(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の下部構造が形成された基板上に電荷貯蔵電極を形成するための平坦化工程を行った後、エッチング停止膜と犠牲酸化膜を順次に形成するステップと、
前記結果物にマスキング工程及びエッチング工程を通じて第１コンタクトホールを形成するステップと、
前記電荷貯蔵電極用第１コンタクトホールを埋めるためにドープ非晶質シリコンを形成するステップと、
前記ドープ非晶質シリコン膜に、エッチバック工程を通じて第２コンタクトホールを形成した後、洗浄工程を実施するステップと、
前記洗浄工程後、第２コンタクトホールが形成された結果物を一定時間、フッ酸水溶液を純水で希釈した希フッ酸水溶液に浸漬するステップと、
前記希フッ酸水溶液に浸漬させた、前記第２コンタクトホールが形成された結果物に一定の厚さの酸化膜を形成した後、エッチバック工程を行い下部の第１コンタクトホール内に埋め込まれたドープ非晶質シリコンの上部を露出させるステップと、
前記第１コンタクトホール内に埋め込まれたドープ非晶質シリコンの上部が露出した結果物上に一定の厚さのポリシリコン膜を形成させた後、フォトレジストを一定の厚さで塗布するステップと、
前記フォトレジストを利用したエッチバック工程を通じてポリシリコン膜の上部をエッチングすることにより、前記ドープ非晶質シリコン膜上から前記ポリシリコン膜を除去するステップと、
前記フォトレジストを除去した後、準安定ポリシリコンを形成するステップと、を含むことを特徴とする電荷貯蔵電極の形成方法。
【請求項２】
前記洗浄工程は、有機物を除去するために硫酸と水の混合液と、パーティクル及び異質物を除去するためにアンモニア過酸化水素溶液と自然酸化膜の生成を防止するためにＨＦまたは緩衝フッ酸溶液を利用することを特徴とする請求項１に記載の電荷貯蔵電極の形成方法。
【請求項３】
前記ポリシリコン膜は、ＳｉＨ4、Ｓｉ2Ｈ6、ＳｉＨ2Ｃ12またはＰＨ3ガス及びこれらの混合物からなる群から少なくともいずれか一つ以上のガスを用いて、温度４５０〜５６０℃、圧力０．１〜３００ｔｏｒｒの条件で、厚さ１００〜２０００Åに形成することを特徴とする請求項１に記載の電荷貯蔵電極の形成方法。
【請求項４】
前記第２コンタクトホールが形成された結果物に一定の厚さで形成された酸化膜は、ＨＴＯ（高温酸化）膜、ＬＴＯ（低温酸化）膜、ＰＥ−ＴＥＯＳ膜（Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ5）4を原料とし、プラズマＣＶＤ法により形成した酸化膜）、ＬＰ−ＴＥＯＳ膜（Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ5）4を原料とし、減圧ＣＶＤ法により形成した酸化膜）のうち、いずれかによって形成することを特徴とする請求項１に記載の電荷貯蔵電極の形成方法。
【請求項５】
前記第２コンタクトホールが形成された結果物に一定の厚さで形成された酸化膜は、ＣＶＤ方式で形成することを特徴とする請求項１に記載の電荷貯蔵電極の形成方法。
【請求項６】
前記希フッ酸水溶液を利用した浸漬工程は、５０ｗｔ％のフッ酸水溶液１ｍｌを純水３００ｍｌの割合で希釈した希フッ酸水溶液を利用して５〜３００秒間実施することを特徴とする請求項１に記載の電荷貯蔵電極の形成方法。
【請求項７】
前記準安定ポリシリコン膜（ＭＰＳ）は、前記ポリシリコン膜の１．１〜２．６倍の表面積とすることを特徴とする請求項１に記載の電荷貯蔵電極の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電荷貯蔵電極の形成方法に関するもので、特に、電荷貯蔵電極の形成前に洗浄工程とエッチング工程を通じてホールサイズを拡大させた後、損傷した犠牲酸化膜と、その上部に蒸着したキャパシタ形成用酸化膜とのエッチング差によって発生したノッチタイプのホールを埋めるために、一定の厚さの酸化膜を蒸着した後、コンタクトホールを形成することによって、セルとセル間のブリッジを防止し、セル形成部のホールサイズを極大化させると共に素子の特性を向上させ、収率を増加させることができる電荷貯蔵電極の形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年の半導体装置の高集積化によって、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）などの半導体メモリ装置は、動作特性の確保のためにより一層大きい静電容量のキャパシタを必要としている。