專利名稱：通過形成鑲嵌互連制造半導(dǎo)體器件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制造半導(dǎo)體器件的方法，更具體地說，涉及制造具有鑲嵌互連的半導(dǎo)體器件的方法。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體制造方法中通常使用常規(guī)的光刻工藝形成想要的圖形。然而，隨著設(shè)計(jì)規(guī)則的降低，也減小了光刻工藝中的對(duì)準(zhǔn)裕度。這樣，利用常規(guī)的光刻的工藝逐漸地難以形成想要的圖形。
即使當(dāng)形成半導(dǎo)體器件例如動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)的位線時(shí)，也會(huì)出現(xiàn)這種困難。例如，如果位線寬度是100nm，誤對(duì)準(zhǔn)裕度是40nm，那么需要存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸孔的寬度是nm。該尺寸超出了常規(guī)的曝光設(shè)備的極限，因此不能形成寬40nm的存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸孔。如果增加存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸孔的寬度以避免該問題，遺憾的是，相應(yīng)于存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸孔尺寸的增加，使誤對(duì)準(zhǔn)裕度減小。因此，在存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸栓塞和位線之間會(huì)出現(xiàn)短路。
據(jù)此，當(dāng)形成位線和存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸孔時(shí)，或者當(dāng)形成某些互連和通過該互連旁邊的接觸孔時(shí)，重要的是應(yīng)克服光刻工藝的限制以得到適當(dāng)?shù)恼`對(duì)準(zhǔn)裕度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種制造半導(dǎo)體器件的方法，其中當(dāng)形成某些互連和接觸孔時(shí)能夠得到充足的誤對(duì)準(zhǔn)裕度。
本發(fā)明還提供了一種制造半導(dǎo)體器件的方法，其中當(dāng)形成DRAM和存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸孔的位線時(shí)能夠得到充足的誤對(duì)準(zhǔn)裕度。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在半導(dǎo)體襯底上依次層疊下介電層和上介電層。通過蝕刻上介電層形成介電層圖形，以便在下介電層上形成平行的鑲嵌互連，每個(gè)介電層圖形具有第一寬度。然后，通過部分蝕刻介電層圖形之間的下介電層形成第一接觸孔，蝕刻第一接觸孔兩側(cè)上的介電層圖形的側(cè)壁上部，使得介電層圖形具有具有第二寬度的部分，第二寬度比第一寬度窄。通過用第一導(dǎo)電材料填充第一接觸孔形成第一接觸栓塞，通過用第一導(dǎo)電材料填充介電層圖形之間的空間的下部在第一接觸栓塞上形成鑲嵌互連，蝕刻鑲嵌互連上的介電層圖形，使得僅具有第一寬度的介電層圖形部分突出在鑲嵌互連以上。接著，用掩模層覆蓋鑲嵌互連，平面化掩模層直到露出在前面的步驟之后遺留的介電層圖形的頂表面。根據(jù)掩模層通過選擇性地除去剩余的介電層圖形和剩余的介電層圖形下面的下介電層形成與鑲嵌互連對(duì)準(zhǔn)的第二接觸孔。通過用第二導(dǎo)電材料填充第二接觸孔形成第二接觸栓塞。
根據(jù)上面的方法，能夠在不進(jìn)行光刻工序的情況下形成第二接觸孔，這樣能夠精確地對(duì)準(zhǔn)第二接觸孔，而不必考慮工藝裕度。
