專利名稱：具有自對(duì)準(zhǔn)接觸結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件及其形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件及其制造方法，更具體地說(shuō)，涉及半導(dǎo)體器件中的自對(duì)準(zhǔn)接觸結(jié)構(gòu)及其形成方法。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體器件集成度的提高，互連線之間的間隔減小了。隨著互連線之間間隔的減小，當(dāng)采用光刻技術(shù)限定接觸孔時(shí)，可能出現(xiàn)不對(duì)準(zhǔn)。這些接觸孔通常穿透層間絕緣層，層間絕緣層位于設(shè)置為彼此平行的互連線之間。為了解決這個(gè)不對(duì)準(zhǔn)問(wèn)題，近來(lái)已經(jīng)提出了自對(duì)準(zhǔn)接觸技術(shù)(SAC)。
傳統(tǒng)的SAC工藝通常包含在半導(dǎo)體襯底上形成用絕緣層例如氮化硅層覆蓋的多個(gè)互連線，然后在生成的具有多條互連線的結(jié)構(gòu)的整個(gè)表面上形成層間絕緣層，例如氧化硅層，此后，利用由氮化硅層形成的絕緣層作為蝕刻掩模，蝕刻位于互連線之間的層間絕緣層的預(yù)定區(qū)。該工藝形成了暴露半導(dǎo)體襯底的自對(duì)準(zhǔn)接觸孔。
盡管自對(duì)準(zhǔn)接觸孔的寬度比相鄰互連線之間的間隔寬，但該工藝能防止通過(guò)自對(duì)準(zhǔn)接觸孔而暴露互連線。這是因?yàn)榛ミB線被氮化硅層(即絕緣層)包圍，該氮化硅層相對(duì)于由氧化硅形成的層間絕緣層具有蝕刻選擇性。據(jù)此，在進(jìn)行限定自對(duì)準(zhǔn)接觸孔的光刻工藝過(guò)程中，增加了不對(duì)準(zhǔn)的裕度(margine)。
然而，氮化硅層的介電常數(shù)比氧化硅高。這樣，在互連線和用于填充自對(duì)準(zhǔn)接觸孔的導(dǎo)電層之間，增加了耦合電容即寄生電容，結(jié)果降低了半導(dǎo)體器件的電特性。另外，在上述傳統(tǒng)的SAC工藝中，為了減小互連線的電阻，可以由金屬層(例如鎢層)、或多晶金屬硅化物(metal polycide)層(例如多晶硅化鎢(tungsten polycide)層)來(lái)形成互連線。金屬互連線一般通過(guò)布圖金屬層或多晶金屬硅化物層來(lái)形成。然而，在進(jìn)行用來(lái)布圖金屬層的光刻和蝕刻工藝過(guò)程中，由于金屬層的粗糙表面形態(tài)，在相鄰的互連線之間可能存在橋接。因此，相鄰的互連線可能彼此電連接。
通過(guò)雙鑲嵌技術(shù)制造多極互連結(jié)構(gòu)，在美國(guó)專利No.5,614,765、名稱為“利用雙鑲嵌工藝的自對(duì)準(zhǔn)(Self-aligned via dual damascene)”中由Avazino et a1.描述了，它所公開(kāi)的內(nèi)容這里全文引入作為參考。根據(jù)美國(guó)專利No.5,614,765，在襯底上形成具有溝槽的層間絕緣層和露出下互連的通孔，并形成上互連以填充溝槽和通孔。這里，通過(guò)一個(gè)光刻工序形成上述通孔和溝槽。
根據(jù)上面提到的專利，形成溝槽包括在層間絕緣層上形成光致抗蝕劑圖形，然后利用光致抗蝕劑圖形作為蝕刻掩模，將層間絕緣層蝕刻到比層間絕緣層的厚度淺的深度?，F(xiàn)在溝槽將包含通孔部分和導(dǎo)電線部分，其中通孔部分比導(dǎo)電線部分寬。而且，形成通孔的工序包含在生成的具有溝槽的結(jié)構(gòu)的整個(gè)表面上，形成保形材料層。然后各向異性蝕刻保形材料層，以在溝槽的側(cè)壁上形成隔離層，在通孔部分中選擇蝕刻層間絕緣層以暴露下互連。這里保形材料層應(yīng)比通孔部分的一半寬度細(xì)，應(yīng)比互連線部分的一半寬度粗。這樣在形成隔離層之后，露出了通孔部分的底部，用隔離層覆蓋導(dǎo)電線部分的底部。
因此美國(guó)專利No.5,614,765描述了在下互連和上互連之間夾有通孔。盡管有這樣的自對(duì)準(zhǔn)技術(shù)，仍然需要改進(jìn)在相鄰的互連之間形成穿透層間絕緣層的自對(duì)準(zhǔn)接觸孔的方法。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的實(shí)施例的特征在于提供具有自對(duì)準(zhǔn)接觸孔的半導(dǎo)體器件。本發(fā)明的實(shí)施例的另一個(gè)特征在于提供半導(dǎo)體器件的自對(duì)準(zhǔn)接觸結(jié)構(gòu)以及形成自對(duì)準(zhǔn)接觸結(jié)構(gòu)的方法，能夠減小填充在自對(duì)準(zhǔn)接觸孔中的導(dǎo)電層圖形和鄰接自對(duì)準(zhǔn)接觸孔的互連之間的寄生容量。本發(fā)明實(shí)施例的另一個(gè)特征在于提供形成自對(duì)準(zhǔn)接觸孔結(jié)構(gòu)的方法，在進(jìn)行蝕刻、形成穿透相鄰互連之間的層間絕緣層的自對(duì)準(zhǔn)接觸孔過(guò)程中，能夠增加過(guò)蝕刻工藝的裕度。本發(fā)明實(shí)施例的另一個(gè)特征在于提供形成自對(duì)準(zhǔn)接觸孔結(jié)構(gòu)的方法，能夠容易地布圖鄰接自對(duì)準(zhǔn)接觸孔的互連。
根據(jù)本發(fā)明各種實(shí)施例的上述和其他特征，在半導(dǎo)體器件中提供一種自對(duì)準(zhǔn)接觸結(jié)構(gòu)，包括具有有源區(qū)的半導(dǎo)體襯底，覆蓋至少除了每個(gè)有源區(qū)部分之外的半導(dǎo)體襯底的層間絕緣層，層間絕緣層上的至少兩個(gè)平行的互連，相對(duì)地設(shè)在至少兩個(gè)平行的互連之間的至少一個(gè)有源區(qū)，每個(gè)互連具有側(cè)壁、底部和寬度(x)、形成在每個(gè)互連上的具有頂部(z)和底部(y)的掩模圖形和至少滲透到掩模圖形之間的層間絕緣層部分的一部分導(dǎo)電層圖形，該導(dǎo)電層圖形與至少一個(gè)有源區(qū)電連接，其中x≤y≤z并且x＜z。在本發(fā)明實(shí)施例的優(yōu)選特征中，每個(gè)有源區(qū)包括導(dǎo)電焊盤。在本發(fā)明的實(shí)施例的另一個(gè)優(yōu)選特征中，第二層間絕緣層具有比掩模圖形的介電常數(shù)低的介電常數(shù)。在本發(fā)明的實(shí)施例的另一個(gè)優(yōu)選特征中，互連包括順序疊置的阻擋金屬層和互連金屬層。在本發(fā)明的實(shí)施例的另一個(gè)優(yōu)選特征中，互連包括具有底部和側(cè)壁的互連金屬層以及環(huán)繞互連金屬層的底部和側(cè)壁的阻擋金屬層。在本發(fā)明的實(shí)施例的另一個(gè)優(yōu)選特征中，掩模圖形包括形成在互連上的具有側(cè)壁的蝕刻停止層圖形以及形成在蝕刻停止層圖形側(cè)壁上的、具有內(nèi)和外側(cè)壁的第一隔離層，第一隔離層的外側(cè)壁具有垂直于半導(dǎo)體襯底上表面的垂直形狀。在本發(fā)明的實(shí)施例的另一個(gè)優(yōu)選特征中，本發(fā)明的半導(dǎo)體器件中的自對(duì)準(zhǔn)接觸結(jié)構(gòu)還包括夾在導(dǎo)電層圖形和第一隔離層之間的第二隔離層。在本發(fā)明的實(shí)施例的另一個(gè)優(yōu)選特征中，掩模圖形包括具有垂直側(cè)壁的蝕刻停止圖形，該垂直側(cè)壁垂直于半導(dǎo)體襯底的上表面。優(yōu)選地，層間絕緣層由氧化硅制成。
根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的特征，提供一種在半導(dǎo)體器件中形成自對(duì)準(zhǔn)接觸孔結(jié)構(gòu)的方法。根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的特征，提供一種在半導(dǎo)體器件中形成自對(duì)準(zhǔn)接觸結(jié)構(gòu)的方法，包括提供具有有源區(qū)的半導(dǎo)體襯底；在半導(dǎo)體襯底上形成層間絕緣層；在層間絕緣層上形成至少兩個(gè)平行的互連，在至少兩個(gè)平行的互連之間夾有至少一個(gè)有源區(qū)，每個(gè)互連具有側(cè)壁、底部和寬度(x)、在每個(gè)互連上形成具有頂部(z)和底部(y)的掩模圖形；以及形成導(dǎo)電層圖形，該導(dǎo)電層圖形至少穿透在掩模圖形之間暴露的層間絕緣層部分，并與至少一個(gè)有源區(qū)電連接，其中x≤y≤z且x＜z。
