專利名稱：在半導(dǎo)體器件中制造存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于制造半導(dǎo)體器件的方法，具體涉及一種使用線 型自對(duì)準(zhǔn)接觸蝕刻形成存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸的方法。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體器件變得高度集成，在80nm以下的技術(shù)的存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接 觸塞中，已經(jīng)使用氟化氬(ArF)光刻膠來(lái)形成作為溝槽型的接觸。然而，當(dāng)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸(SNC1)被形成為溝槽型時(shí)，因?yàn)榇鎯?chǔ)節(jié)點(diǎn) 接觸塞被填入溝槽型存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸孔，所以存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸的上部的暴露 的表面積小。因此，造成與隨后的存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的重疊裕度(overlay margin)不足。因此，通常需要在其間形成襯墊多晶硅(pad polysilicon) ( SNC2 )。此外，當(dāng)進(jìn)行蝕刻過(guò)程以形成溝槽型存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸孔時(shí)所使用的 ArF光刻膠由于采用昂貴設(shè)備而造成維護(hù)成本增加。因此，批量生產(chǎn)能 力變小。已經(jīng)提出一種用在形成線型存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸的方法來(lái)克服前述局 限。圖1A~1E是圖示說(shuō)明由于在半導(dǎo)體器件中形成存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸的典 型方法的截面圖。參照?qǐng)D1A,柵極圖案G形成在半成品襯底11上。每個(gè)柵極圖案G 包括柵極絕緣層12、柵極導(dǎo)電層13與柵極硬掩模14。在柵極圖案G的 側(cè)壁上形成柵極隔離物15。在襯底結(jié)構(gòu)上形成第一絕緣層16。著陸塞 (landing plug ) 17在第一絕緣層16中形成并連接村底11。在第一絕 緣層16上形成第二絕緣層18。在第二絕緣層18的某些部分上形成位線 BL。每個(gè)位線BL包括配置有位線鴒層19及位線硬掩模20的堆疊結(jié)構(gòu)。 在位線BL側(cè)壁上形成位線隔離物21。在第二絕緣層18及位線BL上形 成第三絕緣層22。在第三絕緣層22上形成硬掩模23。硬掩模23包括 多晶硅層。硬掩模23形成為線型結(jié)構(gòu)。參照?qǐng)D1B，使用硬掩模23作為蝕刻阻擋層以蝕刻第三絕緣層22的 一部分從而形成開(kāi)口區(qū)。此時(shí)，將開(kāi)口區(qū)形成至不會(huì)使位線鎢層19暴 露的深度。進(jìn)行濕蝕刻過(guò)程以擴(kuò)大開(kāi)口區(qū)線寬。因此，形成第一開(kāi)口區(qū) 24。附圖標(biāo)記22A是指經(jīng)蝕刻的第三絕緣層22A。參照?qǐng)D1C，在硬掩模23及第一開(kāi)口區(qū)24的表面輪廓(profile) 上形成用于形成隔離物的基于氮化物的層25。參照?qǐng)D1D，使用干蝕刻過(guò)程來(lái)蝕刻基于氮化物的層25。因此，在 位線硬掩模20上部上形成存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸隔離物25A。蝕刻第一開(kāi)口區(qū) 24的下部直到著陸塞17被暴露,從而形成第二開(kāi)口區(qū)26。附圖標(biāo)記22B 及18A分別指第三絕緣圖案22B及第二絕緣圖案18A。參照?qǐng)D1E，用于形成塞的導(dǎo)電層(例如多晶硅層)被形成在襯底結(jié) 構(gòu)上，且填充在配置有第一開(kāi)口區(qū)24及第二開(kāi)口區(qū)26的存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸 孔中。進(jìn)行平坦化過(guò)程(例如化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)過(guò)程)以形成存儲(chǔ) 節(jié)點(diǎn)接觸塞27。在平坦化過(guò)程期間移除硬掩模23。當(dāng)應(yīng)用線型存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸孔時(shí)，可利用氟化氪(KrF)光刻膠進(jìn)行 圖案化。然而，因?yàn)楫?dāng)形成線型存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸孔時(shí)，位線BL的位線硬 掩模20被暴露，造成位線硬掩模20的大量蝕刻損失，因此難以獲得自 對(duì)準(zhǔn)接觸裕度特征。即使形成基于氮化物的層作為存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸隔離物 25A,也難以在60nm以下技術(shù)的器件中確保自對(duì)準(zhǔn)接觸裕度。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的具體實(shí)施方案涉及提供一種在半導(dǎo)體器件中形成存儲(chǔ)節(jié) 點(diǎn)接觸的方法，其能確保自對(duì)準(zhǔn)接觸裕度，且當(dāng)形成線型存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸 孔時(shí)，減少位線硬掩模的蝕刻損失。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種在半導(dǎo)體器件中形成存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸
