[發明專利]金屬絕緣體金屬元件的制造方法

在審

• 申請號: 201710153461.6
• 申請日: 2017-03-15
• 公開（公告）號: CN108538814A
• 公開（公告）日: 2018-09-14
• 發明（設計）人: 戴炘;張柏成;黃慧秦;竇培庭;呂明政
• 申請（專利權）人: 力晶科技股份有限公司
• 主分類號: H01L23/64
• 分類號: H01L23/64
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 陳小雯

本發明公開一種金屬絕緣體金屬元件的制造方法，包括：在基底上依序形成第一金屬層、絕緣層及第二金屬層，以形成金屬絕緣體金屬結構；在所述第二金屬層的至少一部分上形成圖案化掩模層；使用不含碳的蝕刻劑對未形成有所述圖案化掩模層的所述第二金屬層及所述絕緣層進行蝕刻；以及使用包含氧化劑及金屬氧化物蝕刻劑的混合溶液對經蝕刻的所述金屬絕緣體金屬結構進行清洗，以去除殘留在所述金屬絕緣體金屬結構上的多余聚合物。

技術領域

本發明涉及一種半導體元件的制造方法，特別是涉及一種金屬絕緣體金屬元件(metal-insulator-metal device,MIM device)的制造方法。

背景技術

金屬絕緣體金屬元件是半導體元件中經常使用的構件，最常見的用途是用于金屬絕緣體金屬電容器。

金屬絕緣體金屬元件為具有金屬絕緣體金屬結構的半導體構件。關于金屬絕緣體金屬元件的制造方法，請參照圖1A，一般是于基底101上依序形成第一金屬層102、絕緣層103及第二金屬層104后，以圖案化掩模層105作為掩模，并使用含碳的蝕刻氣體(例如CF₄等氟化碳氣體以及C₂H₄)來進行蝕刻步驟(等離子體蝕刻，或稱為干式蝕刻)。之后進一步對整個金屬絕緣體金屬結構100進行清洗步驟。

然而，上述步驟會產生一些問題，例如請參照圖1B，當使用鉭、氮化鉭或者其組合作為第二金屬層104的材料時，在進行蝕刻步驟之后，在第二金屬層104與絕緣層103的側壁會殘留一些無用的聚合物106，其為第二金屬層104、絕緣層103與蝕刻步驟所使用的蝕刻氣體進行反應后產生的聚合物。在之后的清洗步驟中，這些聚合物106無法被清除。在后續的制作工藝中，這些聚合物106使得膜面不均勻并成為電連接時短路的原因，進而影響到金屬絕緣體金屬元件的性能，使得產率與可靠性變差。

發明內容

鑒于上述問題，本發明提供一種金屬絕緣體金屬元件的制造方法，包括：在基底上依序形成第一金屬層、絕緣層及第二金屬層，以形成金屬絕緣體金屬結構；在所述第二金屬層的至少一部分上形成圖案化掩模層；使用不含碳的蝕刻劑對未形成有所述圖案化掩模層的所述第二金屬層及所述絕緣層進行蝕刻；以及使用包含氧化劑及金屬氧化物蝕刻劑的混合溶液對經蝕刻的所述金屬絕緣體金屬結構進行清洗，以去除殘留在所述金屬絕緣體金屬結構上的多余聚合物。

依照本發明的一實施例所述，在上述金屬絕緣體金屬元件的制造方法中，所述第一金屬層及所述第二金屬層的材料為鉭、氮化鉭或者其組合。

依照本發明的一實施例所述，在上述金屬絕緣體金屬元件的制造方法中，所述第二金屬層及所述絕緣層的蝕刻之后，還包括去除所述圖案化掩模層的灰化步驟。

依照本發明的一實施例所述，在上述金屬絕緣體金屬元件的制造方法中，所述不含碳的蝕刻劑為包括氯氣(Cl₂)以及氯化硼(BCl₃)的蝕刻氣體。

依照本發明的一實施例所述，在上述金屬絕緣體金屬元件的制造方法中，所述氧化劑是選自由過氧化氫及臭氧組成的群組中的至少一種。

依照本發明的一實施例所述，在上述金屬絕緣體金屬元件的制造方法中，所述氧化劑為硫酸、過氧化氫以及水的DSP混合溶液。

依照本發明的一實施例所述，在上述金屬絕緣體金屬元件的制造方法中，所述氧化劑中，以重量百分比計，硫酸、過氧化氫以及水的比例為1:1:10～1:1:30。

依照本發明的一實施例所述，在上述金屬絕緣體金屬元件的制造方法中，所述金屬氧化物蝕刻劑包括有機含氟化合物或無機含氟化合物。