更には、高集積化によって単位セル当たりの面積が縮小すると同時に、レイアウト面積も小さくなり、さらに大きい静電容量を確保しなければならない。
【０００３】
図1は、従来技術による電荷貯蔵電極の問題点を示すための写真である。
【０００４】
従来の電荷貯蔵電極を形成するための方法は図示されていないが、まず半導体基板に所定の下部構造を形成した後、電荷貯蔵電極を形成するために平坦化工程を実施し、一定の厚さのエッチング停止膜と犠牲酸化膜を順次に形成する。次に、マスク工程及びエッチング工程を通じて電荷貯蔵電極が形成される部位に第1コンタクトホールを形成する。
【０００５】
続いて、第1コンタクトホールを埋めるために、ドープ非晶質シリコン膜や多結晶シリコン膜を形成した後、全面エッチングを通じて第2コンタクトホールを形成し、一定の高さの酸化膜を形成させる。その後、マスク工程及びエッチング工程を通じて電荷貯蔵電極が形成される部位をパターニングした後、電荷貯蔵電極を形成するための洗浄工程を行なう。
【０００６】
しかし、このような従来の電荷貯蔵電極の形成方法では、図1に示すように、ポリシリコン膜のエッチバック（ｅｔｃｈ  ｂａｃｋ）工程時、エッチング停止膜上部の犠牲酸化膜が損傷するため、損傷した犠牲酸化膜とポリシリコン膜とのエッチング差によってノッチタイプのホールが形成され、それによってセルとセル間にブリッジが発生し、素子の特性の低下及び収率の減少を招くという問題点があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
こうした問題点を解決するための本発明における目的は、電荷貯蔵電極の形成前に洗浄工程とエッチング工程を通じてホールサイズを拡大させた後、損傷した犠牲酸化膜とその上部に形成したキャパシタ形成用酸化膜とのエッチング差によって発生したノッチタイプのホールを埋めるために、一定の厚さの酸化膜を形成した後、コンタクトホールを形成することによって、セルとセル間のブリッジを防止し、セル形成部のホールサイズを極大化させて素子の特性を向上させ、収率を増加させるようにする電荷貯蔵電極の形成方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前述の目的を達成するための本発明における電荷貯蔵電極の形成方法は、所定の下部構造が形成された基板上に電荷貯蔵電極を形成するための平坦化工程を行った後、エッチング停止膜と犠牲酸化膜を順次に形成するステップと、前記結果物にマスキング工程及びエッチング工程を通じて第１コンタクトホールを形成するステップと、前記電荷貯蔵電極用第１コンタクトホールを埋めるためにドープ非晶質シリコン膜を形成するステップと、前記ドープ非晶質シリコン膜に、エッチバック工程を通じて第２コンタクトホールを形成した後、洗浄工程を実施するステップと、前記洗浄工程後、第２コンタクトホールが形成された結果物を一定時間、フッ酸水溶液を純水で希釈した希フッ酸水溶液に浸漬するステップと、前記希フッ酸水溶液に浸漬させた、前記第２コンタクトホールが形成された結果物に一定の厚さの酸化膜を形成した後、エッチバック工程を行い下部の第１コンタクトホール内に埋め込まれたドープ非晶質シリコンの上部を露出させるステップと、前記第１コンタクトホール内に埋め込まれたドープ非晶質シリコンの上部が露出した結果物上に一定の厚さのポリシリコン膜を形成させた後、フォトレジストを一定の厚さで塗布するステップと、前記フォトレジストを利用したエッチバック工程を通じてポリシリコン膜の上部をエッチングすることにより、前記ドープ非晶質シリコン膜上から前記ポリシリコン膜を除去するステップと、前記フォトレジストを除去した後、準安定ポリシリコンを形成するステップと、を含むことを特徴とする。
