(qū)中的防反射涂層12和光刻膠層13將被選擇性地去除，存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸塞將與所述有源區(qū)接觸。
在用于圖案化多晶硅的另一室中，通過(guò)經(jīng)圖案化的防反射涂層12和經(jīng)圖案化的光刻膠層13而暴露的基片區(qū)X被去除。假定基片區(qū)X與存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸塞接觸。
使基片區(qū)X凹陷的原因如下。由于半導(dǎo)體裝置的集成度已增加，溝道長(zhǎng)度由于減少的設(shè)計(jì)規(guī)則而減小。相應(yīng)地，為解決很多限制，如刷新時(shí)間的減少，溝道長(zhǎng)度需要通過(guò)使基片區(qū)X凹陷而人工地增加。
此時(shí)，在兩個(gè)分離的室中執(zhí)行圖案化防反射涂層12和光刻膠層13的工藝以及使基片區(qū)X凹陷的工藝的原因是，因?yàn)槿绻谝粋€(gè)室中執(zhí)行兩個(gè)工藝，可出現(xiàn)其它問(wèn)題。
首先，若以上兩個(gè)工藝在同一室中執(zhí)行以圖案化氧化物層，由HDP氧化物層制成的裝置隔離層11則可被過(guò)度蝕刻。若在被過(guò)度蝕刻的裝置隔離層11上執(zhí)行后清洗(post-cleaning)工藝，則個(gè)體裝置隔離層11的高度變得低于有源區(qū)的高度。裝置隔離層11降低的高度可導(dǎo)致缺點(diǎn)。
此時(shí)，存在高的可能性，即由于清洗工藝而引起的裝置隔離層11的損壞所導(dǎo)致的高度差產(chǎn)生用于柵的多晶硅的殘余或有效fOX高度(EFH)的改變，從而誘發(fā)半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置中的缺陷。
圖2是說(shuō)明通過(guò)以上傳統(tǒng)方法所引起的前述限制的截面視圖。高密度等離子體(HDP)氧化物層被用于形成裝置隔離層21，并如所示，當(dāng)在用于圖案化氧化物層即HDP氧化物層的同一室中凹陷硅基片20時(shí)，HDP氧化物層被過(guò)度蝕刻。參考符號(hào)Y示出被過(guò)度蝕刻的裝置隔離層21。
由于HDP氧化物層被過(guò)度蝕刻，可產(chǎn)生用于柵的多晶硅的殘余，或可改變有效fox高度(EFH)。相應(yīng)地，存在高的可能性，即所述殘余或有效fox高度(EFH)的改變可成為用于在半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置中產(chǎn)生缺陷的因素。
此外，如果圖案化防反射涂層22和光刻膠層23的工藝和使硅基片21凹陷的工藝在用于圖案化多晶硅的同一室中執(zhí)行，由于關(guān)于反射阻擋層12蝕刻比率的降級(jí)，不可能獲得足夠的蝕刻選擇性。因此，防反射涂層12不能穩(wěn)定地圖案化。
相應(yīng)地，當(dāng)與存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸塞接觸的基片區(qū)基于傳統(tǒng)方法而被凹陷時(shí)，可增加MOS晶體管的溝道長(zhǎng)度，從而改進(jìn)半導(dǎo)體裝置的工作特性。然而，由于以上圖案化工藝在兩個(gè)分離的室中執(zhí)行，當(dāng)晶片從一個(gè)室移到另一室時(shí)，可產(chǎn)生粒子，并且需添加各種其它工藝，從而使制造工藝更復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
因而，本發(fā)明的目的是提供一種用于制造半導(dǎo)體裝置的方法，其通過(guò)在一個(gè)室中執(zhí)行存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸塞將連接到的基片所采用的凹陷工藝來(lái)減少工藝步驟。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了用于制造半導(dǎo)體裝置的方法，包括在基片上形成裝置隔離層；在基片上順序形成防反射涂層和光刻膠層；圖案化防反射涂層和光刻膠層以暴露將在其中將形成金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS)晶體管的有源區(qū)的基片區(qū)；及以預(yù)定厚度使所暴露的基片區(qū)凹陷。