根據(jù)本發(fā)明另外的實(shí)施例，提供一種制造半導(dǎo)體器件的方法，在上面的方法中，當(dāng)用鑲嵌法形成位線時(shí)，作為用于得到將形成存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸孔的位置的方法，在不進(jìn)行光刻工序的情況下形成存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸孔。在半導(dǎo)體襯底上形成包括柵介電層、柵導(dǎo)電層、覆蓋層和柵間隔層的柵疊層以及源和漏區(qū)。第一氧化物層填充柵疊層之間的空間，覆蓋第一氧化物層，平面化第一氧化物層。在第一氧化物層中形成與源區(qū)連接的第一單元焊盤和與漏區(qū)連接的第二單元焊盤。在第一氧化物層和第一及第二單元焊盤上形成第二氧化物層。在第二氧化物層上依次層疊蝕刻停止層和第三氧化物層。通過蝕刻第三氧化物層形成氧化物層圖形，以便在第二氧化物層上形成彼此平行的鑲嵌位線。這里，每個(gè)氧化物層圖形具有第一寬度。然后，通過部分蝕刻在氧化物層圖形之間的蝕刻停止層和第二氧化物層形成位線接觸孔，通過該位線接觸孔露出第二單元焊盤的頂表面，同時(shí)，蝕刻位線接觸孔兩側(cè)氧化物層圖形側(cè)壁的上部，使得氧化物層圖形具有具有第二寬度的部分，第二寬度比第一寬度窄。通過用第一導(dǎo)電材料填充位線接觸孔形成位線接觸栓塞，通過用第一導(dǎo)電材料填充氧化物層圖形之間的空間的下部在位線接觸栓塞上形成鑲嵌位線，蝕刻位線上的氧化物層圖形，使得僅具有第一寬度的氧化物層圖形的部分突出在位線以上。用掩模層覆蓋位線，平面化掩模層，直到露出在前面的步驟之后遺留的氧化物層圖形的頂表面。根據(jù)掩模層，通過選擇性地除去剩余的氧化物層圖形、剩余的氧化物層圖形下面的蝕刻停止層和第二氧化物層，在放置剩余氧化物層的位置形成了與位線對(duì)準(zhǔn)的存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸孔。通過用第二導(dǎo)電材料填充存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸孔形成存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸栓塞。
這里，優(yōu)選地掩模層由具有與第三和第二氧化物層不同的蝕刻選擇性的材料構(gòu)成。優(yōu)選地，例如掩模層由氮化物層或者氮氧化物層構(gòu)成。
平面化掩模層是通過采用深蝕刻或者化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)工藝來進(jìn)行的。第三氧化物層的厚度大約是500到6000，并且蝕刻停止層的厚度是大約10到500。
根據(jù)上面的方法，利用鑲嵌法形成位線，在沒有誤對(duì)準(zhǔn)的情況下預(yù)先得到將形成存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸孔的區(qū)域，然后在該區(qū)域形成與位線自對(duì)準(zhǔn)的存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸孔。與形成位線之后利用光刻工序形成存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸孔的情況相比，能夠在希望的位置精確地對(duì)準(zhǔn)并且精確地形成存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸孔。這樣，能夠在不考慮位線和存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸栓塞之間出現(xiàn)短路的情況下制造半導(dǎo)體器件。


通過參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，本發(fā)明的上述和其它方面和優(yōu)點(diǎn)將更加顯而易見，其中圖1示出了在本發(fā)明的實(shí)施例中要完成的DRAM單元的布局；圖2A、3A、4A、5A、6A、7A和8A是沿著圖1的a-a’線截取的截面圖，依次說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例制造半導(dǎo)體器件的方法實(shí)施例；圖2B、3B、4B、5B和6B是沿著圖1的b-b’線截取的截面圖，依次說