專利名稱：用于制造半導(dǎo)體器件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于制造半導(dǎo)體器件的方法，尤其涉及用于使用大馬士革(damascene)工藝來制造柵線和接合(landing)接觸塞的方法。
背景技術(shù)：
一般地，半導(dǎo)體器件包括多個(gè)單位器件。隨著半導(dǎo)體器件已被高度集成，單位器件應(yīng)當(dāng)在固定單元區(qū)上高密度地形成。因此，單位器件即晶體管和電容器的尺寸已被減小。特別地，在例如動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)器件的半導(dǎo)體器件中，隨著設(shè)計(jì)規(guī)則已被減小，在單元內(nèi)部形成的半導(dǎo)體器件的尺寸也被減小。近來，半導(dǎo)體器件具有小于0.1μm的最小線寬。還需要甚至小于80nm的線寬尺寸。因此，制造包括單元的半導(dǎo)體器件具有很多困難。
在具有小于80nm的線寬的半導(dǎo)體器件中，如果通過使用具有193nm波長的氟化氬(ArF)來采用光刻(photolithography)工藝，則除了用于蝕刻工藝的傳統(tǒng)所需條件，即精確的圖案成形和垂直的蝕刻剖面(profile)之外，還需要附加條件，該附加條件防止在蝕刻工藝過程中產(chǎn)生的光阻劑(photoresist)變形的發(fā)生。因此，在80nm級(jí)半導(dǎo)體器件中，開發(fā)這樣一種工藝條件是重要的，其同時(shí)滿足用于蝕刻工藝的傳統(tǒng)所需條件和防止圖案變形的附加條件。
同時(shí)，隨著半導(dǎo)體器件的集成規(guī)模已被加速，形成半導(dǎo)體器件的組成元件是在堆疊結(jié)構(gòu)中形成的，因此引入了接觸塞或墊的概念。
就接觸塞來說，引入并且一般使用了用于接合塞接觸(LPC)的塞，其增大了接觸區(qū)，該接觸區(qū)在較低部分中位于最小區(qū)域內(nèi)，以及具有大于較低部分的上部，以在上部中增大相關(guān)于后續(xù)工藝的工藝余量(margin)。
LPC工藝是一技術(shù)，其通過在柵圖案之間的間隙中預(yù)先埋置傳導(dǎo)材料，其中形成有位線接觸和存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸，來確保后續(xù)接觸工藝過程中的覆蓋余量。
圖1A到1B是示出用于制造半導(dǎo)體器件的傳統(tǒng)方法的截面圖。
如圖1A所示，在襯底1中進(jìn)行隔離工藝，由此形成器件隔離層(未示出)。
接著，采用柵氧化工藝，于是在襯底1上形成柵氧化物層(未示出)。
接著，在柵氧化物層上形成柵傳導(dǎo)層。此時(shí)，在多晶硅層2和鎢層3的堆疊結(jié)構(gòu)中形成柵傳導(dǎo)層，柵硬掩模層4在鎢層3上被沉積。在柵硬掩模層4上形成光阻劑圖案(未示出)。
如圖1B所示，通過使用光阻劑圖案(未示出)作為蝕刻掩模，硬掩模層4被圖案化。標(biāo)號(hào)4A指示柵硬掩模。在柵硬掩模層4的圖案化之后，光阻劑圖案(未示出)被剝落。然后，采用清潔工藝。
如圖1C所示，鎢層3、多晶硅層2和柵氧化物層(未示出)通過使用柵硬掩模4A作為蝕刻掩模來圖案化，由此形成多個(gè)柵線G。在下文中，圖案化的鎢層和圖案化的多晶硅層分別用標(biāo)號(hào)3A和2A表示。
如圖1D所示，間隔物材料在上面所得結(jié)構(gòu)的整個(gè)表面上被沉積，然后采用蝕刻工藝以形成多個(gè)間隔物S。間隔物S以二氧化硅(SiO2)層5和硅氮化物(Si3N4)層6的堆疊結(jié)構(gòu)來形成。
接著，層間絕緣層7在間隔物之上形成，填充柵線G之間的間隙。
此時(shí)，通過使用例如硼硅酸鹽(borosilicate)玻璃(BSG)層、硼磷硅酸鹽(borophosphosilicate)玻璃(BPSG)層、磷硅酸鹽(phosphosilicate)玻璃(PSG)層、原硅酸四乙酯(tetraethyl orthosilicate)(TEOS)層、高密度等離子體(HDP)層、旋涂玻璃(spin-on-glass)(SOG)層、以及高級(jí)平坦化層(APL)的材料來形成層間絕緣層7。層間絕緣層7還可使用基于無機(jī)物或有機(jī)物的低k電介質(zhì)材料。
