[发明专利]液体蚀刻剂组成物以及蚀刻过程

说明书

技术领域

本发明是有关于一种集成电路的制作，且特别是有关于一种液体蚀刻剂组成物以及蚀刻过程。

背景技术

传统的动态随机存取存储器DRAM（Dynamic Random Access Memory，简称DRAM）单元包括晶体管以及与此晶体管耦接的电容器。在制作DRAM电容器的过程中，由氮化钛（TiN）构成的电容器的下电极形成在先前形成的多晶硅层的沟渠和/或孔中，使用氢氧化四甲基铵（tetramethylammonium hydroxide,简称TMAH）水溶液作为蚀刻剂来湿蚀刻并移除多晶硅层，接着，形成覆盖下电极表面的电容器介电层与上电极。

在上述过程中，多晶硅对TiN的有限的蚀刻选择比可能限制电容器的高度、破坏TiN电极的结构、或留下硅残留物而造成存储器单元间的电性短路。

发明内容

鉴于上述情况，本发明提供一种液体蚀刻剂组成物以及蚀刻过程。

本发明提供一种液体蚀刻剂组成物，其具有较高的多晶硅对TiN的蚀刻选择比。

本发明还提供在DRAM的电容器制作中的蚀刻过程，在上述蚀刻过程中，使用上述液体蚀刻剂组成物移除含有下电极的硅层。

本发明的液体蚀刻剂组成物包括主蚀刻剂、至少一添加剂以及水。主蚀刻剂由氢氧化四甲基铵（TMAH）所组成、由NH₄OH所组成或由TMAH以及NH₄OH所组成。添加剂包括羟胺（hydroxylamine,简称HDA）或金属防蚀剂（corrosion inhibitor）。水作为溶剂。

本发明在DRAM的电容器制作中的蚀刻过程说明如下。提供一基板。在上述基板上，有一硅层以及在硅层中的多个金属电极。使用本发明的液体蚀刻剂组成物来移除上述硅层。

基于上述，羟胺可选择性地增加硅的蚀刻速率，或金属防蚀剂可抑制金属电极的金属材料（例如TiN）的腐蚀，故使用本发明的液体蚀刻剂组成物可大幅提升硅对金属材料的蚀刻选择比。因此，通过将液体蚀刻剂组成物应用在DRAM的电容器制作，可增加电容器的高度，金属电极结构不易受到破坏，且不易留下造成电性短路的硅残留物。

为让本发明的上述或其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1示出根据本发明的一实施例的DRAM的电容器制作的剖面图；

图2是多晶硅与TiN各自的蚀刻速率（菱形点，左侧y轴）以及多晶硅/TiN的蚀刻选择比（方形点，右侧y轴）随着本发明的实例1中的基于TMAH的液体蚀刻剂中的羟胺浓度的变化图；

图3是多晶硅与TiN各自的蚀刻速率（菱形点，左侧y轴）以及多晶硅/TiN的蚀刻选择比（方形点，右侧y轴）在75℃下随着本发明的实例2中的基于TMAH的液体蚀刻剂中的TiN防蚀剂浓度的变化图；

图4是多晶硅与TiN各自的蚀刻速率（菱形点，左侧y轴）以及多晶硅/TiN的蚀刻选择比（方形点，右侧y轴）随着本发明的比较例1中的基于TMAH的液体蚀刻剂中的硅酸浓度的变化图。

附图标记说明：

100：基板；

110：金属接触窗；

120：蚀刻终止层；

130：硅层；

140：顶盖层；

150：沟渠；

160：金属电极。

具体实施方式

下文特举实施例并参照所附图式，对本发明作进一步的说明，且上述实施例与图式并非用于限制本发明的范围。

图1示出根据本发明的一实施例的DRAM的电容器制作的剖面图。

参照图1（a），提供一基板100。在基板100上形成有多个金属接触窗（contact）110、蚀刻终止层120、硅层130、顶盖层（cap layer）140，多个沟渠150形成在顶盖层140、硅层130以及蚀刻终止层120中，且作为电容器下电极的多个金属电极160形成在沟渠150中。金属接触窗110可包括TiN、Ru或TaN。蚀刻终止层120可包括氮化硅（SiN）或氧化硅。硅层130可包括多晶硅。顶盖层140可包括SiN。金属电极160可包括TiN、Ru或TaN。