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例制造半導(dǎo)體器件的方法；圖2C、3C、4C、5C和6C是沿著圖1的c-c’線截取的截面圖，依次說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例制造半導(dǎo)體器件的方法實(shí)施例；圖3D是與圖3A至3C相對(duì)應(yīng)的頂視圖；圖4D是與圖4A至4C相對(duì)應(yīng)的頂視圖；圖5D是與圖5A至5C相對(duì)應(yīng)的頂視圖；圖6D是與圖6A至6C相對(duì)應(yīng)的頂視圖；圖7B是與圖7A相對(duì)應(yīng)的頂視圖；圖8B是與圖8A相對(duì)應(yīng)的頂視圖；具體實(shí)施方式
下面將參考附圖更全面地描述本發(fā)明，附圖中示出了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。然而，本發(fā)明可以以許多不同的形式實(shí)施，不應(yīng)認(rèn)為限于這里所給出的實(shí)施例。此外，提供這些實(shí)施例是為了使本公開更徹底和全面，并且向本領(lǐng)域技術(shù)人員全面?zhèn)鬟f本發(fā)明的范圍。在圖中，為了清楚放大了部件的形狀。在所有的圖中相同的參考標(biāo)號(hào)指相同的部件。
本實(shí)施例說明了使用鑲嵌法形成DRAM的位線以及形成存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸孔。圖1示出了DRAM單元的布局。
圖1示出了DRAM單元的布局。具體地說，在半導(dǎo)體襯底105中形成由絕緣材料構(gòu)成的隔離層110(圖2A)。隔離層110限定了具有主軸和次軸并且沿著行和列重復(fù)設(shè)置的有源區(qū)115。沿著有源區(qū)115的次軸延伸的柵疊層120與有源區(qū)115相交，兩個(gè)柵疊層120與每個(gè)有源區(qū)115相交。在有源區(qū)115中柵疊層120的任一側(cè)上形成源和漏區(qū)125a和125b。在源和漏區(qū)125a和125b中提供由單元焊盤135a和135b形成的接觸區(qū)。在單元焊盤135b上形成接觸漏區(qū)125b的位線接觸栓塞145，在位線接觸栓塞145上與柵疊層120延伸的方向垂直設(shè)置位線170。在單元焊盤135a上設(shè)置接觸源區(qū)125a的由存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸栓塞195形成的另一個(gè)接觸區(qū)。
參考圖2A至2C，利用常規(guī)的隔離技術(shù)例如淺溝槽隔離(STI)，在襯底例如硅晶片105中形成圖1所示的用于限定有源區(qū)115的隔離層110。在包括隔離層110的襯底105上形成柵疊層120和源及漏區(qū)125a和125b。
如圖2C所示，形成和布圖柵介質(zhì)層112、柵導(dǎo)電層114和覆蓋層116，然后在其側(cè)壁上形成柵間隔層118以形成柵疊層120。柵導(dǎo)電層114可以是多晶硅難熔金屬硅化物結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中，硅化物形成在多晶硅上。覆蓋層116和柵間隔層118可以由氮化物構(gòu)成。然后，在柵疊層120的兩側(cè)將雜質(zhì)離子注入到襯底105中，從而形成源和漏區(qū)125a和125b?？梢孕纬删哂休p摻雜漏(LDD)結(jié)構(gòu)的源和漏區(qū)125a和125b。
接著，形成第一氧化物層130以填充柵疊層120之間的空間，并且利用化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)工藝使氧化物層130平面化，其中覆蓋層116用作停止層。然后，利用蝕刻氣體例如C4F8或者C5F8蝕刻第一氧化物層130的預(yù)定部分，直到露出源和和漏區(qū)125a和125b。在這種情況下，第一氧化物層130相對(duì)于覆蓋層116和柵間隔層118具有蝕刻選擇性。柵導(dǎo)電層114被覆蓋層116和柵間隔層118圍繞，第一氧化物層130相對(duì)于覆蓋層116和柵間隔層118具有蝕刻選擇性。因此，與覆蓋層116和柵間隔層118自對(duì)準(zhǔn)形成了接觸孔(未示于圖2C)。然后通過用導(dǎo)電層例如摻雜的多晶硅填充該孔形成與源區(qū)125a連接的第一單元焊盤135a和與漏區(qū)125b連接的第二單元焊盤135b。