根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的特征，半導(dǎo)體襯底上的層間絕緣層是第一層間絕緣層，形成至少兩個(gè)平行的互連包括在第一層間絕緣層上順序形成第一蝕刻停止層、第二層間絕緣層、第二蝕刻停止層、第三層間絕緣層和第三蝕刻停止層；依次布圖第三蝕刻停止層、第三層間絕緣層和第二蝕刻停止層，以便形成至少具有側(cè)壁的第一凹槽區(qū)和至少具有側(cè)壁的第二凹槽區(qū)，每個(gè)第一和第二凹槽區(qū)基本上彼此平行；在每個(gè)第一和第二凹槽區(qū)的側(cè)壁上形成第一隔離層；利用第三蝕刻停止層和第一隔離層作為蝕刻掩模，依次蝕刻第二層間絕緣層和第一蝕刻停止層，以便形成第一互連溝槽和第二互連溝槽；以及分別在第一互連溝槽和第二互連溝槽中形成第一互連和第二互連。第一至第三層間絕緣層優(yōu)選由相對(duì)于第一至第三蝕刻停止層和第一隔離層具有蝕刻選擇性的絕緣層構(gòu)成。第一至第三層間絕緣層優(yōu)選由其介電常數(shù)比第一至第三蝕刻停止層和第一隔離層的介電常數(shù)低的絕緣層構(gòu)成。形成掩模圖形優(yōu)選包括在生成的具有第一和第二互連的結(jié)構(gòu)的表面上形成第四蝕刻停止層；填充第一和第二凹槽區(qū)；依次均厚蝕刻第四蝕刻停止層和第三蝕刻停止層，直到露出第三層間絕緣層，從而在各個(gè)第一和第二凹槽區(qū)中形成第四蝕刻停止層圖形，其中第四蝕刻停止層圖形和形成在其側(cè)壁上的第一隔離層構(gòu)成掩模圖形。優(yōu)選地，第四蝕刻停止層由與第三蝕刻停止層相同的材料構(gòu)成。優(yōu)選形成第四蝕刻停止層圖形以后接著除去露出的第三層間絕緣層，以便露出第二蝕刻停止層的上表面和第一隔離層的側(cè)壁，在第一隔離層的側(cè)壁上形成第二隔離層，以及蝕刻第二蝕刻停止層以露出第二層間絕緣層。
在本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選方面，形成導(dǎo)電層優(yōu)選包括利用掩模圖形作為蝕刻掩模，依次各向異性蝕刻第三層間絕緣層、第二蝕刻停止層、第二層間絕緣層、第一蝕刻停止層和第一層間絕緣層，從而形成露出導(dǎo)電焊盤的接觸孔；在生成的具有接觸孔的結(jié)構(gòu)的表面上形成導(dǎo)電層；填充接觸孔并且布圖導(dǎo)電層。優(yōu)選地，第一至第三蝕刻停止層、第四蝕刻停止層圖形和隔離層由氮化硅構(gòu)成。優(yōu)選地第三蝕刻停止層厚于第一蝕刻停止層和第二蝕刻停止層的總厚度。
在本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，提供一種在半導(dǎo)體器件中形成自對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的方法，包括提供具有有源區(qū)的半導(dǎo)體襯底；在半導(dǎo)體襯底上形成第一層間絕緣層；在第一層間絕緣層上形成第二層間絕緣層以便形成至少兩個(gè)平行的溝槽；在每個(gè)溝槽的下部形成互連，每個(gè)互連具有側(cè)壁、底部和寬度(x)；各向同性蝕刻第二層間絕緣層以增加每個(gè)溝槽的暴露部分的寬度；在每個(gè)溝槽的暴露部分中，形成具有頂部(z)和底部(y)的掩模圖形；以及形成導(dǎo)電層圖形，該導(dǎo)電層圖形至少穿透互連之間的第一和第二層間絕緣層部分，其中該互連是形成在兩個(gè)平行溝槽中的，并且導(dǎo)電層圖形與至少一個(gè)有源區(qū)電連接，其中x≤y≤z且x＜z。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，提供一種在半導(dǎo)體器件中形成自對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的方法，包括提供具有至少一個(gè)有源區(qū)的半導(dǎo)體襯底；在半導(dǎo)體襯底上形成第一層間絕緣層；在第一層間絕緣層上形成至少兩個(gè)平行的互連圖形，至少一個(gè)導(dǎo)電焊盤夾在至少兩個(gè)平行的互連圖形之間，每個(gè)互連圖形具有側(cè)壁、底部和寬度(x)；在互連圖形上形成覆蓋層，形成第二層間絕緣層，使第二層間絕緣層平面化直到露出互連圖形的上表面；蝕刻覆蓋層及第二層間絕緣層，以便形成第二層間絕緣層中的至少一個(gè)凹槽區(qū)、互連圖形上的具有頂部(z)和底部(y)的凹槽區(qū)；用掩模材料填充凹槽區(qū)；形成導(dǎo)電層圖形，該導(dǎo)電層圖形至少穿透互連圖形之間的第一和第二層間絕緣層的一部分，并與至少一個(gè)有源區(qū)電連接，其中x≤y≤z且x＜z。
優(yōu)選地，覆蓋層是通過(guò)順序?qū)盈B第一覆蓋層和第二覆蓋層形成的。第一覆蓋層和第二覆蓋層優(yōu)選由第一材料和第二材料制成，第二材料對(duì)濕蝕的選擇性比第一材料大。優(yōu)選地，覆蓋層的蝕刻包括用第一材料濕蝕以除去第二覆蓋層，此后用第二材料濕蝕以除去第一覆蓋層。優(yōu)選地，第一覆蓋層由氧化硅層形成，第二覆蓋層由氮化硅層或多晶硅層形成。
根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的特征，在半導(dǎo)體中形成自對(duì)準(zhǔn)接觸孔結(jié)構(gòu)的方法包含提供半導(dǎo)體襯底；在半導(dǎo)體襯底上形成導(dǎo)電焊盤；在生成的具有導(dǎo)電焊盤的結(jié)構(gòu)表面上形成第一層間絕緣層。然后在第一層間絕緣層上形成設(shè)置成基本上彼此平行的第一互連和第二互連。該方法還包含在各個(gè)第一和第二互連上形成掩模圖形，每個(gè)掩模圖形比其下面的互連寬，以及形成導(dǎo)電層，該導(dǎo)電層穿透掩模圖形之間的區(qū)、第一和第二互連之間的區(qū)和第一層間絕緣層的預(yù)定區(qū)。在自對(duì)準(zhǔn)接觸結(jié)構(gòu)中，導(dǎo)電層與導(dǎo)電焊盤電連接。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的另一個(gè)特征，提供一種在半導(dǎo)體器件中形成自對(duì)準(zhǔn)接觸結(jié)構(gòu)的方法。該方法包含提供半導(dǎo)體襯底；在生成的具有導(dǎo)電焊盤的結(jié)構(gòu)表面上形成第一層間絕緣層、第一蝕刻停止層、第二層間絕緣層、第二蝕刻停止層、第三層間絕緣層和第三蝕刻停止層。該方法還包含依次布圖第三蝕刻停止層、第三層間絕緣層和第二蝕刻停止層，以形成至少具有至少一個(gè)側(cè)壁的第一凹槽以及具有至少一個(gè)側(cè)壁的第二凹槽，每個(gè)第一和第二凹槽基本上彼此平行。
該方法還必須在各個(gè)第一和第二凹槽的側(cè)壁上形成隔離層，以及利用第三蝕刻停止層和上述隔離層作為蝕刻掩模，依次蝕刻第二層間絕緣層和第一蝕刻停止層，以形成第一和第二互連溝槽。然后可以分別在第一互連溝槽和第二互連溝槽中形成第一互連和第二互連。然后可以在各個(gè)第一和第二凹槽區(qū)中形成第四蝕刻停止層圖形，同時(shí)除去第三蝕刻停止層。該方法是通過(guò)下列方式實(shí)現(xiàn)的，即利用隔離層和第四蝕刻停止層圖形作為蝕刻掩模，依次各向異性蝕刻第三層間絕緣層、第二蝕刻停止層、第二層間絕緣層、第一蝕刻停止層和第一層間絕緣層，從而形成暴露出導(dǎo)電焊盤的接觸孔。
根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例附加的特征，提供一種在半導(dǎo)體器件中形成自對(duì)準(zhǔn)接觸結(jié)構(gòu)的方法，包含提供半導(dǎo)體襯底；以及在半導(dǎo)體襯底上形成導(dǎo)電焊盤。該方法還包含在生成的具有導(dǎo)電焊盤的結(jié)構(gòu)表面上順序形成第一層間絕緣層、第一蝕刻停止層、第二層間絕緣層、第二蝕刻停止層、第三層間絕緣層和第三蝕刻停止層?？梢砸来尾紙D第三蝕刻停止層、第三層間絕緣層和第二蝕刻停止層，以形成具有至少一個(gè)側(cè)壁的第一凹槽以及至少具有側(cè)壁的第二凹槽，每個(gè)第一和第二凹槽基本上彼此平行。
該方法還必須在各個(gè)凹槽區(qū)的側(cè)壁上形成第一隔離層，以及利用第三蝕刻停止層和第一隔離層作為蝕刻掩模，依次蝕刻第二層間絕緣層和第一蝕刻停止層，以形成第一和第二互連溝槽。然后可以分別在第一互連溝槽和第二互連溝槽中形成第一互連和第二互連。然后可以在各個(gè)第一和第二凹槽區(qū)中形成第四蝕刻停止層圖形，同時(shí)除去第三蝕刻停止層。該方法還包含除去第三層間絕緣層以露出第一隔離層的側(cè)壁，在第一隔離層暴露的側(cè)壁上形成第二隔離層，以及蝕刻存在于第二隔離層之間的第二蝕刻停止層。自對(duì)準(zhǔn)接觸可以通過(guò)下列方式實(shí)現(xiàn)，即利用第四蝕刻停止層圖形、第一隔離層和第二隔離層作為蝕刻掩模，依次各向異性蝕刻第二層間絕緣層、第一蝕刻停止層和第一層間絕緣層，從而形成暴露導(dǎo)電焊盤的接觸孔。
附圖的簡(jiǎn)要描述