如圖1E所示，多個(gè)LPC掩模8在層間絕緣層7上形成，以形成用于接合塞接觸的多個(gè)接觸孔9(下文中稱為“LPC孔”)。此時(shí)，LPC掩模8使用T型LPC掩?；騃型LPC掩模。
通過使用LPC掩模8來圖案化層間絕緣層7的預(yù)定部分。這里，圖案化的層間絕緣層7用標(biāo)號(hào)7A表示。然后，在柵線之間形成LPC孔9。
如圖1F所示，LPC材料10在所得結(jié)構(gòu)上被沉積，填充LPC孔9。此時(shí)，多晶硅層被用作LPC材料10。
如圖1G所示，采用化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)工藝或回蝕(etch-back)工藝，由此平坦化LPC材料，直到圖案化的層間絕緣層7A被暴露。結(jié)果，形成了用于接合塞接觸的多個(gè)塞(下文中稱為“LPC塞”)10A。
然后，層間絕緣層(未示出)被沉積，然后進(jìn)行典型的位線制造工藝和典型的電容器成形工藝。
一般地，對(duì)于DRAM器件，在形成柵線之后進(jìn)行LPC工藝。
此外，隨著互連線的線寬以及互連線之間的間隙被減小，即設(shè)計(jì)規(guī)則被減小直到等于或小于0.05μm的尺寸，形成金屬柵層作為用于半導(dǎo)體器件的一個(gè)元件變得很重要。
特別地，通過蝕刻工藝和光刻工藝，可能產(chǎn)生例如金屬層蒸發(fā)的損壞。
因此，隨著DRAM器件的單位器件之間的距離減小以及柵線的高度增大，柵線成形到達(dá)局限，LPC成形也面臨困難。也就是，在形成柵線過程中，可能難以控制柵線的臨界尺度，產(chǎn)品的產(chǎn)出可能由于柵線中的損壞和接觸孔未打開事件而減小。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種用于制造半導(dǎo)體器件的方法，適于控制柵線的臨界尺度(CD)和防止接合塞接觸孔不適當(dāng)?shù)卮蜷_的發(fā)生。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種用于制造半導(dǎo)體器件的方法，包括在襯底上形成多個(gè)第一柵線；在襯底和第一柵線上形成絕緣層；選擇性地蝕刻在第一柵線之間設(shè)置的絕緣層，以由此形成多個(gè)第一開口；形成埋置于第一開口中的多個(gè)接合塞；蝕刻在第一柵線上設(shè)置的絕緣層，直到第一柵線的上部被暴露，由此獲得多個(gè)第二開口；以及在第二開口內(nèi)形成多個(gè)第二柵線。


相關(guān)于與附圖相結(jié)合地給出的優(yōu)選實(shí)施例的如下描述，本發(fā)明的上述和其它目的及特征將變得更好理解，在附圖中
圖1A至1G是示出用于制造半導(dǎo)體器件的傳統(tǒng)方法的截面圖；以及圖2A至2H是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例用于制造半導(dǎo)體器件的方法的截面圖。
具體實(shí)施例方式
在下文中，參考附圖，將具體地描述本發(fā)明的特定實(shí)施例。
圖2A至2H是圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例用于制造半導(dǎo)體器件的方法的截面圖。
如圖2A所示，在襯底21中進(jìn)行隔離工藝，由此形成器件隔離層(未示出)。
接著，進(jìn)行柵氧化，由此在襯底21上形成柵氧化物層(未示出)。
接著，在柵氧化物層(未示出)上形成柵傳導(dǎo)層22。此時(shí)，柵傳導(dǎo)層22使用多晶硅層。多個(gè)光阻劑圖案23在柵傳導(dǎo)層22上形成。
如圖2B所示，通過使用光阻劑圖案23作為蝕刻掩模，來圖案化柵傳導(dǎo)層22和柵氧化物層(未示出)。這里，標(biāo)號(hào)22A表示圖案化的柵傳導(dǎo)層。于是，形成多個(gè)第一柵線，其厚度范圍從約200到約1,000。
