專(zhuān)利名稱(chēng)：防止位線崩潰的cob－dram的位線制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制程中位線上電容型動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器(CapacitorOver Bit Line-Dynamic Random Memory，COB-DRAM)的位線的制作方法，特別是涉及可以解決位線崩潰、破壞等問(wèn)題的COB-DRAM的位線制作方法。
背景技術(shù)：
出于成本和高運(yùn)行速度的考慮，器件的尺寸變得越來(lái)越小。因此對(duì)集成電路的制作工藝提出了更多挑戰(zhàn)。
在目前的COB-DRAM器件的制作過(guò)程中，位線制作過(guò)程常常出現(xiàn)問(wèn)題，如位線刻蝕后的位線崩潰、破壞等。隨著器件尺寸越來(lái)越小，這種問(wèn)題將越來(lái)越嚴(yán)重。
如現(xiàn)有技術(shù)的位線制作方法如圖1A～1C所示。首先參考圖1A，(1)在前置層101上淀積用于形成第二多晶硅接觸(Poly Two Contact，P2C)的高密度等離子(High Density Plasma，HDP)氧化物層102；(2)形成第二多晶硅接觸孔103(即，Poly Two Contact 1，P2C1和Poly Two Contact2，P2C2)；(3)淀積在位線金屬及接觸金屬與氧化物層之間的阻障層(Barrier)金屬鈦/氮化鈦層104；(4)接觸金屬鎢、位線鎢金屬105淀積；(5)位線硬掩模氮化硅106淀積；(6)形成位線光刻膠圖案107；(7)然后參考圖1B，進(jìn)行位線金屬硬掩模氮化硅刻蝕，形成氮化硅掩模1061；(8)刻蝕位線金屬鎢及阻障層金屬，形成位線1051；(9)如圖1C所示，淀積間隔層氮化硅，并進(jìn)行間隔層回蝕，形成位線間隔層108；(10)淀積用于形成第三多晶硅接觸(Poly Three Contact，P3C)的高密度等離子氧化硅(HDP-SiO2)層109，并以化學(xué)機(jī)械研磨(CMP)進(jìn)行平坦化，再淀積等離子增強(qiáng)氧化物層(Plasma Enhanced Oxide，PEOX)110。
在上述制作過(guò)程中的步驟(8)中，在完成位線刻蝕后，由于刻蝕后檢測(cè)關(guān)鍵尺寸太小，在位線刻蝕后的去除光刻膠和濕法清洗過(guò)程中，導(dǎo)致位線的崩潰(如圖2A所示)，并污染其他位線，(如圖3A、3B所示)。
隨著器件尺寸越來(lái)越小，這個(gè)問(wèn)題將越來(lái)越嚴(yán)重，因此需要新的解決方法。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述的太小位線關(guān)鍵尺寸位線制作過(guò)程中出現(xiàn)的位線崩潰問(wèn)題，提出了本發(fā)明。
本發(fā)明目的在于提供一種具有克服位線崩潰問(wèn)題的位線制作方法。
本發(fā)明采用“相反-位線”(Reverse-Bitline)方法實(shí)現(xiàn)了上述目的。“相反-位線”(Reverse-Bitline)方法是指與現(xiàn)有技術(shù)的首先形成位線鎢的方法相反，首先形成氧化物層的位線溝槽，然后依次形成間隔層、阻障層、位線鎢等過(guò)程。
本發(fā)明的防止位線崩潰的COB-DRAM的位線制作方法，包括如下步驟a)淀積用于形成第二多晶硅接觸孔(Poly Two Contact，P2C)的氧化物層；b)刻蝕形成第二多晶硅接觸孔(即，Poly Two Contact 1，P2C1和Poly Two Contact 2，P2C2)；c)進(jìn)行金屬插塞的接觸金屬與氧化物層之間的阻障層(Barrier)金屬淀積及金屬插塞的接觸金屬淀積；d)進(jìn)行所述阻障層與金屬插塞的接觸金屬的平坦化(CMP)，終止于形成第二多晶硅接觸孔的所述氧化物層；e)淀積一第一氧化物層，及形成位線溝槽光刻膠圖案；f)位線溝槽刻蝕；g)位線間隔層淀積，及其回蝕(Etching Back)；h)位線金屬與所述第一氧化物層之間的阻障層(Barrier)金屬淀積；i)位線金屬淀積，及其平坦化，終止于已形成位線溝槽的第一氧化物層；j)位線金屬回蝕(Etching Back)；
k)位線硬掩模層材料淀積，及其回蝕，停止于已形成位線溝槽的所述第一氧化物層；l)淀積第二氧化物層。
根據(jù)本發(fā)明的方法，淀積的用于形成第二多晶硅接觸孔(Poly TwoContact，P2C)的氧化物層是高密度等離子(High Density Plasma，HDP)氧化物。