圖1是顯示動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元陣列區(qū)的部分平面圖；圖2A是沿圖1的I-I線取得的截面圖，說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的自對(duì)準(zhǔn)接觸結(jié)構(gòu)；圖2B是沿圖1的II-II線取得的截面圖，說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的自對(duì)準(zhǔn)接觸結(jié)構(gòu)；圖2C是沿圖1的I-I線取得的與圖2A類似的截面圖，說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例具有雙隔離層的自自對(duì)準(zhǔn)接觸結(jié)構(gòu)；圖2D是沿圖1的II-II線取得的與圖2B類似的截面圖，說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例具有雙隔離層的自自對(duì)準(zhǔn)接觸結(jié)構(gòu)；圖2E是沿圖1的I-I線取得的截面圖，說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的自對(duì)準(zhǔn)接觸結(jié)構(gòu)，對(duì)應(yīng)于圖2A所顯示的隔離層還沒(méi)有通過(guò)蝕刻工序被消耗；圖2F是沿圖1的II-II線取得的截面圖，說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的自對(duì)準(zhǔn)接觸結(jié)構(gòu)，對(duì)應(yīng)于圖2B所顯示的隔離層還沒(méi)有通過(guò)蝕刻工序被消耗；圖3A-3G是沿圖1的I-I線取得的截面圖，說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的自對(duì)準(zhǔn)接觸結(jié)構(gòu)的形成方法；圖4A-4C是沿圖1的I-I線取得的截面圖，說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的自對(duì)準(zhǔn)接觸結(jié)構(gòu)的形成方法；圖5A-5G是沿圖1的I-I線取得的截面圖，說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明再一個(gè)實(shí)施例的自對(duì)準(zhǔn)接觸結(jié)構(gòu)的形成方法；圖6A-6F是沿圖1的I-I線取得的截面圖，說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明又一個(gè)實(shí)施例的自對(duì)準(zhǔn)接觸結(jié)構(gòu)的形成方法；和圖7A-7C是沿圖1的I-I線取得的截面圖，說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明再一個(gè)實(shí)施例的自對(duì)準(zhǔn)接觸結(jié)構(gòu)的形成方法。
實(shí)現(xiàn)發(fā)明的最佳方式這里全文引用分別于1999年12月8日、2000年1月24日和2000年7月26日申請(qǐng)的名稱分別為“在半導(dǎo)體器件中形成自對(duì)準(zhǔn)接觸結(jié)構(gòu)的方法(Methods of Forming Self-aligned Contact Structure inSemiconductor Device)”、“在平行導(dǎo)體圖形之間具有接觸通路的半導(dǎo)體器件及其形成方法(Semiconductor Device Having Contacts PassingThrough Between Parallel Conductor Patterns and Methods of Forming theSame)”和“在平行導(dǎo)體圖形之間形成具有接觸通路的方法(Methods ofForming Semiconductor Device Having Contacts Passing ThroughBetween Parallel Conductor Patterm”的韓國(guó)專利申請(qǐng)Nos.99-55862、00-03249和00-43125作為參考。
下面將參考附圖更全面地描述本發(fā)明的各個(gè)最佳實(shí)施例，附圖中示出了本發(fā)明的最佳實(shí)施例。然而本發(fā)明可以采用多種不同的形式來(lái)實(shí)施，不應(yīng)認(rèn)為只限于這里給出的實(shí)施例。相反，提供這些實(shí)施例，為的是使本說(shuō)明書內(nèi)容透徹而全面，并且將本發(fā)明的范圍全面轉(zhuǎn)達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。在附圖中，為了清楚夸大了層和區(qū)的厚度。還應(yīng)理解，所謂在另一層或襯底“上”的層可以是直接位于另一層或襯底上的層，也可以是插入層。在整篇說(shuō)明書中，附圖中相同的標(biāo)號(hào)和說(shuō)明指的是相同的部件。
在整篇說(shuō)明書中，“基本平行”的意思是優(yōu)選與另一個(gè)平行的結(jié)構(gòu)，盡管它們可能偏離平行，只要它們以和平行設(shè)置所起的作用基本相同的方式起作用即可。
本方法包含提供半導(dǎo)體襯底；在半導(dǎo)體襯底上形成導(dǎo)電焊盤；以及在生成的具有導(dǎo)電焊盤的結(jié)構(gòu)的表面上形成第一層間絕緣層。然后，在第一層間絕緣層上形成基本上彼此平行的第一互連和第二互連。該方法還包含在各個(gè)第一和第二互連上形成的掩模圖形，每個(gè)掩模圖形比它下邊的互連寬；以及形成導(dǎo)電層，該導(dǎo)電層穿透掩模圖形之間的區(qū)域、第一和第二互連之間的區(qū)域和第一層間絕緣層的預(yù)定區(qū)域。在自對(duì)準(zhǔn)接觸結(jié)構(gòu)中，該導(dǎo)電層與導(dǎo)電焊盤電接觸。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，優(yōu)選通過(guò)在第一層間絕緣層上順序形成第一蝕刻停止層、第二層間絕緣層、第二蝕刻停止層、第三層間絕緣層和第三蝕刻停止層來(lái)形成第一和第二互連。然后可以順序布圖第三蝕刻停止層、第三層間絕緣層和第二蝕刻停止層，以形成具有側(cè)壁的第一凹槽區(qū)和具有側(cè)壁的第二凹槽區(qū)，第一和第二凹槽區(qū)基本上彼此平行(優(yōu)選平行)。然后可以在第一和第二凹槽區(qū)的側(cè)壁上形成第一隔離層。然后可以利用第三蝕刻停止層和第一隔離層作為蝕刻掩模依次蝕刻第二層間絕緣層和第一蝕刻停止層，從而形成第一互連溝槽和第二互連溝槽。然后分別在第一互連溝槽和第二互連溝槽中形成第一互連(優(yōu)選是第一互連線)和第二互連(優(yōu)選是第二互連線)，優(yōu)選利用鑲嵌技術(shù)形成第一互連和第二互連。
第一至第三層間絕緣層優(yōu)選由相對(duì)于第一至第三蝕刻停止層和第一隔離層具有蝕刻選擇性的絕緣層形成。另外，當(dāng)與第一至第三蝕刻停止層和第一隔離層的介電常數(shù)相比較時(shí)，第一至第三層間絕緣層優(yōu)選由具有比較低的介電常數(shù)的絕緣層形成。例如第一至第三絕緣層可以由氧化硅構(gòu)成，第一至第三蝕刻停止層和第一隔離層可以由氮化硅制成。當(dāng)制造高性能的半導(dǎo)體器件時(shí)，第一和第二互連優(yōu)選由金屬層(例如鎢層)構(gòu)成。優(yōu)選地，第三蝕刻停止層比第一蝕刻停止層和第二蝕刻停止層的總厚度厚。
形成掩模涂層優(yōu)選包含在生成的具有第一和第二互連的結(jié)構(gòu)的表面上(優(yōu)選整個(gè)表面)，形成第四蝕刻停止層，從而第四蝕刻停止層填充第一和第二凹槽區(qū)。然后依次均厚蝕刻第四蝕刻停止層和第三蝕刻停止層，直到暴露出第三層間絕緣層，從而在凹槽區(qū)內(nèi)側(cè)形成第四蝕刻停止層圖形。在本實(shí)施例中，第四蝕刻停止層圖形和其側(cè)壁上的第一隔離層構(gòu)成掩模圖形。結(jié)果掩模圖形比它下面的互連寬，第四蝕刻停止層優(yōu)選用與第三蝕刻停止層相同的材料形成。
形成第四蝕刻停止層圖形之后，可以選擇性地除去通過(guò)均厚蝕刻工藝而暴露的第三層間絕緣層，從而暴露出第一隔離層的側(cè)壁和第二蝕刻停止層的上表面。然后可以在暴露的第一隔離層的側(cè)壁上形成第二隔離層。此時(shí)，在形成第二隔離層之后，可以依次蝕刻第二蝕刻停止層，以暴露第二層間絕緣層。
形成導(dǎo)電層包含利用掩模圖形作為蝕刻圖形，依次各向異性蝕刻第三層間絕緣層、第二蝕刻停止層、第二層間絕緣層、第一蝕刻停止層和第一層間絕緣層，從而形成暴露導(dǎo)電焊盤的自對(duì)準(zhǔn)接觸孔。然后用導(dǎo)電層填充自對(duì)準(zhǔn)接觸孔。
本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例涉及在半導(dǎo)體器件中形成自對(duì)準(zhǔn)接觸結(jié)構(gòu)的形成方法。該方法包含提供半導(dǎo)體襯底；在半導(dǎo)體襯底上形成導(dǎo)電焊盤；在生成的具有導(dǎo)電焊盤的結(jié)構(gòu)的表面上順序形成第一層間絕緣層、第一蝕刻停止層、第二層間絕緣層、第二蝕刻停止層、第三層間絕緣層和第三蝕刻停止層。該方法還包含依次布圖第三蝕刻停止層、第三層間絕緣層和第二蝕刻停止層，以形成具有至少一個(gè)側(cè)壁的第一凹槽區(qū)和具有至少一個(gè)側(cè)壁的第二凹槽區(qū)，從而每個(gè)第一和第二凹槽區(qū)基本上彼此平行。
該方法還需要在各個(gè)第一和第二凹槽區(qū)的側(cè)壁上形成隔離層，并且利用第三蝕刻停止層和該隔離層作為蝕刻掩模，依次蝕刻第二層間絕緣膜和第一蝕刻停止層，以形成第一和第二互連溝槽。然后可以分別在第一互連溝槽和第二互連溝槽中形成第一互連和第二互連。然后可以在各個(gè)第一和第二凹槽區(qū)中形成第四蝕刻停止層圖形并同時(shí)去除第三蝕刻停止層。通過(guò)利用隔離層和第四蝕刻停止層圖形作為蝕刻掩模，依次各向異性蝕刻第三層間絕緣層、第二蝕刻停止層、第二層間絕緣層、第一蝕刻停止層和第一層間絕緣層，從而形成暴露出導(dǎo)電焊盤的接觸孔，就完成了所述方法。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，優(yōu)選通過(guò)在生成的具有第一和第二互連溝槽的結(jié)構(gòu)的表面上(優(yōu)選整個(gè)表面)形成金屬層來(lái)形成第一和第二互連，并且填充第一和第二互連溝槽。可以通過(guò)深蝕刻金屬層直到暴露出第三蝕刻停止層和隔離層來(lái)實(shí)現(xiàn)第一和第二互連。
