專利名稱：在開口中形成導(dǎo)電材料的方法和與其相關(guān)的結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及集成電路的制造。更具體而言，本發(fā)明涉及在開口，例如用于形成箱式電容器的外殼、接觸孔等中形成導(dǎo)電材料。
背景技術(shù)：
在集成電路的制造中，使用例如導(dǎo)電層和絕緣層的各種層。例如，在半導(dǎo)體器件如動態(tài)隨機(jī)存取存儲器(DRAMs)的形成中，絕緣層用來電分離導(dǎo)電層，例如摻雜的多晶硅、鋁、金屬硅化物等等。往往要求導(dǎo)電層通過絕緣層上的孔或開口相互連接。例如當(dāng)孔貫穿絕緣層到達(dá)有源器件區(qū)域時，該孔通常被稱為接觸孔，或該孔貫穿位于兩個導(dǎo)電層之間的絕緣層時，該孔通常被稱為通道。當(dāng)接觸孔或通道提供或填充一種或多種導(dǎo)電材料，例如導(dǎo)電阻擋層時，開口的外形特別重要以實(shí)現(xiàn)其特殊特性。
當(dāng)提供半導(dǎo)體器件如DRAMs中使用的特定存儲單元電容器時，導(dǎo)電材料也形成在開口中。存儲容量和大小是存儲單元的重要特征。通常，存儲單元電容器由插在兩個導(dǎo)電電極之間的介電材料形成。一層或多層不同導(dǎo)電材料可用作電極材料。例如一種或多種VIII族金屬，例如銠或鉑可用作電極材料。
許多存儲單元電容器通過處理具有高長寬比的開口形成。例如，箱式電容器公開在Fazan等題為“Capacitor Compatible With HighDielectric Constant Materials Having Two IndependentInsulative Layers and the Method for Forming Same”的美國專利US 5,392,189(1995年2月21日公布)，以及Dennison等題為“Optimized Container Stacked Capacitor DRAM Cell UtilizingSacrificial Oxide Deposition and Chemical MechanicalPolishing”的美國專利US 5,270,241(1993年12月4日公布)中。在這些參考文獻(xiàn)中公開了形成箱式單元電容器結(jié)構(gòu)的方法，其通常包括在已有外形上形成絕緣層，然后蝕刻開口進(jìn)入絕緣層以達(dá)到底層外形，例如對于單元電容器，底層外形可以包括導(dǎo)電區(qū)域(例如導(dǎo)電插頭)。然后，用于形成單元電容器底電極的導(dǎo)電層(例如多晶硅)形成在開口內(nèi)，例如形成在開口的底面和側(cè)壁，也形成在限定開口的絕緣層的上表面上。在參考文獻(xiàn)中所述的一個說明性方法中，氧化物材料層以足以完全填充多晶硅襯料的開口的厚度形成在多晶硅上。然后，優(yōu)選通過化學(xué)機(jī)械平面化(CMP)除去氧化材料，直至到達(dá)多晶硅，所述化學(xué)機(jī)械平面化有選擇性地在多晶硅的上部裸露區(qū)域停止。然后，除去多晶硅的上部以分離相鄰的多晶硅結(jié)構(gòu)，由此形成單獨(dú)的外殼(例如，襯有多晶硅并填充氧化物材料的接觸開口)和這些外殼間裸露的絕緣材料。然后，氧化物材料還填充在開口上除去多晶硅的部分，使襯有多晶硅底電極的開口用于形成箱式單元電容器。
