[发明专利]制造半导体器件的方法

说明书

交叉引用申请

本申请要求2009年12月29日提交的韩国专利申请10-2009-0133389的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明的示例实施例涉及半导体制造技术，更具体地涉及制造半导体器件中的隔离结构的方法。

背景技术

在形成器件隔离层时，使用氮化物层作为硬掩模。在形成器件隔离层之后，使用磷酸(H₃PO₄)进行湿法剥离工艺以去除硬掩模。

同时，随着半导体器件变小，用于形成器件隔离层的隔离材料从通过使用高密度等离子体(HDP)工艺形成的材料或硼磷硅酸盐玻璃(BPSG)变成旋涂电介质(SOD)。此外，同时可以使用各种氧化物层来形成器件隔离层。

在通过使用磷酸(H₃PO₄)进行湿法剥离工艺时，由于不同隔离材料的选择性的差异导致可能出现有效场高度(EFH)的差异。此外，因为湿法剥离工艺具有各向同性性质，由于对器件隔离层的侧面的蚀刻而形成例如桥。而且，由于湿法剥离工艺的各向同性性质，单元区域可以从一侧至另一侧被加宽，外围区域也可以从一侧至另一侧被加宽，并且外围区域中可能出现氧化物层的碟形凹陷现象(dishing phenomenon)。

在进行湿法剥离工艺时，使用磷酸的浸渍时间较长并且可能出现碟形凹陷现象。因而，额外需要用于降低所形成的氧化物层的高度的干法清洗设备以控制EFH，增加了整个工艺的成本。

图1为说明现有技术的半导体器件中的问题的透射电子显微镜(TEM)照片。

如图1所示，在通过湿法剥离工艺将氮化物硬掩模去除时，在较软的旋涂电介质(SOD)层上出现碟形凹陷现象。在出现碟形凹陷现象时，进行额外的干法清洗以控制有效场高度(EFH)并消除该碟形凹陷现象，其中，这样的步骤使整个工艺增加了额外复杂性并且制造裕度受损。

发明内容

本发明的示例实施例涉及一种制造半导体器件的方法，该方法可减少在使用湿法剥离工艺来去除氮化物硬掩模时可能出现的制造中的问题。

根据本发明的实施例，一种制造半导体器件的方法包括：在衬底上形成氮化物图案及硬掩模图案；通过将硬掩模图案作为蚀刻阻挡物来蚀刻衬底以形成沟槽；形成填充沟槽的氧化物层；对氧化物层进行平坦化工艺直至暴露氮化物图案为止；以及通过使用等离子体的干法剥离工艺来去除氮化物图案。

干法剥离工艺可以使用相对氧化物层具有蚀刻选择性的气体。可以使用氢氟碳化物气体(CH_xF_y，其中x与y为自然数)来进行干法剥离工艺。可以使用氢氟碳化物气体和四氟甲烷(CF₄)的混合物或氢氟碳化物气体与甲烷(CH₄)的混合物来进行干法剥离工艺。氢氟碳化物气体可以包括选自三氟甲烷(CHF₃)、二氟甲烷(CH₂F₂)和一氟甲烷(CH₃F)中的至少一种气体。

可以使用氢氟碳化物气体与氧气(O₂)的混合物来进行干法剥离工艺。此处，氧气的流量范围可以为氢氟碳化物气体的流量的约20％至约400％。

该方法可以进一步包括在去除氮化物图案之前将氧化物层去除至一定深度。

去除氮化物图案可以包括同时将氧化物层去除至一定深度。

根据本发明的另一实施例，一种制造半导体器件的方法包括：在衬底上形成氮化物图案及硬掩模图案；通过将硬掩模图案作为蚀刻阻挡物来蚀刻衬底以形成第一沟槽及第二沟槽，其中第二沟槽具有比第一沟槽大的宽度；形成填充第一沟槽及第二沟槽的氧化物层；对氧化物层进行平坦化工艺直至暴露氮化物图案为止；以及通过使用等离子体的干法剥离工艺来去除氮化物图案。

第一沟槽可形成于单元区域内，且第二沟槽可形成于外围区域。

根据本发明的另一实施例，一种制造半导体器件的方法包括：在衬底上形成氮化物图案及硬掩模图案；通过将硬掩模图案作为蚀刻阻挡物来蚀刻衬底以形成沟槽；形成填充沟槽的氧化物层；对氧化物层进行平坦化工艺直至暴露氮化物图案为止；将氧化物层去除至一定深度；以及在将氧化物层去除至该一定深度后，通过使用等离子体的干法剥离工艺来去除氮化物图案。

可通过使用四氟甲烷(CF₄)气体与氢氟碳化物气体(CH_xF_y，其中x与y为自然数)的混合物来进行氧化物层的去除。