還優(yōu)選在生成的具有第一和第二互連的結(jié)構(gòu)的表面上(優(yōu)選整個(gè)表面)，通過(guò)形成第四蝕刻停止層形成第四蝕刻停止層圖形，以及填充第一和第二凹槽區(qū)?？梢酝ㄟ^(guò)依次均厚蝕刻第四蝕刻停止層和第三蝕刻停止層，直到暴露出第三層間絕緣層來(lái)完成第四蝕刻停止層圖形。
本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例涉及在半導(dǎo)體器件中形成自對(duì)準(zhǔn)接觸結(jié)構(gòu)的方法，包含提供半導(dǎo)體襯底；以及在半導(dǎo)體襯底上形成導(dǎo)電焊盤。該方法還包含在生成的具有導(dǎo)電焊盤的結(jié)構(gòu)的表面上，順序形成第一層間絕緣膜、第一蝕刻停止層、第二層間絕緣膜、第二蝕刻停止層、第三層間絕緣膜和第三蝕刻停止層。可以依次布圖第三蝕刻停止層、第三層間絕緣膜和第二蝕刻停止層，形成具有至少一個(gè)側(cè)壁的第一凹槽區(qū)和具有至少一個(gè)側(cè)壁的第二凹槽區(qū)，從而每個(gè)第一和第二凹槽區(qū)基本上彼此平行。
該方法還需要在各個(gè)凹槽區(qū)的側(cè)壁上形成第一隔離層，并且利用第三蝕刻停止層和第一隔離層作為蝕刻掩模，依次蝕刻第二層間絕緣膜和第一蝕刻停止層，以形成第一和第二互連溝槽。然后可以分別在第一互連溝槽和第二互連溝槽中形成第一互連和第二互連。然后可以在各個(gè)第一和第二凹槽區(qū)中形成第四蝕刻停止層圖形并和同時(shí)去除第三蝕刻停止層。該方法還包含除去第三層間絕緣層以暴露出第一隔離層的側(cè)壁，在第一隔離層的暴露出的側(cè)壁上形成第二隔離層，以及蝕刻存在于第二隔離層之間的第二蝕刻停止層。通過(guò)利用第四蝕刻停止層圖形、第一隔離層和第二隔離層作為蝕刻掩模，依次各向異性蝕刻第二層間絕緣層、第一蝕刻停止層和第一層間絕緣層，從而形成暴露導(dǎo)電焊盤的接觸孔，就實(shí)現(xiàn)了所述自對(duì)準(zhǔn)接觸。
現(xiàn)在將參考圖1和2A至2F描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的自對(duì)準(zhǔn)接觸結(jié)構(gòu)。參考圖1，優(yōu)選將有源區(qū)1限定在p型半導(dǎo)體襯底的預(yù)定區(qū)，字線對(duì)3a和3b以基本上彼此平行的設(shè)置經(jīng)過(guò)有源區(qū)1。這樣，將有源區(qū)1分為三個(gè)區(qū)。字線3a和3b之間的有源區(qū)1對(duì)應(yīng)于公用漏區(qū)，圖1中用D表示，該區(qū)優(yōu)選用n型雜質(zhì)摻雜。在公用漏區(qū)D兩側(cè)的有源區(qū)1(例如在字線3a和3b周邊)對(duì)應(yīng)于第一源區(qū)S1和第二源區(qū)S2，S1區(qū)優(yōu)選用n型雜質(zhì)摻雜，S2區(qū)優(yōu)選用n型雜質(zhì)摻雜。隔離層(未示出)通常形成在有源區(qū)1的外側(cè)區(qū)域。
可以在第一源區(qū)S1上設(shè)置第一存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)焊盤17a，從而使第一存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)焊盤17a與第一源區(qū)S1電連接。類似地，可以在第二源區(qū)S2上設(shè)置第二存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)焊盤17b，從而使第二存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)焊盤17b與第二源區(qū)S2電連接。另外，可以在公用漏區(qū)D上設(shè)置位線焊盤17d，從而使位線焊盤17d與公用漏區(qū)D電連接。位線焊盤17d優(yōu)選包含向有源區(qū)1的一側(cè)延伸的突起?？梢詫⒌谝缓偷诙痪€35a和35b設(shè)置成與字線對(duì)3a和3b相交。第一位線35a優(yōu)選通過(guò)位線接觸孔7與位線焊盤17d電連接，位線接觸孔7暴露出位線焊盤17d的突起。同理，第二位線35b可以和另一個(gè)位線焊盤(未示出)電連接。
圖2A顯示了沿圖1的I-I線得到的自對(duì)準(zhǔn)接觸結(jié)構(gòu)的截面圖，并顯示了形成在半導(dǎo)體襯底11的預(yù)定區(qū)、用于限定有源區(qū)(例如圖1的有源區(qū)1)的隔離層13。有源區(qū)1的預(yù)定區(qū)作好用具有與襯底11不同的導(dǎo)電類型的雜質(zhì)摻雜，從而形成源區(qū)，例如，第二源區(qū)S2?？梢杂闷矫婊^緣層15覆蓋第二源區(qū)S2和隔離層13?？梢詫?dǎo)電焊盤例如第二存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)焊盤17b設(shè)置在第二有源區(qū)S2上。第二存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)焊盤17b優(yōu)選通過(guò)穿透平面化絕緣層15的預(yù)定區(qū)的孔與第二源區(qū)S2電連接。然后可以用第一層間絕緣層19覆蓋第二存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)焊盤17b和平面化絕緣層15，然后用第二層間絕緣層21覆蓋第一層間絕緣層19。優(yōu)選地，第一和第二層間絕緣層19和21具有比較低的介電常數(shù)，例如氧化硅層。
穿透第一和第二層間絕緣層19和21的導(dǎo)電層圖形45優(yōu)選位于第二存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)焊盤17b上。而且，第一和第二互連35a和35b可以設(shè)置在導(dǎo)電層圖形45的兩側(cè)。第一和第二互連35a和35b優(yōu)選埋置在第二層間絕緣層21中，并且基本上彼此平行。這樣，第二層間絕緣層21夾在了導(dǎo)電層圖形45和各個(gè)互連35a及35b之間。第一和第二互連35a和35b優(yōu)選由導(dǎo)電層材料，例如金屬層來(lái)形成。更具體地說(shuō)，第一和第二互連35a和35b可以包含順序疊置的阻擋金屬層和互連金屬層。阻擋金屬層可以是氮化鈦(TiN)層或氮化鉭(TaN)層?；ミB層可以是鎢(W)層。
T形掩模圖形37優(yōu)選位于每個(gè)互連35a或35b上。該T形掩模圖形37一般包括在每個(gè)互連35a或35b上的蝕刻停止層圖形37b和優(yōu)選設(shè)置在蝕刻停止層圖形37b的至少一個(gè)側(cè)壁上的第一隔離層37a。這樣，在其上部，優(yōu)選在第二層間絕緣層21的上面，掩模圖形37的寬度比它下面的互連35a或35b的寬度大。這樣的關(guān)系可以用公式來(lái)說(shuō)明，其中如果互連35a和35b的寬度用x表示，掩模圖形37頂部的寬度用z表示，掩模圖形底部的寬度用y表示，那么在本發(fā)明的范圍內(nèi)，x≤y≤z且x＜z。這個(gè)公式是本發(fā)明的臨界情況，它確保接觸結(jié)構(gòu)是自對(duì)準(zhǔn)的。優(yōu)選延伸導(dǎo)電層圖形45，以穿透相鄰的掩模圖形37之間的區(qū)域。
圖2B顯示了沿圖1的II-II線得到的自對(duì)準(zhǔn)接觸結(jié)構(gòu)的截面圖，并顯示了形成在半導(dǎo)體襯底11的預(yù)定區(qū)、用于限定有源區(qū)(例如圖1的有源區(qū)1)的隔離層13。字線3b形成在有源區(qū)1上并與有源區(qū)1電連接。在字線3b上形成了平面化絕緣層15，在平面化絕緣層15上形成了第一層間絕緣層19。在第一層間絕緣層19上形成了第二層間絕緣層21，第一位線35a和第二位線35b埋置在第二層間絕緣層21中。掩模圖形37設(shè)置在位線35a和35b上。如前所述，掩模圖形37具有蝕刻停止層37b和第一隔離層37a。
參考圖2C，可以在第一隔離層37a的至少一個(gè)側(cè)壁上另外形成第二隔離層37c。這里，第二隔離層可以?shī)A在導(dǎo)電層圖形45和掩模圖形37的第一隔離層37a之間。掩模圖形37包含蝕刻停止圖形37b、第一隔離層37a和第二隔離層37c，并且當(dāng)和第一和第二層間絕緣層19和21相比較時(shí)，掩模圖形37優(yōu)選由具有比較高的介電常數(shù)的絕緣層材料形成。優(yōu)選地，蝕刻停止圖形37b、第一隔離層37a和第二隔離層37c都由相同的材料制成，例如氮化硅。
圖2D顯示了圖2B所示的、附帶有第二隔離層37c的自對(duì)準(zhǔn)接觸結(jié)構(gòu)。
參考圖2E，限定有源區(qū)1的隔離層13形成在半導(dǎo)體襯底11的預(yù)定區(qū)。用平面化絕緣層15覆蓋隔離層13。導(dǎo)電焊盤17b穿過(guò)有源區(qū)1上的平面化絕緣層15，并且導(dǎo)電焊盤17b與半導(dǎo)體襯底11電連接。用第一層間絕緣層19覆蓋導(dǎo)電焊盤17b和平面化絕緣層15。用第二層間絕緣層211覆蓋第一層間絕緣層19。任選地，可以將蝕刻停止層211a夾在第一和第二層間絕緣層19和211b之間。穿過(guò)第一和第二層間絕緣層19和211的導(dǎo)電層圖形45優(yōu)選位于導(dǎo)電焊盤17b上。而且，第一和第二互連35a和35b可以設(shè)置在導(dǎo)電層圖形45的兩側(cè)。第一和第二互連35a和35b優(yōu)選埋置在第二層間絕緣層211中，它們基本上彼此平行。這樣，第二層間絕緣層211夾在了導(dǎo)電層45和各個(gè)互連35a及35b之間。