【０００９】
ここで、前記洗浄工程は、有機物を除去するために硫酸と水の混合液と、パーティクル及び異質物を除去するためにアンモニア過酸化水素水溶液と、自然酸化膜の生成を防止するためにＨＦ（フッ化水素）またはＢＯＥ（緩衝フッ酸）溶液を利用することが好ましい。
【００１０】
また、前記ポリシリコン膜は、ＳｉＨ4、Ｓｉ2Ｈ6、ＳｉＨ2Ｃ12またはＰＨ3ガス及びこれらの混合物からなる群から少なくともいずれか一つ以上のガスを用いて、温度４５０〜５６０℃、圧力０．１〜３００ｔｏｒｒの条件で、１００〜２０００Åの厚みを形成することが好ましい。
【００１１】
更に、前記第２コンタクトホールが形成された結果物に一定の厚さで形成された酸化膜は、ＨＴＯ膜（高温酸化膜）、ＬＴＯ膜（低温酸化膜）、ＰＥ−ＴＥＯＳ膜（Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ5）4を原料とし、プラズマＣＶＤ法により形成した酸化膜）、ＬＰ−ＴＥＯＳ膜（Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ5）4を原料とし、減圧ＣＶＤ法により形成した酸化膜）のうち、いずれかによって形成することが好ましい。
【００１２】
その上、前記第２コンタクトホールが形成された結果物に一定の厚さで形成された酸化膜は、ＣＶＤ方式で形成することが好ましい。
【００１３】
また更に、前記希フッ酸水溶液を利用したディーピング工程は、３００：１のＢＯＥ溶液、すなわち、５０ｗｔ％のフッ酸水溶液１ｍｌを純水３００ｍｌの割合で希釈した希フッ酸水溶液を利用して５〜３００秒間実施することが好ましい。
【００１４】
更には、前記準安定ポリシリコン膜（ＭＰＳ）は、前記ポリシリコン膜の１．１〜２．６倍の表面積とすることが好ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施例を添付した図面を参照して説明する。また、本実施例は本発明の権利範囲を限定するものではなく、ただ例示として提示したものである。以下の説明で従来の構成と同一の部分は、同一の名称を使用する。
【００１６】
図２から図１０は、本発明に係る電荷貯蔵電極を形成する工程を示す断面図である。
【００１７】
まず、図２に示すように、所定の下部構造が形成された基板１０上に電荷貯蔵電極を形成するための平坦化工程を行った後、エッチング停止膜２０と犠牲酸化膜３０を順に形成し、続いて、マスキング工程及びエッチング工程を通じて電荷貯蔵電極用第１コンタクトホール(不図示)を形成する。
【００１８】
次に、電荷貯蔵電極用第１コンタクトホール(不図示)を埋めるためにドープ非晶質シリコン４０を形成する。
【００１９】
続いて、図３に示すように、エッチバック工程を通じて第２コンタクトホールＢを形成した後、洗浄工程を行なう。
【００２０】
この時、有機物を除去するために、硫酸と水の混合液、例えば、クリーンＢ溶液（Ｈ2ＳＯ4：Ｈ2Ｏ＝４：１）と、パーティクル及び異質物を除去するためにアンモニア過酸化水素水溶液、例えば、ＳＣ−１溶液と、自然酸化膜の生成を防止するためにＨＦまたはＢＯＥ溶液で洗浄した後、一定時間エッチング液に浸漬させ、第２コンタクトホールＢサイズを最大限拡大する。
【００２１】
この時、前記エッチング液に浸漬させるエッチング工程は、３００：１のＢＯＥ溶液、すなわち、５０ｗｔ％のフッ酸水溶液１ｍｌを純水３００ｍｌの割合で希釈した希フッ酸水溶液を利用して５〜３００秒間実施する。
【００２２】
そして、図４に示すように、下部側壁において損傷した部分と損傷しなかった部分の酸化膜の間のエッチング差によって、洗浄工程時に発生したノッチタイプ（ｎｏｔｃｈ  ｔｙｐｅ）のホールを埋めるために、一定の厚さの酸化膜５０を形成した後、図５に示すようにエッチバック工程を行ない、下部の第１コンタクトホール(不図示)をオープンさせる。
