專利名稱：制造半導(dǎo)體存儲器件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造半導(dǎo)體存儲器件的方法。更具體而言，本發(fā)明涉及一種清潔半導(dǎo)體存儲器件的工藝。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體存儲器件包括多個柵極線，諸如字線。字線可以彼此平行地設(shè)置在半導(dǎo)體襯底上并且與多個存儲器單元連接。因此，由于相鄰的字線之間的距離減小，存儲器單元之間的距離可能也減小。此外，由于半導(dǎo)體存儲器件的集成密度逐漸增加，字線之間的距離逐漸變窄，因而存儲器單元之間的干擾逐漸增大。因此，對用于減小存儲器單元之間的干擾的技術(shù)、例如在字線之間形成氣隙的技術(shù)的研究正在快速地發(fā)展。為了在字線之間形成氣隙，應(yīng)該用絕緣層覆蓋字線的上部，并且應(yīng)該在清潔工藝之后執(zhí)行用于去除在制造工藝期間所產(chǎn)生的殘留物的清潔工藝。盡管可以利用干法來執(zhí)行清潔工藝，但是干法清潔工藝難以完全地去除殘留物。因此，典型地利用濕法來執(zhí)行清潔工藝。此外，可能存在由于制造工藝而引起的經(jīng)由絕緣層暴露出氣隙的情況。在濕法清潔工藝中，清潔溶液可能流入暴露出的氣隙中，由此導(dǎo)致半導(dǎo)體存儲器件中的缺陷。將參照附圖來詳細(xì)地描述上述問題。圖1是說明現(xiàn)有的半導(dǎo)體存儲器件的截面圖。參見圖1，可以提供如下的半導(dǎo)體存儲器件，所述半導(dǎo)體存儲器件包括形成在半導(dǎo)體襯底11上的多個柵極線12、形成在柵極線12之間的氣隙14、以及形成在整個結(jié)構(gòu)上的絕緣層13。例如，多個柵極線12可以起字線的作用。柵極線12中的每個可以包括隧道絕緣層、浮柵、電介質(zhì)層以及控制柵的層疊結(jié)構(gòu)。絕緣層13可以形成在整個結(jié)構(gòu)上以在柵極線12之間形成氣隙14。之后，盡管在圖1的截面圖中未示出，可以在單元區(qū)或外圍電路區(qū)中形成接觸孔?？梢酝ㄟ^在絕緣層13上形成光致抗蝕劑圖案(未示出)并且利用光致抗蝕劑圖案作為刻蝕掩模執(zhí)行刻蝕工藝來形成接觸孔。然后可以去除光致抗蝕劑圖案。在執(zhí)行用于去除光致抗蝕劑圖案的剝離工藝時，在刻蝕絕緣層13期間所產(chǎn)生的殘留物(或副產(chǎn)物)可以大部分地被去除。然而，由于一些殘留物仍可能保留下來，所以可以執(zhí)行清潔工藝。典型地，可以利用使用緩沖氧化物刻蝕劑(BOE)溶液的濕法來執(zhí)行清潔工藝，所述緩沖氧化物刻蝕劑(BOE)溶液可以包括氫氟酸(HF)和諸如氟化銨(NH4F)的緩沖劑。BOE溶液在高溫下可以具有低粘度，在低溫下可以具有高粘度。例如，假設(shè)去離子水(DIW)具有IcP的粘度，則BOE溶液在約90°C的溫度下可以具有約4.8cP的粘度，并且在約25°C (在下文中稱作室溫)的溫度下可以具有約IScP的粘度。另外，如果BOE溶液含有表面活性劑并且在絕緣層13的一部分中形成有開口區(qū)0P，則BOE溶液可能由于表面活性劑的緣故而更加深入地滲透到氣隙15中。因此，即使使BOE溶液干燥，BOE溶液也可能保留在氣隙15中。由于保留下來的BOE溶液的緣故而可能產(chǎn)生高濃度的硫酸(H2SO4)，并且在氣隙15中可能形成煙氣(例如，SO4)。此外，形成在柵極線12的側(cè)壁上的絕緣層13的一部分可能由于BOE溶液而被去除，由此使BOE溶液滲透到半導(dǎo)體襯底11和柵極線12中。具體地，由于BOE溶液具有約6至7pH的酸度，所以柵極線12可能由于來自BOE溶液的氫氧(0H_)離子或二氟化氫(HF2_)離子而部分地氧化，使得柵極線12可能被破壞。圖2是現(xiàn)有的半導(dǎo)體存儲器件的截面的照片，說明了現(xiàn)有的問題。參照圖2，如以上參照圖1所述，當(dāng)柵極線被清潔溶液破壞時，一些柵極線可能倒塌(參見21)或具有減小的區(qū)域(參見22)，由此減小了成品率并降低了半導(dǎo)體存儲器件的