關(guān)于以下結(jié)合附圖給出的優(yōu)選實(shí)施例的描述，本發(fā)明的以上及其它目的和特征將變得更好理解，其中圖1是說(shuō)明用于制造半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置的傳統(tǒng)方法的截面視圖；圖2是說(shuō)明由用于制造半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置的傳統(tǒng)方法所引起的限制的截面視圖；以及圖3是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明特定實(shí)施例用于制造半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置的方法的截面視圖。
具體實(shí)施例方式
下文中，將參考附圖提供對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述。
圖3是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明特定實(shí)施例用于制造半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置的方法的截面視圖。應(yīng)注意，相同的參考數(shù)字用于圖2中所述的同一元素。
參考圖3，首先，多個(gè)預(yù)定的溝槽區(qū)形成于基片20上，并且然后，所述溝槽區(qū)被填充以絕緣層，從而形成淺溝槽隔離(STI)類型的裝置隔離層21。裝置隔離層21包括使用高密度等離子體(HDP)的氧化物層。
防反射涂層22和光刻膠層23沉積在基片20的整個(gè)表面上。
在用于圖案化氧化物層的室中，在MOS晶體管源/漏區(qū)中的防反射涂層22和光刻膠層23被選擇性地去除，所述MOS晶體管源/漏區(qū)即將與存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸塞接觸的有源區(qū)。
在以上同一室中，執(zhí)行將與存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸的基片區(qū)A所經(jīng)受的凹陷工藝。如在傳統(tǒng)方法中所解釋的，如果在用于圖案化氧化物層的室中使基片凹陷，HDP氧化物層將被過(guò)度蝕刻。參考符號(hào)B示出所述HDP氧化物層被過(guò)度蝕刻。因此，通常需要在另一不同的室中執(zhí)行以上凹陷工藝。
使基片區(qū)A凹陷的原因如下。因?yàn)榘雽?dǎo)體存儲(chǔ)裝置的集成度已增大，溝道長(zhǎng)度也已減小。相應(yīng)地，為了解決由刷新時(shí)間減少所引起的很多限制，通過(guò)使基片區(qū)A凹陷，溝道長(zhǎng)度已人工地被增加。
盡管根據(jù)本發(fā)明特定實(shí)施例在用于圖案化氧化物層的同一室內(nèi)執(zhí)行所述凹陷工藝，工藝條件應(yīng)被設(shè)置以不將HDP氧化物層蝕刻到其最大范圍。
此時(shí)，經(jīng)蝕刻的裝置隔離層21的高度被形成得高于基片20的有源區(qū)的高度。因此，盡管裝置隔離層21的預(yù)定部分被后清洗工藝所損壞，裝置隔離層21的高度應(yīng)保持與經(jīng)凹陷的基片20的有源區(qū)的高度相同。
更詳細(xì)地關(guān)于在用于圖案化氧化層的室中所執(zhí)行的工藝，防反射涂層22通過(guò)使用射頻(RF)等離子體設(shè)備而圖案化。
隨后，關(guān)于基片20的蝕刻速率被設(shè)置得比關(guān)于HDP氧化物層的蝕刻速率更快。因此，在使基片20凹陷的工藝期間，有可能防止HDP氧化物層的過(guò)度蝕刻。
使基片20凹陷所需的工藝條件如下表1表1

當(dāng)所述工藝基于表1所示的工藝條件而被執(zhí)行時(shí)，尤其當(dāng)硅基片20的蝕刻速率比用于形成裝置隔離層21的HDP氧化物層的蝕刻速率相對(duì)更低時(shí)，有可能防止裝置隔離層21的損壞。
通過(guò)使用為硅蝕刻氣體的四氟甲烷(CF4)氣體和三氟甲烷(CHF3)氣體的氟組(fluorine group)，連同添加氧(O2)氣，表1中所示工藝條件被設(shè)置以控制氧化物層和硅基片20的凹陷比，所述氧化物層即HDP氧化物層。
由HDP氧化物層制成的裝置隔離層21對(duì)硅基片20的蝕刻比應(yīng)保持在約1∶1.5到約1∶2.5之間。此外，盡管CF4氣體和CHF3氣體優(yōu)選地以約7份CF4對(duì)約1份CHF3的比來(lái)混合，也可能以約2∶1及約10∶1之間的比來(lái)混合CF4氣體和CHF3氣體。約5sccm到約30sccm的O2氣體被添加。