此時(shí)，通過使用柵傳導(dǎo)層22A，控制單獨(dú)的第一柵線的臨界尺度。
第一柵線被圖案化，隨后光阻劑圖案23被剝落。然后進(jìn)行清潔工藝。
接著，間隔物材料在上面所得結(jié)構(gòu)上被沉積，然后采用間隔物蝕刻工藝以形成多個(gè)間隔物S。間隔物S包括二氧化硅(SiO2)層24和氮化硅(Si3N4)層25的堆疊結(jié)構(gòu)。
接著，層間絕緣層26在包括提供有間隔物S的第一柵線的所得結(jié)構(gòu)之上形成。
此時(shí)，層間絕緣層26使用從下面的組中選擇的層，該組包括硼硅酸鹽玻璃(BSG)層、硼磷硅酸鹽玻璃(BPSG)層、磷硅酸鹽玻璃(PSG)層、原硅酸四乙酯(TEOS)層、高密度等離子體(HDP)層、玻璃上旋涂(SOG)(spin-on-glass)層、以及高級(jí)平坦化層(APL)。層間絕緣層26還使用基于無機(jī)物或有機(jī)物的低k電介質(zhì)材料。
如圖2C所示，接合塞接觸(LPC)掩模(未示出)在層間絕緣層26上形成。然后，層間絕緣層26的預(yù)定部分被圖案化，由此形成用于接合塞接觸的多個(gè)接觸孔(下文稱為“LPC孔”)27。這里，圖案化的層間絕緣層用標(biāo)號(hào)26A表示。
如圖2D所示，在所得結(jié)構(gòu)的整個(gè)表面上通過使用多晶硅層來沉積塞材料28，填充LPC孔27，或者生長外延硅層，填充LPC孔27。
如圖2E所示，通過采用回蝕工藝或化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)工藝來進(jìn)行平坦化。于是，形成了用于接合塞接觸的多個(gè)塞(下文中稱為“LPC塞”)28A，并且隔離LPC塞28A。
同時(shí)，由于LPC塞28A在第一柵線形成之后形成，所以單獨(dú)的LPC塞28A的高度是低的。由于在形成LPC孔27過程中受到蝕刻工藝的高度是低的，所以有可能防止接觸未打開事件的產(chǎn)生。
如圖2F所示，多個(gè)光阻劑圖案29在LPC塞28A上形成，通過使用光阻劑圖案29作為蝕刻掩模，對(duì)圖案化的層間絕緣層26A進(jìn)一步圖案化，由此形成多個(gè)開口30。這里，進(jìn)一步圖案化的層間絕緣層用標(biāo)號(hào)26B表示。
此時(shí)，形成開口30，直到第一柵線被暴露，在圖案化的層間絕緣層26A被圖案化同時(shí)，間隔物S被進(jìn)一步地圖案化。這里，進(jìn)一步圖案化的間隔物用標(biāo)號(hào)SA表示。
一般地，上述方法被稱為大馬士革工藝。大馬士革工藝使用光刻工藝。通過大馬士革工藝，如同利用互連線的形狀那樣，較低的絕緣層被蝕刻預(yù)定深度，由此形成開口。傳導(dǎo)材料例如鋁、銅和鎢被埋置入開口中，然后通過使用回蝕工藝或CMP工藝，將除了所需互連線之外的傳導(dǎo)材料移除。因此，大馬士革工藝是以初始形成的開口形狀來形成互連線的技術(shù)。
然后，光阻劑圖案29被剝落并且進(jìn)行清潔工藝。
接著，雖然未示出，間隔物材料在上面所得結(jié)構(gòu)的整個(gè)表面上被沉積。然后，進(jìn)行例如回蝕工藝等蝕刻工藝，以在進(jìn)一步圖案化的層間絕緣層26B的側(cè)壁上形成其他間隔物，且進(jìn)行用以移除上述表面上保留的間隔物材料的工藝。
如圖2G所示，在上面所得結(jié)構(gòu)之上形成硅化鎢層31，填充開口30。
如圖2H所示，回蝕工藝或CMP工藝在硅化鎢層31上進(jìn)行。結(jié)果，硅化鎢層31被平坦化，由此形成多個(gè)第二柵線。這里，平坦化的硅化鎢層用標(biāo)號(hào)31A來表示。
此時(shí)，單獨(dú)的第二柵線的臨界尺度小于單獨(dú)的第一柵線的臨界尺度。
如上所述，柵線工藝是通過分成兩個(gè)步驟來進(jìn)行的，以控制柵線的臨界尺度和防止接合塞接觸被不適當(dāng)?shù)卮蜷_的發(fā)生。在第一柵線G的形成過程中，柵臨界尺度被控制，且第二柵線通過大馬士革工藝來形成。
而且，為了防止接觸未打開的發(fā)生，LPC孔在第一柵線G形成之后形成。于是，有可能穩(wěn)定地形成半導(dǎo)體器件，因?yàn)闁排R界尺度易于被控制。