接著，在第一氧化物層130和第一及第二單元焊盤135a和135b上形成第二氧化物層140。然后在第二氧化物層140上依次層疊蝕刻停止層142和第三氧化物層150。形成的第三氧化物層150的厚度比將形成的位線厚度例如大約500至7000大，以便形成鑲嵌位線。作為第三氧化物層150，可以淀積硼磷硅酸鹽玻璃(BPSG)層、旋涂玻璃(SOG)層、未摻雜的硅酸鹽玻璃(USG)層、利用高密度等離子化學(xué)汽相淀積(HDP CVD)形成的氧化硅層和利用等離子增強(qiáng)化學(xué)汽相淀積(PE CVD)形成的原硅酸四乙酯(TEOS)層。
參考圖3A至3D，通過蝕刻第三氧化物層150，在第二氧化物層140上形成氧化物層圖形150a，以便形成彼此平行的鑲嵌位線。形成的每個(gè)氧化物層圖形150a都具有第一寬度W1。在氧化物層圖形150a之間限定鑲嵌位線凹槽152。
參考圖4A至4D，蝕刻氧化物層圖形150a之間的蝕刻停止層142和第二氧化物層140的預(yù)定部分，以便露出第二單元焊盤135b的頂表面，從而形成位線接觸孔144。同時(shí)，部分蝕刻位線接觸孔144兩側(cè)的氧化物層圖形150a側(cè)壁的上部，使得每個(gè)氧化物層圖形150a的上部都具有比第一寬度W1窄的第二寬度W2。布圖位線接觸孔144，以便與位線170充分疊加(圖5A)，該位線170將通過填充鑲嵌位線凹槽152形成。參考標(biāo)號(hào)“150b”表示被修改為具有第一寬度W1和第二寬度W2的氧化物層圖形。
如圖4D所示，在不具有蝕刻選擇性的情況下，使用作為掩模并且具有開口A的光致抗蝕劑圖形143蝕刻氧化物層圖形150a(通過開口A露出)、蝕刻停止層142和第二氧化物層140，該開口比位線接觸孔144寬。
然后，參考圖5A至5D，通過用導(dǎo)電材料填充位線接觸孔144形成位線接觸栓塞145。而且，通過用導(dǎo)電材料填充氧化物層圖形150b之間的空間即鑲嵌位線凹槽152的下部形成與位線接觸栓塞145的上部連接的鑲嵌位線170。蝕刻位線170上部上的氧化物層圖形150b，使得僅僅氧化物層圖形150b的與第一寬度W1對(duì)應(yīng)的部分突出在位線170之上。參考標(biāo)號(hào)“150c”表示在上述蝕刻步驟之后留下的氧化物層圖形。
參考圖5A至5D以及圖1，僅在將形成存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸孔的部分中形成了遺留的比位線170高的氧化物層150c部分。即，氧化物層150c部分僅在將形成存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸孔的區(qū)域中突出在位線170以上。
詳細(xì)地說，通過用導(dǎo)電材料填充位線接觸孔144形成位線接觸栓塞145，同時(shí)，通過淀積導(dǎo)電材料填充修改后的氧化物層圖形150b之間的空間。例如，該導(dǎo)電材料可以是摻雜的多晶硅或者金屬如鎢。當(dāng)導(dǎo)電材料是金屬時(shí)，在形成金屬之前還形成了阻擋層例如Ti/TiN層(未示出)，從而防止金屬擴(kuò)散到位線接觸栓塞145附近。
然后，在所得到的其上淀積了導(dǎo)電材料的結(jié)構(gòu)上進(jìn)行深蝕刻工藝，從而由修改后的氧化物層圖形150b的頂表面平面化導(dǎo)電材料。即，通過在位線鑲嵌凹槽152中填充導(dǎo)電材料和回蝕所得到的結(jié)構(gòu)形成位線170。利用該深蝕刻工藝，也蝕刻了氧化物層圖形150b。結(jié)果，減小了氧化物層圖形150b的高度，除去了與氧化物層圖形150b的第二寬度W2對(duì)應(yīng)的相當(dāng)薄的部分，以便形成氧化物層圖形150c。僅與氧化物層150b的第一寬度W1相對(duì)應(yīng)的相當(dāng)厚的部分突出在位線170以上。