可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對一種清潔方法，通過所述清潔方法能夠改善制造半導(dǎo)體存儲器件的工藝的可靠性。本發(fā)明的一個方面提供一種制造半導(dǎo)體存儲器件的方法，所述方法包括以下步驟:在半導(dǎo)體襯底上形成多個柵極線；在柵極線上形成絕緣層；以及利用具有比2cP更低的粘度以及比3pH更低的酸度的不含表面活性劑的清潔溶液來執(zhí)行清潔工藝，以從絕緣層的表面去除殘留物。本發(fā)明的另一個方面提供一種制造半導(dǎo)體存儲器件的方法，所述方法包括以下步驟:在半導(dǎo)體襯底上形成多個柵極線；在柵極線之間形成氣隙，并且在具有氣隙的結(jié)構(gòu)上形成絕緣層；以及利用具有比2cP更低的粘度以及比3pH更低的酸度的不含表面活性劑的清潔溶液來執(zhí)行清潔工藝，以從絕緣層的表面去除殘留物。


通過參照附圖詳細(xì)地描述本發(fā)明的示例性實施例，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言本發(fā)明的上述和其他的特點和優(yōu)點將變得更顯而易見，其中:圖1是說明半導(dǎo)體存儲器件的截面圖；圖2是現(xiàn)有的半導(dǎo)體存儲器件的截面的照片，說明了現(xiàn)有的問題；圖3是說明根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例的制造半導(dǎo)體存儲器件的方法的截面圖；以及圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例的半導(dǎo)體存儲器件的截面的照片。
具體實施例方式在下文中，將參照示出了本發(fā)明的示例性實施例的附圖來更完整地描述本發(fā)明。然而，本發(fā)明可以用不同的方式實施，而不應(yīng)解釋為限定為本文所列的實施例。確切地說，提供這些實施例使得本公開充分與完整，并向本領(lǐng)域技術(shù)人員充分傳達(dá)本發(fā)明的范圍。圖3是說明根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例的制造半導(dǎo)體存儲器件的方法的截面圖。參見圖3，提供如下的半導(dǎo)體存儲器件，所述半導(dǎo)體存儲器件包括形成在半導(dǎo)體襯底101上的多個柵極線102、形成在柵極線102之間的氣隙104、以及形成在整個結(jié)構(gòu)上的絕緣層103。例如，多個柵極線102可以起字線的作用。柵極線102中的每個可以包括隧道絕緣層、浮柵、電介質(zhì)層以及控制柵的層疊結(jié)構(gòu)?？梢栽谡麄€結(jié)構(gòu)上形成絕緣層103以在柵極線102之間形成氣隙104。絕緣層103可以包括諸如氧化硅(SiO2)層的氧化物層。還可以執(zhí)行用于在柵極線102之間形成氣隙104的刻蝕工藝。此外，可以執(zhí)行用于在隔離層(未示出)中形成氣隙的刻蝕工藝。另外，可以利用各種方法來形成氣隙104。此后，盡管在圖3的截面圖中未示出，但是可以在單元區(qū)或外圍電路區(qū)中形成接觸孔?？梢酝ㄟ^在絕緣層103上形成光致抗蝕劑圖案(未示出)并利用光致抗蝕劑圖案作為刻蝕掩模執(zhí)行刻蝕工藝來形成接觸孔?？梢岳脛冸x工藝去除光致抗蝕劑圖案。在此情況下，在對絕緣層103的一部分進(jìn)行刻蝕的工藝期間可能產(chǎn)生基于碳的殘留物(或副產(chǎn)物)。殘留物可以在用于去除光致抗蝕劑圖案的剝離工藝期間被大部分地去除。然而，由于在剝離工藝之后部分的殘留物可能仍保留下來，所以可以執(zhí)行用于去除殘留物的清潔工藝。將詳細(xì)地描述清潔工藝。可以利用濕法清潔工藝來執(zhí)行清潔工藝。用于濕法清潔工藝的清潔溶液可以具有比BOE溶液更低的粘度和酸度，并且不含有表面活性劑。例如，可以使用在室溫下具有比2cP更低的粘度并且在室溫下具有比3pH更低的酸度的不含表面活性劑的清潔溶液。清潔溶液可以是氫氟酸(HF)溶液或標(biāo)準(zhǔn)清潔(SC)-1溶液。