第一和第二互連35a和35b優(yōu)選由導(dǎo)電層材料例如金屬層形成。更詳細(xì)地說(shuō)，每個(gè)第一和第二互連35a和35b可以包含互連金屬層202和阻擋金屬層201。阻擋金屬層201可以圍繞在互連金屬層202的側(cè)壁和底部。阻擋金屬層201可以是氮化鈦(TiN)層或氮化鉭(TaN)層?；ミB層可以是鎢(W)層。
掩模圖形37優(yōu)選位于每個(gè)互連35a和35b上，該掩模圖形37也可以埋置在第二層間絕緣層211中，并且就像互連35a和35b那樣基本上彼此平行。在其上部，掩模圖形37的寬度比下面的互連寬度寬。更具體地說(shuō)，掩模圖形37優(yōu)選具有垂直于襯底11的上表面的垂直側(cè)壁。
導(dǎo)電層圖形45優(yōu)選延伸以穿透相鄰掩模圖形37之間的區(qū)域。與第一和第二層間絕緣層19和211相比較，掩模圖形37優(yōu)選由具有比較高的介電常數(shù)的絕緣層材料形成。優(yōu)選地，掩模圖形37由氮化硅制成。
圖2F顯示了沿圖1的II-II線得到的圖2E所示的自對(duì)準(zhǔn)接觸結(jié)構(gòu)的截面圖。
下面將參考附圖描述形成本發(fā)明的各種實(shí)施例的自對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的方法。圖3A-3G是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的自對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的形成方法的截面圖。圖3A-3G中的截面圖是沿圖1的I-I線得到的。
現(xiàn)在參考圖3A，為了限定有源區(qū)，可以在p型半導(dǎo)體襯底11的預(yù)定區(qū)形成隔離層13。隔離層13可以利用傳統(tǒng)的層形成技術(shù)例如LOCOS(硅的局部氧化)工藝或溝槽隔離技術(shù)來(lái)形成。技術(shù)人員能夠利用這里提供的指導(dǎo)形成隔離層13。然后可以在有源區(qū)上形成字線對(duì)(圖1中的3a和3b，但在圖3A中未示出)。然后利用字線作為離子注入掩模，優(yōu)選將N型雜質(zhì)離子注入到半導(dǎo)體襯底11中，以形成第二源區(qū)S2。此時(shí)，圖1的公用漏區(qū)D和第一源區(qū)S1也可以以同樣的方式形成。
然后可以用平面化絕緣層15覆蓋隔離層13、有源區(qū)S1和S2以及公用漏區(qū)D?？梢圆紙D平面化絕緣層15以形成暴露出第二源區(qū)S2的焊盤接觸孔。此時(shí)，暴露出第一源區(qū)S1的焊盤接觸孔和公用漏區(qū)D也以同樣的方式形成了。然后可以在生成的具有焊盤接觸孔的結(jié)構(gòu)的表面上(優(yōu)選在整個(gè)表面上)形成導(dǎo)電層，例如摻雜的多晶硅層(未示出)。優(yōu)選布圖導(dǎo)電層以形成導(dǎo)電焊盤，例如，第二存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)焊盤17b，該焊盤與第二源區(qū)S2電連接。此時(shí)，與第一源區(qū)S1連接的第一存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)焊盤(圖1的17a)和與公用漏區(qū)D連接的位線焊盤(圖1的17d)也可以同樣的方式形成。
參考圖3B，優(yōu)選在生成的具有第二存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)焊盤17b的結(jié)構(gòu)的表面上(優(yōu)選整個(gè)表面)順序形成第一層間絕緣層19、第一蝕刻停止層21、第二層間絕緣層23、第二蝕刻停止層25、第三層間絕緣層27和第三蝕刻停止層29。第一至第三層間絕緣層19、23和27優(yōu)選由氧化硅形成。而且，第一至第三層間絕緣層19、23和27優(yōu)選由相對(duì)于第一至第三蝕刻停止層21、25、29具有蝕刻選擇性的絕緣層材料形成。蝕刻停止層21、25、29優(yōu)選是氮化硅層。另外，第三蝕刻停止層29優(yōu)選比第一蝕刻停止層21和第二蝕刻停止層25的總的結(jié)合厚度厚。第三蝕刻停止層更厚，使得在后續(xù)工藝中的形成自對(duì)準(zhǔn)接觸孔過(guò)程中，即穿透第一和第二蝕刻停止層21和25的過(guò)程中，第三蝕刻停止層沒(méi)被完全除去。然后在第三蝕刻停止層29上形成第一光致抗蝕劑圖形31。技術(shù)人員利用這里提供的指導(dǎo)能夠順序形成層間絕緣層、蝕刻停止層和第一光致抗蝕劑圖形31。
現(xiàn)在參考圖3C，利用第一光致抗蝕劑圖形31作為蝕刻掩模，優(yōu)選依次蝕刻第三蝕刻停止層29、第三層間絕緣層27和第二蝕刻停止層25，從而形成基本上彼此平行的第一凹槽區(qū)G1和第二凹槽區(qū)G2。優(yōu)選地，第一凹槽區(qū)G1和第二凹槽區(qū)G2彼此平行。然后可以利用傳統(tǒng)技術(shù)除去第一光致抗蝕劑圖形31。然后用相對(duì)于第一和第二層間絕緣層19和23具有蝕刻選擇性的保形絕緣層覆蓋所生成的除去了第一光致抗蝕劑圖形31的結(jié)構(gòu)。該保形絕緣層優(yōu)選是氮化硅層。然后可以各向異性蝕刻該保形層，以便在第一和第二凹槽區(qū)G1和G2的側(cè)壁上形成隔離層37a。可以選擇的是，第一和第二凹槽區(qū)G1和G2可以通過(guò)利用第一光致抗蝕劑圖形31作為蝕刻掩模，順序蝕刻第三蝕刻停止層29和第三層間絕緣層27來(lái)形成。在本實(shí)施例中，在形成隔離層37a之后，可以蝕刻第二蝕刻停止層25以暴露出第二層間絕緣層23。
現(xiàn)在參考圖3D，然后可以利用第三蝕刻停止層29和隔離層37a作為蝕刻掩模，順序蝕刻第二層間絕緣層23和第一蝕刻停止層21，從而形成基本上彼此平行的(優(yōu)選平行)第一互連溝槽G1’和第二互連溝槽G2’。接著，盡管在圖3D中未示出，但可以蝕刻通過(guò)第一和第二互連溝槽G1’和G2’而暴露的第一層間絕緣層19的預(yù)定區(qū)，以形成暴露位線焊盤(圖1的17d)的位線接觸孔(圖1的7)。
參考圖3E，優(yōu)選用金屬層覆蓋所生成的已經(jīng)形成位線接觸孔的結(jié)構(gòu)，該金屬層至少填充位線接觸孔和互連溝槽G1’和G2’。優(yōu)選地，該金屬層通過(guò)順序?qū)盈B阻擋金屬層和互連金屬層來(lái)形成。優(yōu)選采用氮化鈦(TiN)層或氮化鉭(TiN)層作為阻擋金屬層，并采用鎢(W)層作為互連金屬層。然后可以深蝕刻互連金屬層直到暴露出第三蝕刻停止層29和隔離層37a，從而在第一互連溝槽G1’和第二互連溝槽G2’中分別形成第一互連35a和第二互連35b。此時(shí)，可以過(guò)蝕互連金屬層直到暴露出第一互連溝槽G1’和第二互連溝槽G2’的上側(cè)壁，如圖3E所示。
如上所述，優(yōu)選利用鑲嵌工藝形成第一和第二互連35a和35b。換句話說(shuō)，不需要利用用于直接布圖金屬層的光刻和蝕刻工藝。據(jù)此，本發(fā)明實(shí)施例的工藝可以基本上避免在相鄰的互連之間形成橋接或縱梁。更具體地說(shuō)，當(dāng)利用光刻和蝕刻工藝直接布圖金屬層來(lái)形成互連時(shí)，可能在互連之間留下由剩余金屬組成的橋。這是由于在光刻工藝過(guò)程中可能出現(xiàn)的不規(guī)則反射，導(dǎo)致金屬層上的光致抗蝕劑具有不良的側(cè)壁形狀所致。當(dāng)金屬層具有粗糙表面時(shí)，不規(guī)則反射表現(xiàn)得更嚴(yán)重。另外，與用于蝕刻絕緣層(例如氧化硅或氮化硅)的材料相比，用于蝕刻金屬層的材料具有比較低的相對(duì)于光致抗蝕劑圖形的選擇性。這樣，難以進(jìn)行過(guò)蝕刻工藝以便除去橋。結(jié)果，利用如本發(fā)明的鑲嵌工藝來(lái)形成互連(相對(duì)于利用光刻工藝)，使其容易地解決了金屬橋接的問(wèn)題。
然后可以在所生成的具有第一和第二互連35a和35b的結(jié)構(gòu)的表面上(優(yōu)選整個(gè)表面)形成填充第一和第二凹槽區(qū)G1和G2的第四蝕刻停止層37b。第四蝕刻停止層37b優(yōu)選由與形成第一至第三蝕刻停止層21、25和29相同的材料組成。優(yōu)選地，第四蝕刻停止層37b由氮化硅構(gòu)成。
現(xiàn)在參考圖3F，然后可以均厚蝕刻第四蝕刻停止層37b，直到露出第三層間絕緣層27的上表面，從而在第一和第二凹槽區(qū)G1和G2中形成第四蝕刻停止層圖形37b。現(xiàn)在第四蝕刻停止層37b和第四蝕刻停止層37b側(cè)壁上的隔離層37a構(gòu)成掩模圖形37。這里，當(dāng)?shù)谝缓偷诙ミB35a和35b的上表面比第二層間絕緣層23的上表面低時(shí)，掩模圖形37為T形。在本實(shí)施例中，如圖3F所示，掩模圖形37比下面的互連寬。
然后可以在生成的形成了第四蝕刻停止層37a的結(jié)構(gòu)的表面(優(yōu)選整個(gè)表面)上形成第四層間絕緣層39。如果需要，形成第四層間絕緣層39的工藝可以省略。第四層間絕緣層39優(yōu)選用與第一至第三層間絕緣層19、23和27相同的材料形成。優(yōu)選地，第四層間絕緣層由氧化硅構(gòu)成。