的方法，包括在包括著陸塞的半成品襯底上形成第一絕緣層；在第一 絕緣層上形成位線，每個(gè)位線包括包含位線鎢層及位線硬掩模的堆疊結(jié) 構(gòu)；在第一絕緣層上形成第二絕緣層以使相鄰位線絕緣；以不暴露位線 鴒層的方式來(lái)蝕刻第二絕緣層的一部分從而形成第一開(kāi)口區(qū)；擴(kuò)大第一 開(kāi)口區(qū)的寬度；蝕刻殘留的第二絕緣層及第一絕緣層以形成暴露出著陸 塞表面的第二開(kāi)口區(qū)；在包括第一及第二開(kāi)口區(qū)的存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸孔側(cè)壁 上形成隔離物，該隔離物包括包含基于氧化物的層及基于氮化物的層的 堆疊結(jié)構(gòu)；以及利用導(dǎo)電材料填充存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸孔以形成存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸o根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種在半導(dǎo)體器件中形成存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸的方法，包括在半成品襯底上形成第一絕緣層；在第一絕緣層上形 成包括鴒層的位線，每個(gè)位線包括堆疊結(jié)構(gòu)；在第一絕緣層上形成第二 絕緣層以使相鄰位線絕緣；以不暴露出位線鎢層的方式來(lái)蝕刻第二絕緣 層的一部分從而形成第一開(kāi)口區(qū)；擴(kuò)大第一開(kāi)口區(qū)的寬度；蝕刻第二絕 緣層的殘留部分及第一絕緣層以形成第二開(kāi)口區(qū)；在包括第一及第二開(kāi) 口區(qū)的存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸孔側(cè)壁上形成隔離物；以及利用導(dǎo)電材料填充存儲(chǔ) 節(jié)點(diǎn)接觸孔以形成存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸。


圖1A至1E是圖示說(shuō)明在半導(dǎo)體器件中形成存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸的典型方 法的截面圖。圖2A至2F是圖示說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案在半導(dǎo)體器件中形成 存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸的方法的截面圖。圖3是圖示說(shuō)明存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸孔及存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸塞的自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)接觸 的圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明的實(shí)施方案涉及一種在半導(dǎo)體器件中制造存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸的方法。圖2A至2F圖示說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案在半導(dǎo)體器件中形成存儲(chǔ)節(jié) 點(diǎn)接觸的方法的截面圖。
參照?qǐng)D2A，在半成品襯底31上形成柵極圖案G。 一般而言，用于形成 動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器(DRAM)所需的過(guò)程(例如阱過(guò)程(well process)及隔 離結(jié)構(gòu)過(guò)程)預(yù)先在襯底31上實(shí)施。每個(gè)柵極圖案G包括柵極絕緣層32、 柵極導(dǎo)電層33和柵極硬掩模34。通常使用熱氧化過(guò)程或干/濕氧化過(guò)程來(lái) 形成柵極絕緣層32。柵極導(dǎo)電層33包括多晶硅層、金屬層或金屬硅化物 層。柵極硬掩模34包括氮化硅(Si3N4)層。在柵極圖案G側(cè)壁上形成柵極隔離物35。包括著陸塞37的第一絕緣 圖案36形成在襯底31和柵極圖案G上。更詳細(xì)而言，在柵極圖案G及襯 底31上形成第一絕緣層。進(jìn)行平坦化過(guò)程直到暴露出柵極硬掩模34。然 后著陸塞37形成在第一絕緣層中，并連接襯底31。著陸塞37包括多晶硅 塞。在第一絕緣圖案36上形成第二絕緣層38。在第二絕緣層38的某些部 分上形成位線BL。每個(gè)位線BL包括配置有位線鵠層39及位線硬4^模40 的堆疊結(jié)構(gòu)。在位線BL側(cè)壁上形成位線隔離物41。當(dāng)與典型的位線隔離 物比較時(shí)，位線隔離物41具有增加的厚度。可將位線隔離物41形成為約 200人~約300A的厚度。例如，典型的位線隔離物形成為約130A的厚度， 而根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的位線隔離物41形成為約260A的厚度。因此，位 線隔離物41的增加的厚度改善自對(duì)準(zhǔn)接觸(SAC)裕度。同時(shí)，位線隔離 物41包括基于氮化物的層。在位線BL及第二絕緣層38上形成第三絕緣層42。在第三絕緣層" 上形成硬掩模43。硬掩模43包括多晶硅層。硬4^模43形成為線型結(jié)構(gòu)。參照?qǐng)D2B，使用硬掩模43作為蝕刻阻擋層以蝕刻第三絕緣層42的一 部分從而形成開(kāi)口區(qū)。通過(guò)使用硬掩模43作為蝕刻阻擋層而對(duì)第三絕緣 層42進(jìn)行干蝕刻過(guò)程形成開(kāi)口區(qū)，從而形成凹陷(d鄰ression)。接著對(duì) 凹陷實(shí)施濕蝕刻過(guò)^E以擴(kuò)大開(kāi)口區(qū)線寬。因此，形成第一開(kāi)口區(qū)44。附圖 標(biāo)記42A指經(jīng)蝕刻的第三絕緣層42A。擴(kuò)大開(kāi)口區(qū)線寬造成后續(xù)的存儲(chǔ)節(jié) 點(diǎn)接觸的上表面積增加。因此，可確保存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的重疊裕度。濕蝕刻過(guò)程具有各向同性特,。因此，凹陷的側(cè)壁及底表面在所有方 向均被蝕刻至基;M目同的深度。濕蝕刻過(guò)程使用 一般用于蝕刻絕緣層的化 學(xué)品。第一開(kāi)口區(qū)44形成至不會(huì)暴露出位線鎢層39的預(yù)期深度。參照?qǐng)D2C,使用硬掩模43作為蝕刻阻擋層，干蝕刻第一開(kāi)口區(qū)44下