SC-1溶液可以是氫氧化銨(NH4OH)、過氧化氫(H2O2)以及水(H2O)的混合溶液。HF溶液可以是HF和H2O的混合物。HF溶液可以通過將HF與H2O以約1: 100的比例混合來制備。制備的HF溶液在室溫下可以具有約IcP的粘度和約2.7pH的酸度。由于HF溶液具有BOE溶液(具有約6至7pH的酸度)的0H—離子的摩爾濃度的約1/1000，所以HF溶液可以具有BOE溶液的0H—基團(tuán)的數(shù)目的1/1000。因此，由于HF溶液不含有表面活性劑，所以與BOE溶液相比HF溶液較少可能地滲透到絕緣層103的開口區(qū)OP中。此外，即使部分的HF溶液經(jīng)由開口區(qū)OP滲透到氣隙105中，由于HF溶液具有比BOE溶液更少的氫氧(0H_)基團(tuán)，所以與BOE溶液相比可以更有效地抑制浮柵的氧化。圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例的半導(dǎo)體存儲器件的截面的照片。參見圖4，即使在絕緣層402的本應(yīng)完全覆蓋氣隙403以保持氣隙403的一部分中形成了開口區(qū)，也可以防止由于清潔溶液而導(dǎo)致的缺陷的發(fā)生，例如，柵極線401的氧化和倒塌的發(fā)生。因此，可以將柵極線401(例如，字線)保持為均勻的圖案、可以防止煙氣、可以提高成品率、以及可以改善半導(dǎo)體存儲器件的可靠性。盡管上述實施例描述的是在用絕緣層402覆蓋整個結(jié)構(gòu)以在柵極線401之間形成氣隙403之后執(zhí)行的清潔工藝，但是上述清潔工藝也可以應(yīng)用于在半導(dǎo)體存儲器件的制造工藝期間執(zhí)行的其它清潔工藝。例如，可以將上述清潔工藝應(yīng)用于各個制造步驟，諸如在形成位線之后執(zhí)行的清潔工藝、在外圍電路區(qū)中形成柵極線之后執(zhí)行的清潔工藝、在柵極線之間的半導(dǎo)體襯底中形成結(jié)區(qū)之后執(zhí)行的清潔工藝、在形成柵極線之后執(zhí)行的清潔工藝、在柵極線的側(cè)壁上形成間隔件之后執(zhí)行的清潔工藝、或在形成層間絕緣層之后執(zhí)行的清潔工藝。因此，本發(fā)明可以在具有形成在柵極線之間的氣隙的半導(dǎo)體存儲器件的清潔工藝期間防止清潔溶液流入氣隙。此外，即使清潔溶液流入氣隙，也可以容易地去除清潔溶液，由此提高成品率并改善半導(dǎo)體存儲器件的可靠性。在附圖和說明書中，公開了本發(fā)明的典型的示例性實施例，盡管使用了特定的術(shù)語，但是這些術(shù)語僅以一般性和說明性的意義使用，并不用于進(jìn)行限制。對于本發(fā)明的范圍，將在所附權(quán)利要求中敘述。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，在不脫離所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以在形式和細(xì)節(jié)上進(jìn)行各種變化。
權(quán)利要求
1.一種制造半導(dǎo)體存儲器件的方法，所述方法包括以下步驟: 在半導(dǎo)體襯底上形成多個柵極線； 在所述柵極線上形成絕緣層；以及 利用具有比2cP更低的粘度以及比3pH更低的酸度的不含表面活性劑的清潔溶液來執(zhí)行清潔工藝，以從所述絕緣層的表面去除殘留物。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，利用濕法清潔工藝來執(zhí)行所述清潔工藝。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述不含表面活性劑的清潔溶液是氫氟酸HF溶液或標(biāo)準(zhǔn)清潔SC-1溶液。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述SC-1溶液是氫氧化銨NH4OH、過氧化氫H2O2以及水H2O的混合物，所述HF溶液是HF和H2O的混合溶液。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述HF溶液是HF與H2O的以約1: 100比例的混合物，并且具有約2.7pH的酸度。