然后可以在第四層間絕緣層39上形成第二光致抗蝕劑圖形41。該第二光致抗蝕劑圖形41在存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)焊盤17a和17b上具有開(kāi)口。此時(shí)，開(kāi)口的寬度可以比存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)焊盤17a和17b的寬度寬。這是為了增加第二光致抗蝕劑圖形41的對(duì)準(zhǔn)裕度。
參考圖3G，利用第二光致抗蝕劑圖形41和掩模圖形37作為蝕刻掩模，順序蝕刻第四層間絕緣層39、第三層間絕緣層27、第二蝕刻停止層25、第二層間絕緣層23、第一蝕刻停止層21和第一層間絕緣層19。以這種方式依次蝕刻各個(gè)層形成接觸孔43和暴露出存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)焊盤17a和17b。此時(shí)，在蝕刻第一和第二蝕刻停止層21和25的過(guò)程中，可以將掩模圖形37的上角蝕刻到第一深度T1。
然后可以除去第二光致抗蝕劑圖形41。可以在生成的已除去第二光致抗蝕劑圖形41的結(jié)構(gòu)的表面上(優(yōu)選整個(gè)表面)形成填充接觸孔43的導(dǎo)電層(例如摻雜的多晶硅層)。然后布圖該導(dǎo)電層以形成導(dǎo)電層圖形45，該導(dǎo)電層圖形45與各個(gè)接觸孔43中的存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)焊盤17a和17b電連接。可以利用傳統(tǒng)的技術(shù)，例如光刻工藝或化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)工藝來(lái)布圖導(dǎo)電層。本領(lǐng)域技術(shù)人員熟悉這些工藝，并能利用這里提供的指導(dǎo)來(lái)布圖導(dǎo)電層。
圖4A-4C是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的自對(duì)準(zhǔn)接觸結(jié)構(gòu)形成方法的截面圖。該圖4A-4C的截面圖是沿圖1的I-I線得到的。
現(xiàn)在參考圖4A，可以用與上面參考圖3A-3G所描述的本發(fā)明實(shí)施例相同的方式形成第二存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)焊盤17b(圖1所示)、第一和第二互連35a和35b以及掩模圖形37。優(yōu)選在形成第四層間絕緣層39之前，選擇性地除去第三層間絕緣層(圖3F所示的部件27)，從而露出隔離層37a的側(cè)壁(即第一隔離層和第二蝕刻停止層25)。優(yōu)選利用濕蝕刻劑例如氫氟酸(HF溶液)或緩沖氧化物蝕刻劑(BOE)，除去第三層間絕緣層27。
現(xiàn)在參考圖4B，用相對(duì)于第一和第二層間絕緣層19和23具有蝕刻選擇性的保形絕緣層覆蓋所生成的、已除去了第三層間絕緣層27的結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，保形絕緣層由與第一和第二蝕刻停止層21和25相同的材料形成。然后可以各向異性蝕刻該保形絕緣層，以便在第一隔離層37a的暴露的側(cè)壁上形成第二隔離層37c。同時(shí)也蝕刻第二蝕刻停止層25以露出第二層間絕緣層23。然后可以在所生成的具有第二隔離層37c的結(jié)構(gòu)表面上(優(yōu)選在整個(gè)表面)形成平面化層間絕緣層33。該平面化層間絕緣層33優(yōu)選由與第一至第三層間絕緣層相同的材料，例如氧化硅制成。如果需要可以省略用于形成平面化層間絕緣層33的工序。
現(xiàn)在參考圖4C，然后可以在平面化層間絕緣層33上形成與圖3F所示的第二光致抗蝕劑圖形41形狀相同的光致抗蝕劑圖形(未示出)。然后可以利用光致抗蝕劑圖形、掩模圖形37和第二隔離層37C作為蝕刻掩模，依次各向異性蝕刻平面化層間絕緣層33、第二層間絕緣層23、第一蝕刻停止層21和第一層間絕緣層19。以這種方式依次蝕刻各個(gè)層，形成接觸孔43，并露出存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)焊盤17a和17b。同時(shí)在蝕刻第一蝕刻停止層21的過(guò)程中，可以將掩模圖形37的上角和第二隔離層37c的上部蝕刻到第二深度T2。第二深度T2比圖3G所示的第一深度T1淺。
接著，可以除去光致抗蝕劑圖形。然后可以用與上面參考圖3A-3G所描述的本發(fā)明實(shí)施例相同的方式，形成與存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)焊盤17b電連接的導(dǎo)電層45。
圖5A-5G是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的自對(duì)準(zhǔn)接觸結(jié)構(gòu)形成方法的截面圖。這些截面圖是沿圖1的I-I線而得到的。
參考圖5A，可以用與上面參考圖3A-3G所描述的本發(fā)明實(shí)施例相同的方式，形成平面化絕緣層15、導(dǎo)電焊盤17b(第二存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)焊盤)和第一層間絕緣層19。在第一層間絕緣層19上順序形成導(dǎo)電層和覆蓋層，導(dǎo)電層可以通過(guò)順序疊置阻擋金屬層(如氮化鈦層)和互連金屬層(例如鎢層)而形成。而且覆蓋層可以通過(guò)順序疊置第一覆蓋層和第二覆蓋層而形成。優(yōu)選地，第一覆蓋層可以由CVD氧化硅層例如PE-TEOS(等離子加強(qiáng)四乙基原硅酸酯)氧化物層或HDP(高密度等離子)氧化物層來(lái)形成，第二覆蓋層可以由氮化硅層或多晶硅層來(lái)形成。
布圖覆蓋層和導(dǎo)電層以形成平行的互連圖形對(duì)113a和113b。結(jié)果一個(gè)互連圖形113a包括順序疊置的第一互連35a、第一覆蓋層圖形111和第二覆蓋層圖形112，另一個(gè)互連圖形113b包括順序疊置的第二互連35b、第一覆蓋層圖形111和第二覆蓋層圖形112。這里第一和第二互連35a和35b可以作為半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件如DRAM的位線。
參考圖5B，在生成的具有互連圖形113a和113b結(jié)構(gòu)的整個(gè)表面上形成第二層間絕緣層115。第二層間絕緣層115優(yōu)選由CVD氧化硅層形成，然后利用CMP(化學(xué)機(jī)械拋光)技術(shù)使第二層間絕緣層115平面化，直到露出互連圖形113a和113b的上表面。
參考圖5C，利用適當(dāng)?shù)臐裎g刻劑選擇形性地除去每個(gè)互連圖形113a和113b的第二覆蓋層圖形112，以在各個(gè)第一覆蓋層圖形111上分別形成凹槽區(qū)G3和G4。第一覆蓋層圖形111保護(hù)互連35a和35b免受濕蝕刻劑的損傷。
參考圖5D，各向同性蝕刻第二層間絕緣層115以擴(kuò)大凹槽區(qū)G3和G4。在該各向同性蝕刻工序過(guò)程中，也可以除去第一覆蓋層圖形111。這樣分別在互連35a和35b上形成了擴(kuò)大凹槽區(qū)G3’和G4’，結(jié)果擴(kuò)大的凹槽區(qū)G3’和G4’的寬度比下面的互連35a和35b的寬度寬。如圖5D所示，而且擴(kuò)大的凹槽區(qū)G3’和G4’的側(cè)壁具有與半導(dǎo)體襯底11的上表面垂直的形狀。
參考圖5E，在已經(jīng)形成了擴(kuò)大的凹槽區(qū)G3’和G4’的結(jié)構(gòu)的整個(gè)表面上形成掩模層，優(yōu)選用掩模層材料完全填充擴(kuò)大的凹槽區(qū)G3’和G4’中。掩模層可以由氮化硅層形成，使掩模層平面化直到露出第二層間絕緣層115的上表面。結(jié)果在擴(kuò)大的凹槽區(qū)G3’和G4’中形成了掩模圖形37，掩模圖形37也具有像擴(kuò)大的凹槽區(qū)G3’和G4’一樣的垂直側(cè)壁。然后在具有掩模圖形37的結(jié)構(gòu)的整個(gè)表面上形成犧牲層39，例如氧化硅層。
參考圖5F和5G，在犧牲層39上形成了光致抗蝕劑圖形41?？刮g劑圖形41露出了犧牲層39的預(yù)定區(qū)域。利用抗蝕劑圖形41作為蝕刻掩模，順序蝕刻所暴露的犧牲層39的預(yù)定區(qū)域、第二層間絕緣層115和第一層間絕緣層19，從而形成穿過(guò)相鄰的掩模圖形37之間的區(qū)域并露出導(dǎo)電焊盤17b的自對(duì)準(zhǔn)接觸孔。在這個(gè)蝕刻工序過(guò)程中，掩模圖形37作為蝕刻停止層。然后在生成的具有自對(duì)準(zhǔn)接觸孔結(jié)構(gòu)的整個(gè)表面上形成填充自對(duì)準(zhǔn)接觸孔的導(dǎo)電層，該導(dǎo)電層可以由多晶硅層形成。
利用CMP技術(shù)使導(dǎo)電層平面化，直到露出掩模圖形37。掩模圖形37作為CMP停止層。結(jié)果在自對(duì)準(zhǔn)接觸孔中形成了導(dǎo)電層圖形45。該導(dǎo)電層圖形45可以對(duì)應(yīng)于DRAM的存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)栓塞。
圖6A至6F是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的自對(duì)準(zhǔn)接觸結(jié)構(gòu)形成方法的截面圖，這些截面圖是沿圖1的I-I線而得到的。