方的經(jīng)蝕刻的第三絕緣層42A及第二絕緣層38的一部分。附圖標(biāo)記"B 及38A分別指第三絕緣圖案42B及第二絕緣圖案38A。因此，形成第二開(kāi) 口區(qū)，其暴露著陸塞37上部。因此，形成包括第一開(kāi)口區(qū)44及第二開(kāi)口 區(qū)的存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸孔45。存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸孔45的形成包括在形成第一開(kāi) 口區(qū)44后，形成第二開(kāi)口區(qū)而不形成存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸隔離物，這與典型的 方法不同。因此，將存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸孔45的暴露的表面積最大化，且可在 60 nm以下技術(shù)的器件中確保開(kāi)口裕度。參照?qǐng)D2D，在硬掩模43及存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸孔45的表面輪廓上形成用于 形成隔離物的基于氧化物的層46及用于形成隔離物的基于氮化物的層47。 基于氧化物的層46形成為厚度約450 A ~約550A,且基于氮化物的層 47形成為厚度約100 A ~約200A。當(dāng)基于氧化物的層46包括具有差的 階梯覆蓋特征的未摻雜硅酸鹽玻璃(USG)層時(shí)，形成在位線硬掩模40上 部上的部分USG層的厚度大于形成在襯底結(jié)構(gòu)的側(cè)壁及底表面上的其他部 分USG層的厚度。因此，可進(jìn)一步改善SAC裕度。參照?qǐng)D2E,對(duì)基于氮化物的層47及基于氧化物的層46進(jìn)行干蝕刻過(guò) 程，以形成存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸隔離物。每個(gè)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸隔離物包括圖案化的 基于氧化物的層46A及圖案化的基于氮化物的層47A。參照?qǐng)D2F，將用于形成塞的多晶硅層填充在存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸孔45中以 形成存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸塞48。圖3圖示說(shuō)明存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸孔及存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸塞的SAC的圖。存儲(chǔ)節(jié) 點(diǎn)接觸孔45在位線BL之間自對(duì)準(zhǔn)，且通過(guò)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸孔45使線型存 儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸塞48自對(duì)準(zhǔn)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，使用KrF光刻膠來(lái)形成線型存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸塞。 與典型方法中所使用的位線隔離物相比，本發(fā)明的位線隔離物形成私葶， 以減少蝕刻損失，該蝕刻損失一fcl由于位線硬掩模的暴露而發(fā)生。因此， 可進(jìn)一步確保SAC裕度。在典型存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸孔的形成過(guò)程中，實(shí)施部分蝕刻之后，線寬被擴(kuò) 大，接著形成隔離物。相反，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案，在部分蝕刻及擴(kuò)大線 寬后即形成存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸孔。因此可確保隔離物表面積。而且，因?yàn)槭褂?包括基于氧化物的層及基于氮化物的層的堆疊結(jié)構(gòu)作為存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸隔 離物，因此可減少位線電容并改善SAC裕度。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，使用KrF作為曝光源來(lái)形成線型存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接 觸孔。因此，可省略使用ArF作為瀑光源的典型第二存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸的形成 過(guò)程。此外，省略第二存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸的形成過(guò)程會(huì)減少總工藝過(guò)程數(shù)而導(dǎo) 致制造成本降低。雖然已通過(guò)特定實(shí)施方案說(shuō)明本發(fā)明，M本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯 而易見(jiàn)的是，可在不背離如所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神及范圍下進(jìn) 行各種變化及修改。