存儲容量和大小是存儲單元的重要特征。保持器件的存儲容量并降低其大小的一個方法是增加該存儲單元電容器介質(zhì)層的介電常數(shù)。因此，應(yīng)用中優(yōu)選使用高介電常數(shù)的材料插在兩個電極之間。如鉑、銠、銥、釕和鋨的VIII族金屬，有時也稱為貴金屬，為這種高介電常數(shù)電容器理想的電極材料。因此，理想地是在如上所述的開口中形成VIII族金屬或其合金。
然而，VIII族金屬例如鉑，或鉑基合金例如鉑-銠，不易于平面化。例如，與VIII族金屬使用相關(guān)的說明性平面化問題如

圖1A所示。圖1A表示包括較低部分11和形成于其上的絕緣層12的基底組件10。開口15限定在基底組件10的較低部分11上的絕緣層12中。為了形成箱式電容器結(jié)構(gòu)的低電極或底電極，VIII族金屬例如鉑層13形成在絕緣層上并作為開口15的襯料。光刻膠層14形成在VIII族金屬層13上以完全填充開口15。在平面化時，層14的上部與開口15外部的VIII族金屬部分13一起除去，得到非沖擊(non-dashed)的襯料17。然而問題在于，VIII族金屬如鉑在開口15的上部發(fā)生變形。如附圖1A所示，平面化期間鉑材料被擠進(jìn)容器開口15的中部，如投影16表示。這種外殼開口15中鉑層的變形產(chǎn)生不希望的外形，并由此難于從開口15內(nèi)部除去光刻膠14。并且，鉑材料可能沾污(smeared)整個容器，使其難以形成箱式電容器。
如附圖1B所示，表示的是VIII族金屬層的使用方法，其中金屬層23不進(jìn)行拋光而是進(jìn)行蝕刻。例如如附圖1B所示，基底組件20包括較低部分21，其具有形成于其上的絕緣層22。開口25限定在絕緣層22上，VIII族金屬層23形成在絕緣層22并保形地(conformally)涂襯開口25。此后，光刻膠材料24形成在該結(jié)構(gòu)上面和開口25里面。然而，與將光刻膠材料24和金屬層23平面化直到絕緣層22的上表面相反，平面化僅僅用于除去光刻膠材料直到金屬層23的上表面。此后，用蝕刻以除去VIII族金屬層23，例如鉑層。然而，在濕蝕刻鉑材料23回到絕緣層22時，光刻膠材料24從鉑導(dǎo)電層23上除去導(dǎo)致令人不希望地除去了部分鉑，如附圖1B中令人不希望的被蝕刻區(qū)域26所示。
如上所述，平面化問題無疑存在于在開口內(nèi)形成VIII族金屬層，例如形成箱式單元電容器結(jié)構(gòu)的底電極。當(dāng)在開口內(nèi)形成導(dǎo)電層用于其它應(yīng)用時，例如觸點(diǎn)應(yīng)用(contact applications)、通道結(jié)構(gòu)(viastructures)等等，這些問題也是存在的。
發(fā)明概述為了克服如上所述的問題，例如與VIII族金屬平面化有關(guān)的問題，各種方法和結(jié)構(gòu)提供在以下的詳細(xì)說明中。許多方法使用支撐層以輔助平面化處理，或使用VIII族金屬材料做為平面化處理的蝕刻終止或終點(diǎn)，進(jìn)行隨后的蝕刻步驟以除去各個處理中形成的VIII族金屬材料的多余部分。
根據(jù)本發(fā)明在開口中提供導(dǎo)電材料的方法包括，提供具有至少一個表面的基底組件，并提供限定于基底組件表面的開口。開口通過至少一個表面限定。至少一種導(dǎo)電材料(例如至少一種VIII族金屬，如鉑和銠)形成在開口內(nèi)限定該開口的至少一個表面上，并且形成在基底組件表面的至少一部分上。支撐膜(例如氧化物材料)形成在導(dǎo)電材料上，填充材料(例如光刻膠材料)形成在支撐膜的至少一部分上。所述填充材料至少填充開口。然后，至少開口外面的填充材料通過平面化除去。然后除去開口外部的支撐膜、開口外部至少一種導(dǎo)電材料、開口內(nèi)部的填充材料和開口內(nèi)部的支撐膜。