根據(jù)本發(fā)明的方法，第二多晶硅接觸孔中形成的金屬插塞的接觸金屬與氧化物層之間的阻障層(Barrier)是鈦/氮化鈦，金屬插塞的接觸金屬是鎢。
根據(jù)本發(fā)明的方法，金屬插塞的接觸金屬鎢平坦化采用化學(xué)機(jī)械研磨(CMP)。
根據(jù)本發(fā)明的方法，第一和第二氧化物層是等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相淀積方法(Plasma Enhanced Oxide，PEOX)淀積的氧化硅層。
本發(fā)明的位線金屬與氧化物層之間的阻障層(Barrier)是鈦/氮化鈦，位線金屬是鎢，而位線金屬的平坦化采用化學(xué)機(jī)械研磨，位線金屬回蝕采用反應(yīng)性離子刻蝕(Reactive Ion Etch，RIE)。
根據(jù)本發(fā)明的方法，位線硬掩模采用氮化硅。
根據(jù)本發(fā)明的位線制作方法，首先淀積第一氧化物等離子增強(qiáng)氧化物(PEOX)層，然后涂光刻膠層，光刻、顯影來(lái)定義該位線位置。接著刻蝕等離子增強(qiáng)氧化物層形成一溝槽，在其中淀積間隔層、位線金屬與氧化物層之間的阻障層(Barrier)鈦/氮化鈦、以及鎢來(lái)形成位線。
由于第一氧化物層刻蝕產(chǎn)生用于填充作為位線的鎢金屬的溝槽，所以位線的形成是以淀積鎢金屬于溝槽內(nèi)的方式制作而成，因此不管實(shí)際位線檢測(cè)關(guān)鍵尺寸是否太小，位線都將不會(huì)產(chǎn)生崩潰的問(wèn)題。采用“相反-位線”(Reverse-Bitline)法使顯影后檢測(cè)關(guān)鍵尺寸與現(xiàn)有技術(shù)的位線制作方法得到的顯影后檢測(cè)關(guān)鍵尺寸相反。


圖1A是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的位線制作方法，在完成位線光刻圖案顯影后和刻蝕以前的垂直截面示意圖。
圖1B是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的位線制作方法，在位線鎢刻蝕后進(jìn)行間隔層氮化硅淀積前的垂直截面示意圖。
圖1C是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的位線制作方法，在完成位線制作和淀積第一和第二氧化物層后的垂直截面示意圖。
圖2A是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的位線制作方法，位線刻蝕后、光刻膠去除和濕法清洗以后，位線的刻蝕后檢測(cè)關(guān)鍵尺寸較小時(shí)產(chǎn)生實(shí)際位線崩潰的掃描電子顯微照片示意圖。
圖3A、3B是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的位線制作方法，位線刻蝕后的去除光刻膠和濕法清洗過(guò)程中，因位線的刻蝕后檢測(cè)關(guān)鍵尺寸較小時(shí)產(chǎn)生實(shí)際位線崩潰并污染其他位線的掃描電子顯微照片示意圖。
圖4A是根據(jù)本發(fā)明的位線制作方法，在完成位線溝槽光刻膠圖案顯影后和刻蝕之前的垂直截面示意圖。
圖4B是根據(jù)本發(fā)明的位線制作方法，在位線溝槽刻蝕和去除光刻膠及清洗后的垂直截面示意圖。
圖4C是根據(jù)本發(fā)明的位線制作方法，在位線溝槽中淀積位線間隔層及其回蝕(Etching Back)后，淀積鈦/氮化鈦以及淀積鎢以后的垂直截面示意圖。
圖4D是根據(jù)本發(fā)明的位線制作方法，鎢平坦化、回蝕形成位線后的垂直截面示意圖。
圖4E是根據(jù)本發(fā)明的位線制作方法，淀積氮化硅、回蝕氮化硅后的垂直截面示意圖。
圖4F是根據(jù)本發(fā)明的位線制作方法，淀積第二氧化物層的垂直截面示意圖。
附圖標(biāo)記說(shuō)明101 前置層102 用于形成第二多晶硅接觸孔(Poly Two Contact，P2C)的氧化物層HDP103 第二多晶硅接觸孔(即，Poly Two Contact 1，P2C1和Poly TwoContact 2，P2C2)，且已淀積阻障層(Barrier)鈦/氮化鈦、金屬插塞的接觸金屬鎢104 位線金屬、金屬插塞的接觸金屬與氧化物層之間的阻障層