此外，優(yōu)選的是使用如表1所示的RF等離子體功率和室壓；然而，可使用范圍從約200W到約700W的RF等離子體功率以及范圍從約25mT到約350mT的室壓。
CF4氣體和CHF3氣體的氟離子與氧化物層內(nèi)的硅(Si)和硅基片20內(nèi)的Si起反應(yīng)，所述氧化物層即HDP氧化物層，從而，以易揮發(fā)的SixFy形式而被蝕刻。
典型地，硅-硅(Si-Si)具有比氧化硅(SiO2)更堅(jiān)固的晶格結(jié)構(gòu)，并且因此，Si-Si比SiO2蝕刻得慢。然而，根據(jù)本發(fā)明的特定實(shí)施例，在凹陷工藝期間以適當(dāng)量添加了氧(O2)氣。結(jié)果，削弱了SiO2和氟組間的反應(yīng)，從而，減小了裝置隔離層21的蝕刻速率。
即，當(dāng)O2氣體的流量增加時(shí)，硅的蝕刻比得以保持；然而，基于氧化物的裝置隔離層21的蝕刻比減小。
與通常在兩個(gè)室中執(zhí)行的傳統(tǒng)凹陷工藝相比，以上所具體化的使將與存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸塞接觸的基片區(qū)凹陷的工藝可在一個(gè)室中執(zhí)行。相應(yīng)地，工藝步驟大大減少，從而，減少了半導(dǎo)體裝置制造工藝的成本和時(shí)間。
本發(fā)明所包含的主題涉及2004年12月28日提交于韓國(guó)專利局的韓國(guó)專利申請(qǐng)No.KR 2004-0114172，其全部?jī)?nèi)容在此引入作為參考。
盡管已關(guān)于某些優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明給予了描述，但對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員將顯而易見(jiàn)的是，可進(jìn)行各種變化和修改而不背離所附權(quán)利要求中所限定的本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于制造半導(dǎo)體裝置的方法，包括在基片上形成裝置隔離層；在所述基片上順序形成防反射涂層和光刻膠層；圖案化所述防反射涂層和所述光刻膠層以暴露將在其中形成金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS)晶體管的有源區(qū)的基片區(qū)；以及以預(yù)定厚度使所暴露的基片區(qū)凹陷。
2.如權(quán)利要求1的方法，其中在所述基片上形成的所述裝置隔離層是基于氧化物的層。
3.如權(quán)利要求1的方法，其中所述被暴露的基片區(qū)在其中所述防反射涂層和所述光刻膠層被圖案化的同一室處被凹陷。
4.如權(quán)利要求1的方法，其中所述被暴露的基片區(qū)的凹陷通過(guò)使用四氟甲烷(CF4)氣體和三氟甲烷(CHF3)氣體而執(zhí)行。
5.如權(quán)利要求1的方法，其中所述被暴露的基片區(qū)的凹陷通過(guò)添加氧(O2)氣而執(zhí)行。
6.如權(quán)利要求5的方法，其中所述氧(O2)氣以范圍從約5sccm到約30sccm的量而被添加。
7.如權(quán)利要求1的方法，其中在所述被暴露的基片區(qū)的凹陷期間，所述裝置隔離層對(duì)所述硅基片的蝕刻比保持在約1∶1.5和約1∶2.5之間。
8.如權(quán)利要求1的方法，其中在所述被暴露的基片區(qū)的凹陷期間，CF4氣體對(duì)CHF3氣體的比在約2∶1和約10∶1之間。
9.如權(quán)利要求1的方法，其中所述被暴露的基片區(qū)的凹陷通過(guò)使用范圍從約200W到約700W的等離子體功率而執(zhí)行。
10.如權(quán)利要求1的方法，其中所述被暴露的基片區(qū)的凹陷以范圍從約25mT到350mT的室壓而執(zhí)行。
全文摘要
提供了一種用于制造半導(dǎo)體裝置的方法。該方法包括在基片上形成裝置隔離層；在基片上順序形成防反射涂層和光刻膠層；圖案化防反射涂層和光刻膠層以暴露將在其中形成金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS)晶體管的有源區(qū)的基片區(qū)；以及以預(yù)定厚度使所暴露的基片區(qū)凹陷。
文檔編號(hào)H01L21/3065GK1822335SQ200510097448
公開(kāi)日2006年8月23日 申請(qǐng)日期2005年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月28日
發(fā)明者南基元, 金宰永 申請(qǐng)人:海力士半導(dǎo)體有限公司