專利名稱：半導體器件的金屬層結(jié)構(gòu)的制作方法
半導體器件的金屬層結(jié)構(gòu)技術領域5 本發(fā)明一般涉及用于半導體器件的金屬層結(jié)構(gòu)，更具體涉及用于確保接觸塞和金屬層之間的對準容限的半導體器件的金屬層結(jié)構(gòu)。
背景技術：
在半導體器件中，金屬層形成為束，并且下金屬層與上金屬層利 10 用接觸塞電連接。隨著器件集成度增大，金屬層之間的間隔變得越來 越窄。同時，為了形成金屬層，形成用于金屬層的導電膜，并在其上 涂覆光刻膠。隨后利用金屬掩模通過光刻工藝和顯影工藝使光刻膠圖 案化，以限定將形成金屬層的區(qū)域。然后，利用光刻膠圖案作為蝕刻掩 模來蝕刻用于金屬層的導電膜。結(jié)果，形成金屬層。 15 對于將連接至另一下金屬層的金屬層，必須進行與接觸塞的對準。然而，由于金屬層的寬度和金屬層間的間隔變得越來越窄，與接觸塞 的對準容限下降，因而難以將金屬層和接觸塞精確對準。具體而言， 在光刻膠的光刻工藝中，當掩模沒有精確對準，因而沒有精確限定用 于形成金屬層的區(qū)域時，可能產(chǎn)生與接觸塞的對準錯誤。結(jié)果，金屬 20 層與接觸塞之間的接觸面積減小從而增大其電阻，或者相互不接觸從 而導致故障。此外，與待連接接觸塞的另一金屬層相鄰的一個金屬層 連接至該接觸塞，會導致故障。此外，現(xiàn)有的光刻設備限制了其覆蓋從而形成金屬層的能力，并. 且難以形成精確連接下接觸塞的金屬層。 25 在存儲器件的情況下，核心區(qū)域中形成的金屬層多于單元區(qū)域中形成的金屬層，因而重要的是確保其中的對準容限以及考慮到更小的 圖案尺寸必須進一步提高對準容限。
圖1A和1B是示出現(xiàn)有半導體器件金屬層的圖。接觸塞ll形成 在其上形成下層結(jié)構(gòu)(未示出)例如晶體管的襯底上。接著，在接觸 塞11上形成用于全屬層的導電膜并在其上實施團棄化過程以形成僉 屬層12a-12c。此時， 一些金屬層連接至接觸塞11。在此， 一個重要 5 的方面是接觸塞11與金屬層12a精確對準和必須形成預定間隔以使與 金屬層12a相鄰的金屬層12b和12c不與接觸塞11連接。然而，當金屬層間間隔非常狹窄從而在光刻過程中掩膜沒有精確 對準的情況下，與待連接至接觸塞11的金屬層12a相鄰的金屬層12b 和12c連接至接觸塞11，從而導致故障。此外，僅部分接觸塞ll與金 10 屬層12a連接，從而降低接觸面積，由此增加其電阻。在此，可以提出一種加寬金屬層間間隔的方法來解決上迷缺點； 然而，這導致芯片尺寸增大，由此降低效率。此外，在接觸塞ll的面 積減小的情況下，變得難以與待連接至接觸塞11的金屬層12a對準， 而且在接觸塞ll的面積增大的情況下，金屬層間間隔不得不增大，這 15 對集成度有不利影響。發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明提供一種半導體器件的金屬層結(jié)構(gòu)，其中可以通過 形成鄰近金屬層中接觸的彎曲金屬層圖案來避免接觸層和金屬層之間 20的重疊，并且緊鄰接觸的間隔的容限寬度得到保持，隨后隨著與接觸 的距離增加而逐漸減小，因而可以在保持整個芯片尺寸的同時確保覆 蓋容限。本發(fā)明提供一種半導體存儲器件的金屬層結(jié)構(gòu)，包括將連接至 接觸塞的第一金屬層；和以第二間隔距離平行形成在第 一金屬層周圍 25 的多個第二金屬層，其中最接近第一金屬層的第二金屬的層間隔距離 保持為第二間隔距離，其寬于圍繞接觸塞的第二金屬層的第一間隔距 離，并且緊鄰第 一金屬層的第二金屬層的間隔距離保持為第三間隔距 離，其窄于第二間隔距離，并且相鄰的第二金屬層之間的間隔距離逐