(Barrier)鈦/氮化鈦105 淀積的位線鎢1051 位線106 硬掩模層1061 硬掩模107 光刻膠圖案108 間隔層109 第一氧化物層110 第二氧化物層401 前置層402 用于形成第二多晶硅接觸孔(Poly Two Contact，P2C)的氧化物層HDP403 接觸金屬與氧化物層之間的阻障層(Barrier)鈦/氮化鈦404 第二多晶硅接觸孔(即，Poly Two Contact 1，P2C1和Poly TwoContact 2，P2C2)，且已淀積阻障層(Barrier)鈦/氮化鈦、金屬插塞的接觸金屬鎢405 第一氧化物層4051 刻蝕形成位線溝槽結(jié)構(gòu)的第一氧化物層4052 溝槽406 相反位線(Reverse-Bitline)光刻膠圖案407 間隔層408 位線金屬層與氧化物層之間的阻障層(Barrier)鈦/氮化鈦4081 阻障層(Barrier)鈦/氮化鈦409 位線鎢淀積層4091 位線鎢410 硬掩模411 第二氧化物層具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。
本發(fā)明的防止位線崩潰的COB-DRAM的位線通過(guò)以下所述的“相反-位線)過(guò)程制作。
首先優(yōu)選一硅襯底，形成多晶硅柵，形成源漏區(qū)域及其保護(hù)層，在這里稱(chēng)為前置層401。因?yàn)榍爸脤拥闹谱鞑襟E均為已知技術(shù)，所以在此不進(jìn)行詳細(xì)描述。
在前置層401上，依次進(jìn)行如下步驟a)以常規(guī)技術(shù)，如化學(xué)氣相淀積方法淀積高密度等離子(HighDensity Plasma，HDP)氧化硅層402，用于形成第二多晶硅接觸孔(Poly TwoContact，P2C)，如圖4A所示；b)以常規(guī)技術(shù)，如反應(yīng)性離子刻蝕(Reactive Ion Etch，RIE)刻蝕該高密度等離子(High Density Plasma，HDP)氧化硅層402，形成第二多晶硅接觸孔(即，Poly Two Contact 1，P2Cl和Poly Two Contact 2，P2C2)，如圖4A所示；c)在上述第二多晶硅接觸孔中，采用常規(guī)技術(shù)，如低壓化學(xué)氣相淀積法(LPCVD)進(jìn)行鎢插塞的接觸金屬與氧化物層之間的阻障層(Barrier)鈦/氮化鈦403的淀積，如圖4A所示；d)以常規(guī)技術(shù)，如低壓化學(xué)氣相淀積法(LPCVD)進(jìn)行鎢插塞的接觸金屬404的淀積，及其化學(xué)機(jī)械研磨進(jìn)行平坦化，并終止于形成第二多晶硅接觸孔的高密度等離子(HDP)氧化硅層402，如圖4A所示；e)以常規(guī)技術(shù)，如等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相淀積方法淀積一第一氧化硅層(PEOX)405，并形成位線溝槽光刻膠圖案406；在這一步形成的不是位線光刻膠圖案，而是位線溝槽即位線間隔的光刻膠圖案，如圖4A所示。
f)以常規(guī)技術(shù)進(jìn)行位線溝槽刻蝕，形成位線溝槽結(jié)構(gòu)的等離子增強(qiáng)氧化硅4051和溝槽4052，如圖4B所示。
g)以常規(guī)技術(shù)，如化學(xué)氣相淀積方法進(jìn)行位線間隔層氮化硅的淀積，并回蝕形成間隔層407，如圖4C所示；h)以常規(guī)技術(shù)，如低壓化學(xué)氣相淀積法(LPCVD)進(jìn)行位線金屬與氧化物層之間的阻障層(Barrier)鈦/氮化鈦層408的淀積，如圖4C所示；i)以常規(guī)技術(shù)，進(jìn)行位線鎢金屬409淀積，如圖4C所示，并進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨平坦化，停止于已形成位線溝槽的第一氧化物層；
j)以常規(guī)技術(shù)，如反應(yīng)性離子刻蝕(Reactive Ion Etch，RIE)進(jìn)行位線鎢淀積層409和阻障層(Barrier)鈦/氮化鈦層408的回蝕，形成鈦/氮化鈦?zhàn)枵蠈?Barrier)4081和鎢金屬位線4091，如圖4D所示；由于通過(guò)以上過(guò)程位線金屬是填充在溝槽中，因此無(wú)論其刻蝕后關(guān)鍵尺寸是否太小，都不會(huì)產(chǎn)生位線金屬崩潰現(xiàn)象。
k)以常規(guī)技術(shù)，如低壓化學(xué)氣相淀積法(LPCVD)進(jìn)行位線硬掩模層410的淀積，然后進(jìn)行回蝕，并停止于第一氧化硅層405，如圖4E所示；l)以常規(guī)技術(shù)，如等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相淀積方法淀積形成第二氧化硅層411，如圖4F所示。