在另一個(gè)實(shí)施例中，淀積導(dǎo)電材料以便填充位線接觸孔144和修改后的氧化物層圖形150b之間的空間。然后，在得到的結(jié)構(gòu)上進(jìn)行深蝕刻工藝以便使導(dǎo)電材料從氧化物層圖形150b凹進(jìn)去，從而形成位線170。深蝕刻工藝減小了突出在位線170以上的氧化物層圖形150b的整個(gè)寬度。然后，利用干蝕、濕蝕或者等離子蝕刻刻蝕具有減小的寬度的氧化物層圖形。結(jié)果，蝕刻和除去了與修改后的氧化物層圖形150b的第二寬度W2對(duì)應(yīng)的相當(dāng)薄的部分，僅具有第一寬度W1的部分突出在位線170以上。
此外，可以在氧化物層圖形150b的側(cè)壁上形成位線間隔層。
參考圖6A至6D，用掩模層176覆蓋位線170，并且平面化掩模層176，直到露出遺留的氧化物層圖形150c的頂表面。掩模層176的厚度可以是大約100至5000，可以利用深蝕或者CMP工藝平面化掩模層176。優(yōu)選地，掩模層176由相對(duì)于遺留的氧化物層圖形150c具有蝕刻選擇性的材料形成，例如氮化物或者氧氮化物。
轉(zhuǎn)到圖7A和7B，根據(jù)掩模層176選擇性地除去遺留的氧化物層圖形150c、遺留的氧化物層150c下面的蝕刻停止層142和第二氧化物層140，從而露出第一單元焊盤135a的頂表面。結(jié)果，在遺留的氧化物層圖形150c所處的位置形成了配置有位線170的存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸孔192。
首先，根據(jù)掩模層176，使用HF或者緩沖氧化物蝕刻劑(BOE)選擇性地除去剩余的氧化物層圖形150c。這里，用H2O稀釋HF。稀釋后的HF溶液通常在室溫放置，HF與H2O的比例大約為1∶10至1∶1000?？梢杂媒敕ɑ蛘邍娡糠ㄊ┘親F。通過混合HF和NH4F形成BOE。如果選擇性地除去剩余的氧化物層圖形150c，那么形成開口，在該開口中露出蝕刻停止層142。如果在對(duì)蝕刻停止層142和第二氧化物層140不具有蝕刻選擇性的情況下進(jìn)行干蝕，那么在開口的形狀內(nèi)蝕刻第二氧化物層140，露出第一單元焊盤135a的頂表面，從而形成相對(duì)于位線170精確對(duì)準(zhǔn)的存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸孔192。這樣，可以在不需要進(jìn)行艱難的光刻工序的情況下精確地形成存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸孔192。
然后，在其上淀積導(dǎo)電材料以便填充存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸孔192，然后根據(jù)掩模層176作為終點(diǎn)平面化導(dǎo)電材料，從而形成存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸栓塞195，如圖8A和8B所示?？梢缘矸e摻雜的多晶硅層作為填充存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸孔192的導(dǎo)電材料。在用導(dǎo)電材料填充存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸孔192之前，可以通過利用介質(zhì)層另外在存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸孔192的內(nèi)壁上形成間隔層從而使存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)栓塞195絕緣。
總之，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，形成氧化物層圖形，該氧化物層圖形限定其中將填充鑲嵌位線的凹槽。然后，在氧化物層圖形之間蝕刻位線接觸孔，同時(shí)用導(dǎo)電材料填充位線接觸孔和凹槽?？梢岳蒙钗g刻工藝用導(dǎo)電材料填充該凹槽。然后蝕刻氧化物層圖形以便留下將形成存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸孔的部分(“接觸孔形成區(qū)”)，從而用氧化物層圖形覆蓋接觸孔形成區(qū)。該區(qū)域的其它部分用掩模層覆蓋，然后根據(jù)掩模層選擇性地除去該氧化物層圖形，從而在不需要進(jìn)行光刻工序的情況下形成與位線對(duì)準(zhǔn)的存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸孔。與其中形成位線、然后利用光刻工藝形成存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸孔的現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了更大的誤對(duì)準(zhǔn)裕度。據(jù)此，能夠在存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸栓塞和位線之間不出現(xiàn)短路的情況下進(jìn)行半導(dǎo)體制造工藝。而且，存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸孔的開口尺寸比現(xiàn)有技術(shù)的大，從而改進(jìn)了接觸電阻。
盡管參考DRAM的位線存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸孔描述了本發(fā)明，但本發(fā)明并不限于該具體的實(shí)施例。相反，可以將本發(fā)明應(yīng)用到包括某些互連和通過這些互連旁邊的接觸孔的結(jié)構(gòu)。例如，在襯底上依次層疊下介質(zhì)層和上介質(zhì)層。然后蝕刻上介質(zhì)層以便形成用于模制(molding)的介質(zhì)層圖形，從而形成平行的鑲嵌互連。在這種情況下，形成的每個(gè)介質(zhì)層圖形具有第一寬度。然后，部分蝕刻該介質(zhì)層圖形之間的下介質(zhì)層，由此形成第一接觸孔。而且，蝕刻第一接觸孔兩個(gè)側(cè)面上的介質(zhì)層圖形側(cè)壁的上部。然后淀積導(dǎo)電材料以便填充第一接觸孔和介質(zhì)層圖形之間的空間，接著使導(dǎo)電材料從介質(zhì)層圖形凹陷，以便形成互連。在所得到的其中淀積了導(dǎo)電材料的結(jié)構(gòu)上進(jìn)行深蝕刻工藝，使得僅具有第一寬度的介質(zhì)層圖形部分突出在互連以上。同樣，該介質(zhì)層圖形還具有與第二寬度對(duì)應(yīng)的部分，第二寬度比第一寬度窄。通過用導(dǎo)電材料填充第一接觸孔形成第一接觸栓塞，并且用導(dǎo)電材料填充介質(zhì)層圖形之間的空間的下部，從而形成鑲嵌互連。蝕刻突出在互連以上的介質(zhì)層圖形，使得僅具有第一寬度的介質(zhì)層圖形突出在互連以上。接著，用掩模性覆蓋互連，該掩模層由相對(duì)于上介質(zhì)層和下介質(zhì)層具有蝕刻選擇性的材料構(gòu)成。利用深蝕或者CMP工藝平面化掩模層，直到露出剩余的介質(zhì)層圖形的頂表面。根據(jù)掩模層選擇性地除去剩余的介質(zhì)層圖形和在剩余的介質(zhì)層圖形下面的下介質(zhì)層，從而在放置剩余介質(zhì)層圖形的位置形成了與互連對(duì)準(zhǔn)的第二接觸孔。通過用導(dǎo)電材料填充第二接觸孔形成第二接觸栓塞根據(jù)上述方法，可以不進(jìn)行光刻工序形成第二接觸孔，這樣能夠在適當(dāng)?shù)奈恢镁_地對(duì)準(zhǔn)第二接觸孔，并且在不必考慮工藝裕度的情況下形成第二接觸孔。
根據(jù)本發(fā)明，能夠在不進(jìn)行分離的光刻工序的情況下形成接觸孔。如果由于本發(fā)明的方法導(dǎo)致不需要的接觸孔不小心形成在中心或者周邊區(qū)域，那么僅需要單獨(dú)形成單元區(qū)。然而，在DRAM制造工藝中，通常單元區(qū)和中心及周邊區(qū)同時(shí)形成。據(jù)此，如果同時(shí)在單元區(qū)和中心及周邊區(qū)中應(yīng)用本發(fā)明，那么在中心和周邊區(qū)中會(huì)形成不想要的接觸。在這種情況下，可以使用添加蝕刻停止層的方法，以保護(hù)中心和周邊區(qū)域。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，利用該工藝形成接觸孔或者存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸孔以便形成鑲嵌互連或者鑲嵌位線，不需要分離的光刻工序以形成接觸，能夠得到較大的誤對(duì)準(zhǔn)裕度。這樣，能夠增加接觸的尺寸，因此改進(jìn)接觸電阻。