權(quán)利要求
1.一種在半導(dǎo)體器件中形成存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸的方法，所述方法包括在包括著陸塞的半成品襯底上形成第一絕緣層；在所述第一絕緣層上形成位線，每個(gè)位線包括包含位線鎢層及位線硬掩模的堆疊結(jié)構(gòu)；在所述第一絕緣層上形成第二絕緣層以使相鄰的位線絕緣；以不暴露所述位線鎢層的方式來(lái)蝕刻所述第二絕緣層的一部分，從而形成第一開(kāi)口區(qū)；擴(kuò)大所述第一開(kāi)口區(qū)的寬度；蝕刻殘留的所述第二絕緣層和所述第一絕緣層以形成暴露出所述著陸塞表面的第二開(kāi)口區(qū)；在包括所述第一和第二開(kāi)口區(qū)的存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸孔的側(cè)壁上形成隔離物，所述隔離物包括包含基于氧化物的層和基于氮化物的層的堆疊結(jié)構(gòu)；和利用導(dǎo)電材料填充所述存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸孔以形成存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸。
2. 權(quán)利要求1所述的方法，其中形成所述隔離物包括在襯底結(jié)構(gòu)的表面輪廓上形成所述基于氧化物的層和所述基于氮 化物的層；和實(shí)施干蝕刻過(guò)程。
3. 權(quán)利要求2所述的方法，其中所述基于氧化物的層包含未摻雜的硅酸 鹽玻璃(USG)層。
4. 權(quán)利要求3所述的方法，其中所述基于氧化物的層的一部分形成在所 述位線上部之上，并且其厚度大于形成在所述位線的側(cè)壁以及在所述位 線之間的底表面上的所述基于氧化物的層的其余部分的厚度.
5. 權(quán)利要求2所述的方法，其中所述基于氧化物的層形成為約450 A~ 約550A的厚度，且所述基于氮化物的層形成為約100 A 約200A的 厚度。
6. 權(quán)利要求1所述的方法，其中所述位線包括在所述位線的側(cè)壁上形成 的位線隔離物，所述位線隔離物形成為約200人~約300A的厚度。
7. 權(quán)利要求1所述的方法，其中所述存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸形成為線型結(jié)構(gòu)。
8. 權(quán)利要求1所述的方法，其中利用氟化氪(KrF)作為曝光源形成所 述存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸孔.
9. 權(quán)利要求1所述的方法，其中在所述第一絕緣層上形成所述第二絕緣 層以使相鄰位線絕緣包括將所述第二絕緣層平坦化直到暴露出所述位 線的所述位線硬掩模。
10. —種在半導(dǎo)體器件中形成存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸的方法，所述方法包括在半成品襯底上形成第一絕緣層；在所述第一絕緣層上形成包括鴒層的位線，每個(gè)位線包括堆疊結(jié)構(gòu)；在所述第一絕緣層上形成第二絕緣層以使相鄰位線絕緣；以不暴露出所述位線鎢層的方式來(lái)蝕刻所述第二絕緣層的一部分 以形成第一開(kāi)口區(qū)；擴(kuò)大所述第 一開(kāi)口區(qū)的寬度；蝕刻所述第二絕緣層的殘留部分和所述第一絕緣層以形成第二開(kāi) 口區(qū)；在包括所述第一和第二開(kāi)口區(qū)的存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸孔的側(cè)壁上形成隔 離物；和利用導(dǎo)電材料填充存所述儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸孔以形成存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸。
11. 權(quán)利要求IO所述的方法，其中所述半成品村底包括著陸塞，所述堆 疊結(jié)構(gòu)包括位線硬掩模。
12. 權(quán)利要求11所述的方法，其中蝕刻所述殘留部分暴露所述著陸塞的 表面。
13. 權(quán)利要求IO所迷的方法，其中所述隔離物包括包含基于氧化物的層 以及基于氮化物的層的堆疊結(jié)構(gòu)。
全文摘要
一種在半導(dǎo)體器件中形成存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸的方法，包括在包括著陸塞的襯底上形成第一絕緣層；在該第一絕緣層上形成位線，每個(gè)位線包括位線鎢層及位線硬掩模；在第一絕緣層上形成第二絕緣層；蝕刻第二絕緣層的一部分以形成第一開(kāi)口區(qū)；擴(kuò)大第一開(kāi)口區(qū)的寬度；蝕刻殘留的第二絕緣層以及第一絕緣層以形成暴露著陸塞的表面的第二開(kāi)口區(qū)；在包括第一及第二開(kāi)口區(qū)的存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸孔的側(cè)壁上形成隔離物，該隔離物包括基于氧化物的層及基于氮化物的層；及使用導(dǎo)電材料填充該存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸孔以形成存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸。
文檔編號(hào)H01L21/768GK101154625SQ20071013574
公開(kāi)日2008年4月2日 申請(qǐng)日期2007年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月28日
發(fā)明者宣俊劦 申請(qǐng)人:海力士半導(dǎo)體有限公司