還有可能防止接觸失效，例如接觸孔未打開的發(fā)生，其引起接觸塞和有源區(qū)域之間的連接缺陷。
此外，通過防止接觸失敗的產(chǎn)生有可能改進(jìn)器件的可靠性和產(chǎn)品的產(chǎn)出。
本申請(qǐng)包含與在2005年3月31目向韓國專利局提交的韓國專利申請(qǐng)No.KR 2005-0027361有關(guān)的主題內(nèi)容，這里引入其全部內(nèi)容作為參考。
盡管相關(guān)于某些優(yōu)選實(shí)施例已經(jīng)描述了本發(fā)明，但是對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員明顯的是，在不脫離如所附權(quán)利要求中限定的本發(fā)明的精神和范圍情況下，可進(jìn)行各種變化和改型。
權(quán)利要求
1.一種用于制造半導(dǎo)體器件的方法，包括在襯底上形成多個(gè)第一柵線；在襯底和第一柵線上形成絕緣層；選擇性地蝕刻在第一柵線之間設(shè)置的絕緣層以由此形成多個(gè)第一開口；形成埋置于第一開口中的多個(gè)接合塞；蝕刻第一柵線上設(shè)置的絕緣層，直到第一柵線的上部被暴露，由此獲得多個(gè)第二開口；以及在第二開口內(nèi)形成多個(gè)第二柵線。
2.權(quán)利要求1的方法，其中第一開口是接合塞接觸孔。
3.權(quán)利要求1的方法，其中接合塞的形成包括在第一開口內(nèi)形成傳導(dǎo)層；以及平坦化傳導(dǎo)層，直到絕緣層通過進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)工藝和回蝕工藝之一來暴露。
4.權(quán)利要求1的方法，其中第二柵線的形成包括在進(jìn)一步蝕刻的絕緣層之上形成傳導(dǎo)層，填充第二開口；以及平坦化傳導(dǎo)層直到接合接觸塞被暴露。
5.權(quán)利要求1的方法，其中單獨(dú)的第二柵線的臨界尺度小于單獨(dú)的第一柵線的臨界尺度。
6.權(quán)利要求1的方法，其中絕緣層使用從下面的組中選擇的層，該組包括硼硅酸鹽玻璃(BSG)層、硼磷硅酸鹽玻璃(BPSG)層、磷硅酸鹽玻璃(PSG)層、原硅酸四乙酯(TEOS)層、高密度等離子體(HDP)層、旋涂玻璃(SOG)層、高級(jí)平坦化層(APL)、基于無機(jī)物的低k電介質(zhì)材料、以及基于有機(jī)物的低k電介質(zhì)材料。
7.權(quán)利要求3的方法，其中接合塞通過使用多晶硅層和外延硅層中的一個(gè)來形成。
8.權(quán)利要求1的方法，其中第一柵線以從約200到約1,000范圍的厚度來形成。
9.權(quán)利要求1的方法，其中第一柵線的形成包括在襯底上形成柵氧化物層；在柵氧化物層上形成柵傳導(dǎo)層；在柵傳導(dǎo)層上形成光阻劑圖案；以及通過使用光阻劑圖案作為蝕刻掩模來圖案化柵氧化物層和柵傳導(dǎo)層，由此獲得第一柵線。
10.權(quán)利要求9的方法，其中第一柵線的形成進(jìn)一步包括在第一柵線和襯底上形成用于間隔物的薄層；以及蝕刻在襯底上設(shè)置的薄層的部分，由此獲得第一柵線的側(cè)壁上的間隔物。
11.權(quán)利要求10的方法，其中薄層在氧化硅層和氮化硅層的堆疊結(jié)構(gòu)中形成。
全文摘要
提供了一種用于制造半導(dǎo)體器件的方法。該方法包括在襯底上形成多個(gè)第一柵線；在襯底和第一柵線上形成絕緣層；選擇性地蝕刻在第一柵線之間設(shè)置的絕緣層，以由此形成多個(gè)第一開口；形成埋置于第一開口中的多個(gè)接合塞；蝕刻在第一柵線上設(shè)置的絕緣層，直到第一柵線的上部被暴露，由此獲得多個(gè)第二開口；以及在第二開口內(nèi)形成多個(gè)第二柵線。
文檔編號(hào)H01L21/28GK1841698SQ20051009744
公開日2006年10月4日 申請(qǐng)日期2005年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月31日
發(fā)明者徐大永 申請(qǐng)人:海力士半導(dǎo)體有限公司