6.如權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述HF溶液和所述SC-1溶液每個都具有約IcP的粘度和約2.7pH的酸度。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括以下步驟: 在所述絕緣層上形成光致抗蝕劑圖案，所述光致抗蝕劑圖案具有開口，所述開口是通過部分地暴露出所述絕緣層的要形成接觸孔的區(qū)域而形成的； 通過去除被暴露的所述絕 緣層來形成暴露出所述半導(dǎo)體襯底的一部分的所述接觸孔； 去除所述光致抗蝕劑圖案；以及 執(zhí)行所述清潔工藝。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述絕緣層包括二氧化硅SiO2層。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述不含表面活性劑的清潔溶液在約25°C下具有比2cP更低的粘度以及比3pH更低的酸度。
10.一種制造半導(dǎo)體存儲器件的方法，所述方法包括以下步驟: 在半導(dǎo)體襯底上形成多個柵極線； 在所述柵極線之間形成氣隙，并在具有所述氣隙的結(jié)構(gòu)上形成絕緣層；以及 利用具有比2cP更低的粘度以及比3pH更低的酸度的不含表面活性劑的清潔溶液來執(zhí)行清潔工藝，以從所述絕緣層的表面去除殘留物。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，利用濕法清潔工藝來執(zhí)行所述清潔工藝。
12.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述不含表面活性劑的清潔溶液是氫氟酸HF溶液或標(biāo)準(zhǔn)清潔SC-1溶液。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述SC-1溶液是氫氧化銨ΝΗ40Η、過氧化氫H2O2以及水H2O的混合物，所述HF溶液是HF和H2O的混合溶液。
14.如權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述HF溶液是HF與H2O以約1: 100比例的混合物，并且具有約2.7pH的酸度。
15.如權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述HF溶液和所述SC-1溶液每個都具有約IcP的粘度和約2.7pH的酸度。
16.如權(quán)利要求10所述的方法，還包括以下步驟:在所述絕緣層上形成光致抗蝕劑圖案，所述光致抗蝕劑圖案具有開口，所述開口是通過部分地暴露出所述絕緣層的將要形成接觸孔的區(qū)域而形成的； 通過去除被暴露的所述絕緣層來形成暴露出所述半導(dǎo)體襯底的一部分的所述接觸孔； 去除所述光致抗蝕劑圖案；以及 執(zhí)行所述清潔工藝。
17.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述絕緣層包括二氧化硅SiO2層。
18.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述不含表面活性劑的清潔溶液在約25°C下具有比2cP更低的粘度以 及比3pH更低的酸度。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種制造半導(dǎo)體存儲器件的方法，所述方法包括以下步驟在半導(dǎo)體襯底上形成多個柵極線；在柵極線上形成絕緣層；以及利用具有比2cP更低的粘度以及比3pH更低的酸度的不含表面活性劑的清潔溶液來執(zhí)行清潔工藝，以從絕緣層的表面去除殘留物。
文檔編號H01L21/02GK103178015SQ20121045251
公開日2013年6月26日 申請日期2012年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月22日
發(fā)明者李德儀, 李承* 申請人:愛思開海力士有限公司