如果不進(jìn)行光刻工序蝕刻下層圖形，那么能夠在不必考慮接觸孔和互連之間或者存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸孔和位線之間的誤對(duì)準(zhǔn)裕度的情況下形成接觸孔或者存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸孔。據(jù)此，能夠在接觸栓塞和互連之間不出現(xiàn)短路和在存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸栓塞和位線之間不出現(xiàn)短路的情況下進(jìn)行半導(dǎo)體制造工藝。
由于簡化了半導(dǎo)體制造工藝并且不必考慮誤對(duì)準(zhǔn)裕度，因此能夠極大地降低設(shè)計(jì)規(guī)則，從而提高半導(dǎo)體器件的高度集成。能夠得到充足的接觸裕度，從而避免光刻工序的復(fù)雜性，并且提高半導(dǎo)體器件的生產(chǎn)率。
雖然參考本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例已經(jīng)具體示出和描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，在不離開如附加權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以在形式和細(xì)節(jié)上作出各種改變。
權(quán)利要求
1.一種制造半導(dǎo)體器件的方法，該方法包括(a)在半導(dǎo)體襯底上依次層疊下介電層和上介電層；(b)蝕刻上介電層，從而形成介電層圖形，以便在下介電層上形成平行的鑲嵌互連，每個(gè)介電層圖形具有第一寬度；(c)部分蝕刻介電層圖形之間的下介電層，以便形成第一接觸孔，蝕刻第一接觸孔兩側(cè)上的介電層圖形的側(cè)壁上部，使得介電層圖形具有與第二寬度對(duì)應(yīng)的部分，第二寬度比第一寬度窄；(d)用第一導(dǎo)電材料填充第一接觸孔，以便形成第一接觸栓塞，用第一導(dǎo)電材料填充介電層圖形之間的空間的下部，以便在第一接觸栓塞上形成鑲嵌互連，蝕刻鑲嵌互連上的介電層圖形，使得僅具有第一寬度的介電層圖形部分突出在鑲嵌互連以上；(e)用掩模層覆蓋鑲嵌互連，平面化掩模層直到露出在(d)之后遺留的介電層圖形的頂表面；(f)選擇性地除去未被掩模層覆蓋的剩余介電層圖形和剩余介電層圖形下面的下介電層，以便形成第二接觸孔；和(g)用第二導(dǎo)電材料填充第二接觸孔，以便形成其中的第二接觸栓塞。
2.權(quán)利要求1的方法，其中(d)包括淀積第一導(dǎo)電材料，以便填充第一接觸孔和介電層圖形之間的空間；和通過使第一導(dǎo)電材料從介電層圖形凹陷形成鑲嵌互連，同時(shí)在所得到的其上淀積了第一導(dǎo)電材料的結(jié)構(gòu)上進(jìn)行深蝕刻工藝，使得僅具有第一寬度的介電層圖形部分突出在鑲嵌互連以上。
3.權(quán)利要求1的方法，其中(d)包括淀積第一導(dǎo)電材料，以便填充第一接觸孔和介電層圖形之間的空間；通過使第一導(dǎo)電材料從介電層圖形凹陷形成鑲嵌互連，同時(shí)在所得到的其上淀積了第一導(dǎo)電材料的結(jié)構(gòu)上進(jìn)行深蝕刻工藝，以便減小突出在鑲嵌互連以上的介電層圖形的整個(gè)寬度，和蝕刻具有減小的寬度的介電層圖形，以便只有具有第一寬度的介電層圖形突出于鑲嵌互連以上。
4.權(quán)利要求3的方法，其中，利用干蝕、濕蝕或者等離子蝕刻來蝕刻具有減小的寬度的介電層圖形。
5.權(quán)利要求1的方法，其中，掩模層由相對(duì)于上介電層和下介電層具有蝕刻選擇性的材料構(gòu)成。
6.權(quán)利要求1的方法，其中，掩模層由氮化物層或者氮氧化物層構(gòu)成，并且上介電層和下介電層由氧化物層構(gòu)成。
7.權(quán)利要求1的方法，其中，在下介電層和上介電層之間進(jìn)一步形成蝕刻停止層。
8.權(quán)利要求1的方法，其中，利用深蝕或者化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)工藝平面化掩模層。