綜上所述，本發(fā)明的“相反-位線”(Reverse-Bitline)方法與現(xiàn)有技術(shù)的位線制作方法比較，可以避免現(xiàn)有技術(shù)方法中在位線刻蝕后、以及去除光刻膠和濕法清洗后容易出現(xiàn)位線崩潰的問(wèn)題，從而提高位線制程的容許度和COB-DRAM的合格率。
以上是針對(duì)本發(fā)明的一實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明的其它及進(jìn)一步的實(shí)施例可以在不背離本發(fā)明的基本構(gòu)思范圍下設(shè)計(jì)出，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍由權(quán)利要求書(shū)的范圍決定。
權(quán)利要求
1.防止位線崩潰的COB-DRAM的位線制作方法，包括如下步驟a)淀積用于形成第二多晶硅接觸孔(Poly Two Contact，P2C)的氧化物層；b)刻蝕形成第二多晶硅接觸孔(即，Poly Two Contact 1，P2C 1和Poly Two Contact 2，P2C2)；c)進(jìn)行金屬插塞的接觸金屬與氧化物層之間的阻障層(Barrier)金屬淀積及金屬插塞的接觸金屬淀積；d)進(jìn)行其阻障層與金屬插塞的接觸金屬的平坦化，終止于形成第二多晶硅接觸孔的氧化物層；e)淀積一第一氧化物層，及形成位線溝槽光刻膠圖案；f)位線溝槽刻蝕；g)位線間隔層淀積，及其回蝕(Etching Back)；h)位線金屬與氧化物層之間的阻障層(Barrier)金屬淀積；i)位線金屬淀積，及其平坦化，終止于已形成位線溝槽的第一氧化物層；j)位線金屬回蝕(Etching Back)；k)位線硬掩模材料淀積，及其回蝕，停止于已形成位線溝槽的第一氧化物層；l)淀積第二氧化物層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的接觸金屬為鎢，接觸金屬與氧化物層之間的阻障層(Barrier)為鈦/氮化鈦。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的位線金屬為鎢，位線金屬與氧化物層之間的阻障層(Barrier)為鈦/氮化鈦。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述的位線金屬淀積層采用化學(xué)機(jī)械研磨(Chemical Mechanical Polish，CMP)進(jìn)行平坦化。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的a)步驟所用氧化物為高密度等離子(High Density Plasma，HDP)氧化物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的間隔層材料為氮化硅。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的硬掩模為氮化硅。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的第一氧化物層為等離子增強(qiáng)氧化物(Plasma Enhanced Oxide，PEOX)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的第二氧化物層為等離子增強(qiáng)氧化物(Plasma Enhanced Oxide，PEOX)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的溝槽刻蝕采用反應(yīng)性離子刻蝕(Reactive Ion Etch，RIE)。
全文摘要
本發(fā)明涉及防止位線崩潰的COB－DRAM的位線制作方法。該方法采用“相反－位線”(Reverse－Bitline)制作方法。即在形成位線插塞金屬以及淀積第一氧化物層后進(jìn)行位線溝槽刻蝕，然后形成位線間隔層后，填充位線金屬與氧化物層之間的阻障層及位線金屬，并對(duì)其進(jìn)行平坦化以及回蝕，形成位線，再形成硬掩模以及淀積第二氧化物層而制成。該方法的優(yōu)點(diǎn)是不管位線的檢測(cè)關(guān)鍵尺寸是否太小，都不會(huì)產(chǎn)生位線崩潰的問(wèn)題。
文檔編號(hào)G03F1/26GK101075093SQ200610026588
公開(kāi)日2007年11月21日 申請(qǐng)日期2006年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月16日
發(fā)明者顏進(jìn)甫, 羅飛, 肖德元 申請(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司