現(xiàn)在參考圖6A可以利用與上面參考圖3A-3G所描述的本發(fā)明實(shí)施例相同的方式形成平面化絕緣層15、導(dǎo)電焊盤17b(第二存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)焊盤)和第一層間絕緣層19。在第一層間絕緣層19上順序形成蝕刻停止層21和第二層間絕緣層23。蝕刻停止層21優(yōu)選由相對(duì)于第一和第二層間絕緣層19和23具有蝕刻選擇性的絕緣層構(gòu)成。例如，蝕刻停止層21優(yōu)選由氮化硅層構(gòu)成。順序布圖第二層間絕緣層23和蝕刻停止層21，以便形成平行的互連溝槽對(duì)G5和G6。
參考圖6B，在生成的包含互連溝槽G5和G6的結(jié)構(gòu)的表面上順序形成阻擋金屬層201和互連金屬層202。阻擋金屬層201和互連金屬層202構(gòu)成互連層，阻擋金屬層201優(yōu)選由氮化鈦(TiN)層或氮化鉭(TaN)層構(gòu)成，互連金屬層202優(yōu)選由鎢(W)層構(gòu)成。
參考圖6C，過(guò)蝕刻互連金屬層202和阻擋金屬層201，直到露出第二層問(wèn)絕緣層23的上表面和互連溝槽G5’和G6’的上側(cè)壁。據(jù)此，分別在互連溝槽G5和G6的下部形成了第一和第二互連35a和35b，分別在互連35a和35b上形成了凹槽區(qū)G5’和G6’。第一和第二互連35a和35b包括第一互連金屬層圖形202和圍繞第一互連金屬層圖形202的側(cè)壁及底部的第一阻擋金屬層圖形201。
參考圖6D，利用濕蝕刻劑，例如氫氟酸(HF)或緩沖氧化物蝕刻劑(BOE)，各向同性蝕刻第二層間絕緣層23，從而形成擴(kuò)大的凹槽區(qū)G5”和G6”，也可以，利用干蝕工藝各向同性蝕刻第二層間絕緣層23。如圖6D所示，因此每個(gè)擴(kuò)大的凹槽區(qū)G5”和G6”具有比它下面的互連更寬的寬度和垂直的側(cè)壁。
參考6E和6F，用與上面參考圖5E-5G所描述的本發(fā)明實(shí)施例相同的方式形成掩模圖形37、犧牲層39和導(dǎo)電圖形45。
圖7A-7C是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明再一個(gè)實(shí)施例的自對(duì)準(zhǔn)接觸結(jié)構(gòu)形成方法的截面圖。該實(shí)施例的重要特征在于利用雙層掩模圖形。這些截面圖是沿圖1的I-I線而取得的。
參考圖7A，利用與上面參考圖5A-5D描述的本發(fā)明實(shí)施例相同的方式，可以形成平面化絕緣層15、導(dǎo)電焊盤17b(第二存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)焊盤)、第一層間絕緣層19、第一和第二互連35a和35b以及具有擴(kuò)大的凹槽區(qū)37的第二層間絕緣層。在生成的、形成了擴(kuò)大的凹槽區(qū)37的結(jié)構(gòu)的整個(gè)表面上形成第一掩模層。第一掩模層優(yōu)選由氮化硅層構(gòu)成。深蝕刻第一掩模層以便在互連35a和35b上形成第一掩模圖形37，同時(shí)暴露出第二層間絕緣層23的上表面和擴(kuò)大的凹槽區(qū)37的上側(cè)壁。結(jié)果，擴(kuò)大的凹槽區(qū)37的上部是空的。
接著，在生成的、已經(jīng)形成了第一掩模圖形37的結(jié)構(gòu)的整個(gè)表面上形成第二掩模層。優(yōu)選用第二掩模層完全填充整個(gè)擴(kuò)大的凹槽區(qū)37。第二掩模層優(yōu)選由相對(duì)于第一和第二層間絕緣層19和23具有高蝕刻選擇性的材料層構(gòu)成。例如，第二掩模層可以由多晶硅層構(gòu)成。然后深蝕刻第二掩模層，直到露出第二層間絕緣層23的上表面，從而在第一掩模圖形37上形成第二掩模圖形39’。其上的第一掩模圖形37和第二掩模圖形39’構(gòu)成掩模圖形40。
參考圖7B，在形成了第二掩模圖形39’的結(jié)構(gòu)上形成光致抗蝕劑圖形41。光致抗蝕劑圖形41暴露了相鄰的第二掩模圖形39’之間的第二層間絕緣層23的預(yù)定區(qū)。利用光致抗蝕劑圖形41作為蝕刻掩模，順序蝕刻暴露的第二層間絕緣層23和第一層間絕緣層19，從而形成暴露出導(dǎo)電焊盤17b的自對(duì)準(zhǔn)接觸孔H。掩模圖形40(特別是第二掩模圖形39’)作為蝕刻停止層。這樣防止了在用于形成自對(duì)準(zhǔn)接觸孔H的蝕刻過(guò)程中對(duì)第一掩模圖形37造成損傷。
參考圖7C，在除去光致抗蝕劑圖形41之后，在生成的具有自對(duì)準(zhǔn)接觸孔H的結(jié)構(gòu)上形成導(dǎo)電層，例如多晶硅層。優(yōu)選用導(dǎo)電層完全填充自對(duì)準(zhǔn)接觸孔H。然后利用CMP技術(shù)使導(dǎo)電層和第二掩模圖形39’平面化，直到露出第一掩模圖形37。這樣，在自對(duì)準(zhǔn)接觸孔H中，形成了導(dǎo)電層圖形45，即存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)栓塞。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例，具有比較低的介電常數(shù)的絕緣層夾在導(dǎo)電層和導(dǎo)電層兩側(cè)的互連之間。這樣減小了導(dǎo)電層和互連之間的寄生容量，提高了半導(dǎo)體器件的工作速度。而且通過(guò)利用鑲嵌工藝形成互連，能容易地布圖互連。因此即使互連由金屬層構(gòu)成，當(dāng)采用本發(fā)明的方法時(shí)，在相鄰的互連之間也不會(huì)留下橋接。
參考具體的最佳實(shí)施例，已經(jīng)詳細(xì)地描述了本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不離開(kāi)本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對(duì)本發(fā)明作出各種修改。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件中的自對(duì)準(zhǔn)接觸結(jié)構(gòu)，包括具有有源區(qū)的半導(dǎo)體襯底；覆蓋至少除了每個(gè)有源區(qū)部分之外的半導(dǎo)體襯底的層間絕緣層；層間絕緣層上的至少兩個(gè)平行的互連，相對(duì)地設(shè)在至少兩個(gè)平行的互連之間的至少一個(gè)有源區(qū)，每個(gè)互連具有側(cè)壁、底部和寬度(x)；形成在每個(gè)互連上的具有頂部(z)和底部(y)的掩模圖形；和至少穿透掩模圖形之間的層間絕緣層的一部分的導(dǎo)電層圖形，該導(dǎo)電層圖形與至少一個(gè)有源區(qū)電連接，其中x≤y≤z且x＜z。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件中的自對(duì)準(zhǔn)接觸結(jié)構(gòu)，其中，每個(gè)有源區(qū)包括導(dǎo)電焊盤。
3.如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體器件中的自對(duì)準(zhǔn)接觸結(jié)構(gòu)，還包括覆蓋所述半導(dǎo)體襯底的所述層間絕緣層上的第二層間絕緣層，其中，第二層間絕緣層具有比掩模圖形的介電常數(shù)低的介電常數(shù)。
4.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件中的自對(duì)準(zhǔn)接觸結(jié)構(gòu)，其中，每個(gè)互連包括順序疊置的阻擋金屬層和互連金屬層。
5.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件中的自對(duì)準(zhǔn)接觸結(jié)構(gòu)，其中，互連包括具有底部和側(cè)壁的互連金屬層以及圍繞互連金屬層的底部和側(cè)壁的阻擋金屬層。
6.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件中的自對(duì)準(zhǔn)接觸結(jié)構(gòu)，其中，掩模圖形包括形成在互連上的具有側(cè)壁的蝕刻停止層圖形；以及形成在蝕刻停止層圖形側(cè)壁上的、具有內(nèi)和外側(cè)壁的第一隔離層，第一隔離層的外側(cè)壁具有垂直于半導(dǎo)體襯底上表面的垂直形狀。
7.如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體器件中的自對(duì)準(zhǔn)接觸結(jié)構(gòu)，還包括設(shè)置在導(dǎo)電層圖形和第一隔離層之間的第二隔離層。
8.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件中的自對(duì)準(zhǔn)接觸結(jié)構(gòu)，其中，掩模圖形包括蝕刻停止圖形，該蝕刻停止圖形具有垂直于半導(dǎo)體襯底上表面的垂直側(cè)壁。
9.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件中的自對(duì)準(zhǔn)接觸結(jié)構(gòu)，其中，層間絕緣層由氧化硅制成。