漸減小，并且對于離第一金屬層最遠的第二金屬層而言，所述間隔距 離最終等于第一間隔距離。優(yōu)選具有對應于接觸塞周圍第 一金屬層和接觸塞重晝長度1.2-2.0 倍的長度的第二金屬層保持與第 一金屬層的間隔距離，其寬于第 一間 5 隔距離。相鄰的第二金屬層之間的間隔距離隨第二金屬層遠離第 一金屬層 而逐漸減少lnm-10nm。優(yōu)選存在至少8個第二金屬層，并且距離第一金屬層最近的第七 個第二金屬層與第八個第二金屬層之間的間隔距離保持為第 一間隔距10 離。第一間隔距離優(yōu)選為100nm，第二間隔距離優(yōu)選為115nm。 優(yōu)選形成第二金屬層以具有第一寬度，并且形成第二金屬層以在緊鄰第二金屬層的間隔距離變得更寬的區(qū)域上具有笫二寬度，其窄于第一寬度。15 第二金屬層的寬度優(yōu)選減小lnm-10nm。第一寬度優(yōu)選為100nm。


以下所包括的附圖提供對本發(fā)明的進一步理解并且被引入構(gòu)成本 說明書的一部分，以下

本發(fā)明的實施方案并與說明書一起用 20 來解釋本發(fā)明的原理。在附圖中圖1A和1B是示出半導體器件的常規(guī)金屬層的圖； 圖2是示出根據(jù)本發(fā)明一個實施方案用于快閃存儲器件制造方法 的i殳計困；和圖3A-3D是根據(jù)本發(fā)明一個實施方案用于半導體器件的制造方法 25 的截面圖。
具體實施方式
以下，結(jié)合附困說明根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方案。然而，前述概
括說明和以下詳細說明都是示例性的并且是用來提供對所要求的本發(fā) 明的進一步解釋。圖2是示出根據(jù)本發(fā)明一個實施方案用子怏閃存儲器件制造方法 的設計圖。在層間膜202上排列第一金屬層205bl和圍繞第一金屬層5 205bl并間隔一定距離(A，)平行形成的多個第二金屬層205b2-205b9。 在此，可以形成比圖2所示數(shù)目更多的第二金屬層；然而，為了清楚 地說明，僅示出8個金屬層。同時，第二金屬層205b2-205b9可圍繞 第一金屬層205bl對稱形成。這些類型的金屬層可形成在存儲器件的 核心區(qū)域上。下文中，為了清楚地說明，假設金屬層的數(shù)量為17,金10 屬層的寬度為100nm，并且間隔距離(A，)為100nm。換言之，平行形成寬度為100nm和間隔距離(A，)為100nm的第 一金屬層205bl和第二金屬層205b2-205b9。同時，第一金屬層205bl 連接至接觸塞205a。在此，考慮到與第一金屬層205bl潛在的對準錯 誤，接觸塞205a形成具有比第一金屬層205bl更寬的寬度。因此，當15 產(chǎn)生對準錯誤時，最接近第一金屬層205bl的第二金屬層205b2可能 連接至接觸塞205a。為了避免這種情況，將第一金屬層205bl與第二 金屬層205b2-205b9之間的間隔距離增大為第二間隔距離(A)，使得 即使產(chǎn)生對準錯誤，接觸塞205a也不會連接至最接近第一金屬層 205bl的第二金屬層205b2。此時，形成其長度為第一金屬層205bl20 與接觸塞205a重疊長度的1.1-2.0倍的第二金屬層205b2，其距離第一 金屬層205bl間隔距離(A)。在其它區(qū)域中，保持第一金屬層205bl 與第二金屬層205b2之間以及第二金屬層205b2-205b9之間的間隔距 離(A，)。同時，在圍繞接觸塞205a的間隔距離的描述中，第二金屬層 25205b2-205b9之間的間隔距離隨著遠離第 一金屬層205bl即接觸塞 205a而變窄，最終成為與第一間隔距離(A，)相同的間隔距離。例如， 圍繞接觸塞205a，第一金屬層205bl與第二金屬層205b2之間的間隔 距離(A，)設定為115nm的第二間隔距離，其寬于100nm的第一間