9.一種制造半導(dǎo)體器件的方法，該方法包括(a)在半導(dǎo)體襯底上形成包括柵介電層、柵導(dǎo)電層、覆蓋層和柵間隔層的柵疊層，以及源和漏區(qū)；(b)覆蓋填充柵疊層之間的空間的第一氧化物層，并且平面化第一氧化物層；(c)在第一氧化物層中形成與源區(qū)連接的第一單元焊盤和與漏區(qū)連接的第二單元焊盤；(d)在第一氧化物層和第一及第二單元焊盤上形成第二氧化物層；(e)在第二氧化物層上依次層疊蝕刻停止層和第三氧化物層；(f)通過蝕刻第三氧化物層形成氧化物層圖形，以便在第二氧化物層上形成彼此平行的鑲嵌位線，從而每個(gè)氧化物層圖形具有第一寬度；(g)通過部分蝕刻在氧化物層圖形之間的蝕刻停止層和第二氧化物層形成位線接觸孔，通過該位線接觸孔露出第二單元焊盤的頂表面，同時(shí)，蝕刻位線接觸孔兩側(cè)氧化物層圖形側(cè)壁的上部，使得氧化物層圖形具有有著第二寬度的部分，第二寬度比第一寬度窄；(h)通過用第一導(dǎo)電材料填充位線接觸孔形成位線接觸栓塞，通過用第一導(dǎo)電材料填充氧化物層圖形之間的空間的下部，在位線接觸栓塞上形成鑲嵌位線，并且蝕刻位線上的氧化物層圖形，使得僅具有第一寬度的氧化物層圖形的部分突出在位線以上；(i)用掩模層覆蓋位線，平面化掩模層，直到露出在(h)之后遺留的氧化物層圖形的頂表面；(j)相對(duì)于掩模層，選擇性地除去剩余的氧化物層圖形、剩余的氧化物層圖形下面的蝕刻停止層和第二氧化物層，形成存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸孔；和(k)通過用第二導(dǎo)電材料填充存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸孔，形成存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸栓塞。
10.權(quán)利要求9的方法，其中(h)包括淀積第一導(dǎo)電材料，以填充位線接觸孔和氧化物層圖形之間的空間；通過使第一導(dǎo)電材料從氧化物層圖形凹陷形成位線，同時(shí)在所得到的其上淀積了第一導(dǎo)電材料的結(jié)構(gòu)上進(jìn)行深蝕刻工藝，以便僅具有第一寬度的氧化物層圖形部分突出在位線以上。
11.權(quán)利要求9的方法，其中(h)包括淀積第一導(dǎo)電材料，以便填充位線接觸孔和氧化物層圖形之間的空間；通過使第一導(dǎo)電材料從氧化物層圖形凹陷形成位線，同時(shí)在所得到的其上淀積了第一導(dǎo)電材料的結(jié)構(gòu)上進(jìn)行深蝕刻工藝，以便減小突出在位線以上的氧化物層圖形的整個(gè)寬度；和蝕刻具有減小的寬度的氧化物層圖形，使得僅具有第一寬度的氧化物層圖形部分突出在位線以上。
12.權(quán)利要求11的方法，其中，利用干蝕、濕蝕或者等離子蝕刻來蝕刻具有減小的寬度的氧化物層圖形。
13.權(quán)利要求9的方法，其中，掩模層由相對(duì)于上第三氧化物層和第二氧化物層具有蝕刻選擇性的材料構(gòu)成。
14.權(quán)利要求13的方法，其中，掩模層由氮化物層或者氮氧化物層構(gòu)成。
15.權(quán)利要求9的方法，其中，利用深蝕或者化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)工藝平面化掩模層。
16.權(quán)利要求9的方法，其中，第三氧化物層的厚度大約為500至6000。
17.權(quán)利要求9的方法，其中，蝕刻停止層的厚度大約為10至500。
全文摘要
提供一種制造半導(dǎo)體器件的方法，其中當(dāng)形成互連和接觸孔時(shí)得到了充足的誤對(duì)準(zhǔn)裕度。形成限定凹槽的介電層圖形，在該凹槽中將形成鑲嵌互連。然后，蝕刻介電層圖形之間的第一接觸孔，同時(shí)用導(dǎo)電材料填充第一接觸孔和凹槽?？梢酝ㄟ^進(jìn)行深蝕刻工藝用導(dǎo)電材料填充該凹槽。然后蝕刻介電層圖形，從而形成鑲嵌互連，同時(shí)用介電層圖形僅覆蓋將形成第二接觸孔的區(qū)域。用掩模層填充介電層圖形之間的空間，然后從所得到的結(jié)構(gòu)選擇性地除去介電層圖形，從而形成與鑲嵌互連對(duì)準(zhǔn)的第二接觸孔。
文檔編號(hào)H01L21/8242GK1485897SQ03127848
公開日2004年3月31日 申請(qǐng)日期2003年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月12日
發(fā)明者樸濟(jì)民 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社