10.一種在半導(dǎo)體器件中形成自對(duì)準(zhǔn)接觸結(jié)構(gòu)的方法，包括提供具有有源區(qū)的半導(dǎo)體襯底；在半導(dǎo)體襯底上形成層間絕緣層；在層間絕緣層上形成至少兩個(gè)平行的互連，在所述至少兩個(gè)平行的互連之間設(shè)有至少一個(gè)有源區(qū)，每個(gè)互連具有側(cè)壁、底部和寬度(x)；在每個(gè)互連上形成具有頂部(z)和底部(y)的掩模圖形；以及形成導(dǎo)電層圖形，該導(dǎo)電層圖形至少穿透在掩模圖形之間暴露的層間絕緣層部分，并與至少一個(gè)有源區(qū)電連接，其中x≤y≤z且x＜z。
11.如權(quán)利要求10所述的在半導(dǎo)體器件中形成自對(duì)準(zhǔn)接觸結(jié)構(gòu)的方法，其中，每個(gè)有源區(qū)包括導(dǎo)電焊盤。
12.如權(quán)利要求11所述的在半導(dǎo)體器件中形成自對(duì)準(zhǔn)接觸結(jié)構(gòu)的方法，還包括在覆蓋半導(dǎo)體襯底的所述層間絕緣層上提供第二層間絕緣層，第二層間絕緣層具有比掩模圖形的介電常數(shù)低的介電常數(shù)。
13.如權(quán)利要求10所述的在半導(dǎo)體器件中形成自對(duì)準(zhǔn)接觸結(jié)構(gòu)的方法，其中，通過(guò)順序疊置阻擋金屬層和互連金屬層來(lái)形成每個(gè)互連。
14.如權(quán)利要求10所述的在半導(dǎo)體器件中形成自對(duì)準(zhǔn)接觸結(jié)構(gòu)的方法，其中，通過(guò)形成具有底部和側(cè)壁的互連金屬層以及環(huán)繞互連金屬層的底部和側(cè)壁的阻擋金屬層來(lái)形成每個(gè)互連。
15.如權(quán)利要求10所述的在半導(dǎo)體器件中形成自對(duì)準(zhǔn)接觸結(jié)構(gòu)的方法，其中，通過(guò)以下步驟形成掩模圖形形成在互連上的、具有側(cè)壁的蝕刻停止層圖形；和形成在所述蝕刻停止層圖形側(cè)壁上的、具有內(nèi)和外側(cè)壁的第一隔離層，該第一隔離層的外側(cè)壁具有垂直于半導(dǎo)體襯底上表面的垂直形狀。
16.如權(quán)利要求15所述的在半導(dǎo)體器件中形成自對(duì)準(zhǔn)接觸結(jié)構(gòu)的方法，還包括形成夾在導(dǎo)電層圖形和第一隔離層之間的第二隔離層。
17.如權(quán)利要求10所述的在半導(dǎo)體器件中形成自對(duì)準(zhǔn)接觸結(jié)構(gòu)的方法，其中，掩模圖形是通過(guò)形成蝕刻停止圖形而形成的，該蝕刻停止圖形具有垂直于半導(dǎo)體襯底上表面的垂直側(cè)壁。
18.如權(quán)利要求10所述的在半導(dǎo)體器件中形成自對(duì)準(zhǔn)接觸結(jié)構(gòu)的方法，其中，層間絕緣層由氧化硅構(gòu)成。
19.權(quán)利要求10的方法，其中，半導(dǎo)體襯底上的層間絕緣層是第一層間絕緣層，以及形成至少兩個(gè)平行的互連包括以下步驟在第一層間絕緣層上順序形成第一蝕刻停止層、第二層間絕緣層、第二蝕刻停止層、第三層間絕緣層和第三蝕刻停止層；依次布圖第三蝕刻停止層、第三層間絕緣層和第二蝕刻停止層，以便形成具有至少一個(gè)側(cè)壁的第一凹槽區(qū)和具有至少一個(gè)側(cè)壁的第二凹槽區(qū)，每個(gè)第一和第二凹槽區(qū)基本上彼此平行；在第一和第二凹槽區(qū)的側(cè)壁上形成第一隔離層；利用第三蝕刻停止層和第一隔離層作為蝕刻掩模，依次蝕刻第二層間絕緣層和第一蝕刻停止層，以便形成第一互連溝槽和第二互連溝槽；以及分別在第一互連溝槽和第二互連溝槽中形成第一互連和第二互連。
20.權(quán)利要求19的方法，其中，第一至第三層間絕緣層由相對(duì)于第一至第三蝕刻停止層和第一隔離層具有蝕刻選擇性的絕緣層形成。
21.權(quán)利要求20的方法，其中，第一至第三層間絕緣層由具有比第一至第三蝕刻停止層和第一隔離層的介電常數(shù)低的介電常數(shù)的絕緣層形成。
22.權(quán)利要求19的方法，其中，形成掩模圖形包括以下步驟在生成的具有第一和第二互連的結(jié)構(gòu)的表面上形成第四蝕刻停止層，以及填充第一和第二凹槽區(qū)；和依次均厚蝕刻第四蝕刻停止層和第三蝕刻停止層，直到露出第三層間絕緣層，從而在各個(gè)第一和第二凹槽區(qū)中形成第四蝕刻停止層圖形，其中第四蝕刻停止層圖形和形成在其側(cè)壁上的第一隔離層構(gòu)成掩模圖形。
23.權(quán)利要求22的方法，其中，第四蝕刻停止層由與第三蝕刻停止層相同的材料構(gòu)成。
24.權(quán)利要求22的方法，其中，形成第四蝕刻停止層圖形以后接著除去露出的第三層間絕緣層，以便露出第二蝕刻停止層的上表面和第一隔離層的側(cè)壁；在第一隔離層的側(cè)壁上形成第二隔離層；以及蝕刻第二蝕刻停止層以露出第二層間絕緣層。
25.權(quán)利要求22的方法，其中，形成導(dǎo)電層包括以下步驟利用掩模圖形作為蝕刻掩模，依次各向異性蝕刻第三層間絕緣層、第二蝕刻停止層、第二層間絕緣層、第一蝕刻停止層和第一層間絕緣層，從而形成露出導(dǎo)電焊盤的接觸孔；在生成的具有接觸孔的結(jié)構(gòu)的表面上形成導(dǎo)電層，填充接觸孔；和布圖導(dǎo)電層。
26.權(quán)利要求22的方法，其中，第一至第三蝕刻停止層、第四蝕刻停止層圖形和隔離層由氮化硅構(gòu)成。
27.權(quán)利要求19的方法，其中，第三蝕刻停止層比第一蝕刻停止層和第二蝕刻停止層的總厚度厚。
28.一種在半導(dǎo)體器件中形成自對(duì)準(zhǔn)接觸結(jié)構(gòu)的方法，包括提供具有有源區(qū)的半導(dǎo)體襯底；在半導(dǎo)體襯底上形成第一層間絕緣層；在第一層間絕緣層上形成第二層間絕緣層以便形成至少兩個(gè)平行的溝槽；在每個(gè)溝槽的下部形成互連，每個(gè)互連具有側(cè)壁、底部和寬度(x)；各向同性蝕刻第二層間絕緣層以增加每個(gè)溝槽的暴露部分的寬度；在每個(gè)溝槽的暴露部分中，形成具有頂部(z)和底部(y)的掩模圖形；和形成導(dǎo)電層圖形，該導(dǎo)電層圖形至少穿透互連之間的第一和第二層間絕緣層的一部分，其中該互連是形成在兩個(gè)平行溝槽中的，并且上述導(dǎo)電層圖形與至少一個(gè)有源區(qū)電連接，其中x≤y≤z且x＜z。
29.一種在半導(dǎo)體器件中形成自對(duì)準(zhǔn)接觸結(jié)構(gòu)的方法，包括提供具有至少一個(gè)有源區(qū)的半導(dǎo)體襯底；在半導(dǎo)體襯底上形成第一層間絕緣層；在第一層間絕緣層上形成至少兩個(gè)平行的互連圖形，至少一個(gè)導(dǎo)電焊盤設(shè)置在所述至少兩個(gè)平行的互連圖形之間，每個(gè)互連圖形具有側(cè)壁、底部和寬度(x)；在互連圖形上形成覆蓋層；形成第二層間絕緣層；使第二層間絕緣層平面化直到露出互連圖形的上表面；和蝕刻所述覆蓋層及第二層間絕緣層，以便形成第二層間絕緣層中的至少一個(gè)凹槽區(qū)，凹槽區(qū)在互連圖形上的具有頂部(z)和底部(y)；用掩模材料填充凹槽區(qū)；形成導(dǎo)電層圖形，該導(dǎo)電層圖形至少穿透互連圖形之間的第一和第二層間絕緣層的一部分，并與至少一個(gè)有源區(qū)電連接，其中x≤y≤z且x＜z。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的在半導(dǎo)體器件中形成自對(duì)準(zhǔn)接觸結(jié)構(gòu)的方法，其中，覆蓋層是通過(guò)順序?qū)盈B第一覆蓋層和第二覆蓋層形成的。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的在半導(dǎo)體器件中形成自對(duì)準(zhǔn)接觸結(jié)構(gòu)的方法，其中，第一覆蓋層和第二覆蓋層由第一材料和第二材料制成，第二材料具有比第一材料更大的對(duì)濕蝕的選擇性。
32.根據(jù)權(quán)利要求30所述的在半導(dǎo)體器件中形成自對(duì)準(zhǔn)接觸結(jié)構(gòu)的方法，其中，覆蓋層的蝕刻包括濕蝕第一材料以除去第二覆蓋層，此后濕蝕第二材料以除去第一覆蓋層。
33.根據(jù)權(quán)利要求30所述的在半導(dǎo)體器件中形成自對(duì)準(zhǔn)接觸結(jié)構(gòu)的方法，其中，第一覆蓋層由氧化硅層形成，第二覆蓋層由氮化硅層或多晶硅層形成。
全文摘要
一種半導(dǎo)體器件中的自對(duì)準(zhǔn)接觸結(jié)構(gòu)以及制造該接觸結(jié)構(gòu)的方法,其中半導(dǎo)體器件具有帶有有源區(qū)的半導(dǎo)體襯底,覆蓋至少除了每個(gè)有源區(qū)之外的半導(dǎo)體襯底的層間絕緣層,層間絕緣層上的至少兩個(gè)平行的互連,相對(duì)地設(shè)在所述至少兩個(gè)平行互連之間的至少一個(gè)有源區(qū)。每個(gè)互連具有側(cè)壁、底部和寬度(x),形成在每個(gè)互連上的具有頂部(z)和底部(y)的掩模圖形以及至少滲透到掩模圖形之間的層間絕緣層部分的導(dǎo)電層圖形,該導(dǎo)電層圖形與至少一個(gè)有源區(qū)電連接,其中x≤y≤z和x<z。具有比較低的介電常數(shù)的第二層間絕緣層夾在導(dǎo)電層和互連之間。這減小了其間的寄生容量。
文檔編號(hào)H01L21/768GK1339172SQ00803522
公開(kāi)日2002年3月6日 申請(qǐng)日期2000年12月8日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月8日
發(fā)明者林炳俊, 黃有商 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社