隔距離 第二金屬層205b2-205b9的各寬度變窄lnm，并且第二金屬 層205b2-205b9與第一金屬層205bl之間的間隔距離減少lnm,隨后 第七和第八個第二金屬層205b8、205b9與第一全屬層205bl的間隔距 離將成為100nm,與第一間隔距離(A，)相同。因此，在整個結(jié)構(gòu)上，5 第七和第八個第二金屬層205b8、 205b9之間的間隔距離保持100nm 的第一間隔距離(A，)。通過以前述方式調(diào)整間隔距離，在將形成接觸 塞205a的區(qū)域上，第一金屬層205M與笫二金屬層205b2之間的左和 右側(cè)間隔距離分別增加15nm，以確保與接觸塞205a的對準容限分別 多出15nm。在此，金屬層之間的間隔距離的減少和增加不限于lnm,10 可以根據(jù)設計規(guī)則或光刻設備的分辨力而變化。例如，金屬層之間的 間隔距離的減少和增加可設定為lnm-10nm。在此，優(yōu)選調(diào)節(jié)在間隔距離方面被調(diào)節(jié)的第二金屬層205b2-205b9 的寬度，以及調(diào)節(jié)第一金屬層205bl與第二金屬層205b2-205b9之間 的間隔距離。更具體而言，在有限面積中，在保持金屬層寬度為定值15 的條件下，難以僅僅擴大間隔距離。因此，優(yōu)選減少全部第二金屬層 205b2-205b9中一些第二金屬層的寬度，在這些第二金屬層之間加寬 間隔距離。例如，在第二金屬層205b2-205b9的各個寬度(B，)為100nm 的情況下，在與第一金屬層205bl的間隔距離加寬的區(qū)域上，其寬度 與間隔距離的增加值相對應地減少lnm成為99nm。因此，形成分別20具有100nm的寬度(B，)的第二金屬層205b2-205b9，并且僅在與第 一金屬層205bl的間隔距離加寬的區(qū)域上具有99nm的寬度。所以， 形成在其所有部分上保持如第一間隔距離(A，)的100nm的間隔距離 的第二金屬層205b9，以具有在其所有部分上100nm的寬度，從而可 以容易地在有限區(qū)域中調(diào)節(jié)間隔距離。同樣地，第二金屬層寬度的變25 化不限于lnm,其可以根據(jù)設計規(guī)則或光刻設備的分辨力而變化。例 如，金屬層之間的間隔多巨離的減少或增加可i殳定為lnm-9nm。在以前 迷方式形成金屬層時，確保重復圖案的連續(xù)特征(features),因為在 形成不規(guī)則金屬層的情況下或金屬層以及金屬層之間間隔距離不重復 的情況下，這可能是導致難以在器件之間形成光刻過程的因素。在形成金屬層圖案時，甚至當調(diào)節(jié)金屬層寬度和其間的間隔寬度時，整個芯片的尺寸必須保持與其它器件對準。因此，儀在接觸塞20Sa 周圍的第二金屬層205b2-205b9的預定區(qū)域中加寬左側(cè)和右側(cè)，以形5 成圖案。此時，預定區(qū)域是指大于接觸塞205a的面積，亦即接觸塞 205a面積的1.1-2.0倍。同時，在增大區(qū)以外的其它區(qū)域中，第二金屬 層205b2-205b9的寬度(B，)和第二金屬層205b2-205b9之間的間隔 距離(A，)保持為常規(guī)值。以下公開根據(jù)本發(fā)明的一種半導體器件的制造方法。10 圖3A-3D是根據(jù)本發(fā)明實施方案用于半導體器件的制造方法的截面圖。參考困3A，在其上形成結(jié)區(qū)201a的半導體襯底201上形成用于 層間絕緣膜202的氧化膜。在層間絕緣膜上形成第一光刻膠以形成接 觸孔204。第一光刻膠圖案203通過實施光刻和顯影工藝形成，剝除 15 將形成接觸孔204處的區(qū)域。接觸孔204根據(jù)第一光刻膠圖案203通 過蝕刻工藝形成在層間絕緣膜202上。參考圖3B，形成導電膜205以掩埋接觸孔204。形成導電膜205 以形成接觸塞和金屬層?？梢圆捎酶鞣N方式實施形成導電膜以形成接 觸塞和金屬層的過程，在本發(fā)明中，描述了同時形成接觸塞和金屬層 20的方式。利用化學和機械拋光來平坦化導電膜205的上部。參考圖3C，在導電膜205上形成金屬掩模206和第二光刻膠。利 用光刻和顯影工藝使第二光刻膠的預定區(qū)域圖案化而形成光刻膠圖案 207。