【００２３】
この時、酸化膜５０は、ＨＴＯ膜（Ｈｉｇｈ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｏｘｉｄｅ）、ＬＴＯ（Ｌｏｗ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｏｘｉｄｅ）膜、ＰＥ−ＴＥＯＳ（Ｐｌａｓｍａ  Ｅｎｈａｎｃｅｄ−Ｔｅｔｒａ  Ｅｔｈｙｌ  Ｏｒｔｈｏ  Ｓｉｌｌｉｃａｔｅ）膜、ＬＰ−ＴＥＯＳ（Ｌｏｗ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ―Ｔｅｒｔａ  Ｅｔｈｙ  Ｏｒｔｈｏ  Ｓｉｌｌｉｃａｔｅ）膜のうち、いずれかで形成する。
【００２４】
続いて、図６に示すように、非晶質形態で一定厚さのポリシリコン膜６０を蒸着させる。
【００２５】
この時、ポリシリコン膜６０は、ＳｉＨ4、Ｓｉ2Ｈ6、ＳｉＨ2Ｃ12またはＰＨ3ガス及びこれらの混合物からなる群から少なくともいずれか一つ以上のガスを用いて、温度４５０〜５６０℃、圧力０．１〜３００ｔｏｒｒの条件で、１００〜２０００Åの厚さに形成する。
【００２６】
次に、図７に示すように、ポリシリコン膜６０の上部にフォトレジスト７０を塗布し、図８に示すように、フォトレジスト７０を利用したエッチバック工程を通じてポリシリコン膜６０の上部をエッチングする。
【００２７】
続いて、図９に示すように、フォトレジスト７０を除去して電荷貯蔵電極パターンを形成し、図１０に示すように、貯蔵電極の容量を増大させる為に、準安定ポリシリコン（ＭＰＳ、ｍｅｔａ―ｓｔａｂｌｅ  ｐｏｌｙｓｉｌｉｃｏｎ：８０）をポリシリコン膜６０の１．１〜２．６倍の表面積になるように形成させる。
【００２８】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、電荷貯蔵電極の形成前に洗浄工程とエッチング工程を通じてホールサイズを拡大させた後、損傷した犠牲酸化膜とその上部に形成したキャパシタ形成用酸化膜とのエッチング差によって発生したノッチタイプのホールを埋めるために、一定の厚さの酸化膜を形成した後、コンタクトホールを形成することによって、セルとセル間のブリッジを防止してセル形成部のホールサイズを極大化させ、素子の特性を向上させて収率を増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  従来技術による電荷貯蔵電極の問題点を示すための写真である。
【図２】  本発明によって電荷貯蔵電極を形成する工程を表した断面図である。
【図３】  本発明によって電荷貯蔵電極を形成する工程を表した断面図である。
【図４】  本発明によって電荷貯蔵電極を形成する工程を表した断面図である。
【図５】  本発明によって電荷貯蔵電極を形成する工程を表した断面図である。
【図６】  本発明によって電荷貯蔵電極を形成する工程を表した断面図である。
【図７】  本発明によって電荷貯蔵電極を形成する工程を表した断面図である。
【図８】  本発明によって電荷貯蔵電極を形成する工程を表した断面図である。
【図９】  本発明によって電荷貯蔵電極を形成する工程を表した断面図である。
【図１０】  本発明によって電荷貯蔵電極を形成する工程を表した断面図である。
【符号の説明】
１０  基板、２０  エッチング停止膜、３０  犠牲酸化膜、４０  ドープポリシリコン膜、５０  酸化膜、６０  ポリシリコン膜、７０  フォトレジスト、８０  準安定ポリシリコン膜。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0004067959.tif 000009
【図９】
0004067959.tif 000010
【図１０】
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