此時，重要的是形成第二光刻膠圖案，以使與接觸區(qū)域連接的金 屬層區(qū)域之外的金屬層區(qū)域不與下接觸連接。為此，如圖2所迷，第 25二光刻膠困案207的輪廓被改變。參考圖3D,通過實施根據(jù)第二光刻膠圖案207的光刻和顯影工藝 來蝕刻金屬掩模206的預定區(qū)域，并剝除第二光刻膠圖案207。在光 刻法中，可以使用波長365nm的I光、248nm的KrF、 193nm的ArF、 157nm的EUV等作為光源。利用蝕刻過程來圖案化導電膜205，以形 成接觸塞205a和金屬層205b。根據(jù)本發(fā)明，在形成將與接觸連接的全屬層時，通過形成其中圍 繞接觸加寬左右側(cè)的金屬層，可以避免接觸與金屬層之間的重疊，因 5而可以確保復蓋容限，從而通過僅改變金屬掩模困案而不附加設備來改善器件的可靠性，甚至在窄金屬層寬度的情況下也是如此。已經(jīng)結(jié)合上述特定實施方案描述了本發(fā)明，對本領域技術人員 來說可以進行大量替換、修改和變化是顯而易見的。因此，如上所 述的優(yōu)選實施方案的目的是示例性的而非限制?？梢赃M行各種改變 io 而不背離如以下權利要求書所限定的本發(fā)明的精神和范圍。
權利要求
1.一種半導體存儲器件的金屬層結(jié)構(gòu)，包括將連接至接觸塞的第一金屬層；和以第二間隔距離平行形成在第一金屬層周圍的多個第二金屬層，其中最接近第一金屬層的第二金屬層間隔距離保持為第二間隔距離，其寬于圍繞接觸塞的第二金屬層的第一間隔距離，并且近鄰第一金屬層的第二金屬層的間隔距離保持為第三間隔距離，其窄于第二間隔距離，并且相鄰的第二金屬層之間的間隔距離逐漸減小，并且對于離第一金屬層最遠的第二金屬層而言，所述間隔距離最終等于第一間隔距離。
2. 權利要求l的半導體存儲器件的金屬層結(jié)構(gòu)，其中第二金屬層具 有對應于在接觸塞周圍第一金屬層和接觸塞重疊長度1.2-2.0倍的長 度，由此第二金屬層保持與第一金屬層的間隔距離，其寬于第一間隔距 離。
3. 權利要求l的半導體存儲器件的金屬層結(jié)構(gòu)，其中相鄰的第二金 15 屬層之間的間隔距離隨第二金屬層遠離第一金屬層而逐漸減少lnm-10nm。
4. 權利要求1的半導體存儲器件的金屬層結(jié)構(gòu)，其中接近第一金屬 層的第七個第二金屬層與第八個第二金屬層之間的間隔距離保持為第 一間隔距離。
5. 權利要求1的半導體存儲器件的金屬層結(jié)構(gòu)，其中第一間隔距離 為100nm，第二間隔距離為115nm。
6. 權利要求1的半導體存儲器件的金屬層結(jié)構(gòu)，其中形成第二金屬 層，以在緊鄰第二金屬層的間隔距離變得更寬的區(qū)域上具有第一和第二 寬度，其窄于第一寬度。 25 7. 權利要求l的半導體存儲器件的金屬層結(jié)構(gòu)，其中第二金屬層的 寬度隨著第二金屬層遠離第一金屬層而減小lnm-10nm。 8. 權利要求1的半導體存儲器件的金屬層結(jié)構(gòu)，其中第一寬度為 100腿。
全文摘要
公開了一種半導體存儲器件的金屬層結(jié)構(gòu)。所述金屬層結(jié)構(gòu)包括將連接至接觸塞的第一金屬層；和以第二間隔距離平行形成在第一金屬層周圍的多個第二金屬層，其中最接近第一金屬層的第二金屬層間隔距離保持為第二間隔距離，其寬于圍繞接觸塞的第二金屬層的第一間隔距離，并且緊鄰第一金屬層的第二金屬層的間隔距離保持為第三間隔距離，其窄于第二間隔距離，并且相鄰的第二金屬層之間的間隔距離逐漸減小，并且對于離第一金屬層最遠的第二金屬層而言，所述間隔距離最終等于第一間隔距離。因此，即使產(chǎn)生對準錯誤，也可以確保對準容限而不需要更大面積并且使接觸塞可以連接至下一個金屬層。
文檔編號H01L23/52GK101154648SQ20061015644
公開日2008年4月2日 申請日期2006年12月31日 優(yōu)先權日2006年9月29日
發(fā)明者金鐘勛 申請人:海力士半導體有限公司