在該方法的一個實(shí)施方案中，還通過平面化除去開口外部的支撐膜和開口外部的導(dǎo)電材料，以至少達(dá)到基底組件的表面。
在該方法的另一個實(shí)施方案中，還通過平面化除去開口外部的支撐膜，并通過濕蝕刻和/或干蝕刻除去開口外部的導(dǎo)電材料，以至少達(dá)到基底組件的表面。
在該方法的另一個實(shí)施方案中，通過干蝕刻除去開口外部的支撐膜，并通過濕蝕刻和/或干蝕刻除去開口外部的導(dǎo)電材料，以至少達(dá)到基底組件的表面。
在該方法的另一個實(shí)施方案中，通過濕蝕刻除去開口外部的支撐膜，并通過濕蝕刻和/或干蝕刻除去開口外部的導(dǎo)電材料，以至少達(dá)到基底組件的表面。
根據(jù)本發(fā)明在開口中提供導(dǎo)電材料的另一方法包括，提供具有至少一個表面的基底組件，并提供限定于基底組件表面的開口。開口通過至少一個表面限定。至少一種導(dǎo)電材料形成在開口內(nèi)部限定該開口的至少一個表面上，并形成在基底組件表面的至少一部分上。至少一種支撐材料形成在至少一種導(dǎo)電材料上，并且開口外部的至少一種支撐材料和至少一種導(dǎo)電材料通過平面化除去，以至少達(dá)到基底組件的表面。然后，除去開口內(nèi)部的支撐材料。
在該方法的一個實(shí)施方案中，支撐材料的形成包括在至少一種導(dǎo)電材料上形成支撐膜和在支撐膜的至少一部分上形成填充材料。所述填充材料至少填充開口。并且，至少開口外部的填充材料、開口外部的支撐膜和開口外部的至少一種導(dǎo)電材料被平面化，以至少達(dá)到基底組件的表面。
根據(jù)本發(fā)明在開口中提供導(dǎo)電材料的另一方法，所述方法包括提供具有至少一個表面的基底組件，并提供限定于基底組件表面的開口。開口通過至少一個表面限定。至少一種導(dǎo)電材料形成在開口內(nèi)部限定該開口的至少一個表面上，并形成在基底組件表面的至少一部分上。至少一種支撐材料形成在至少一種導(dǎo)電材料上。至少開口外部的支撐材料通過平面化除去，以達(dá)到所述至少一種導(dǎo)電材料。然后，除去開口外部的至少一種導(dǎo)電材料和開口內(nèi)部的支撐材料。
在該方法的一個實(shí)施方案中，支撐材料的形成包括在至少一種導(dǎo)電材料上形成支撐膜。開口外部的支撐膜被平面化，以達(dá)到所述至少一種導(dǎo)電材料。并且，通過濕蝕刻和/或干蝕刻除去開口外部的至少一種導(dǎo)電材料，以至少達(dá)到基底組件的表面。
在該方法的另一實(shí)施方案中，支撐材料至少填充開口，并通過濕蝕刻和/或干蝕刻除去開口外部的至少一種導(dǎo)電材料，以至少達(dá)到基底組件的表面。
根據(jù)本發(fā)明公開了在開口中提供導(dǎo)電材料的另一方法。所述方法包括提供具有至少一個上表面的基底組件，并提供由基底組件上表面限定的開口。開口通過至少一個表面限定。至少一種導(dǎo)電材料、支撐膜和填充材料的疊層形成在開口內(nèi)部，并形成在上表面的至少一部分上。開口完全被疊層填充。至少除去開口外部的填充材料，然后除去開口外部的支撐膜、開口外部的導(dǎo)電材料、開口內(nèi)部的填充材料和開口內(nèi)部的支撐膜。
在該方法的一個實(shí)施方案中，通過平面化除去開口外部的支撐膜和至少一種導(dǎo)電材料，以至少達(dá)到基底組件的表面。
在另一實(shí)施方案中，通過平面化除去開口外部的支撐膜，并通過濕蝕刻和/或干蝕刻除去開口外部的至少一種導(dǎo)電材料，以至少達(dá)到基底組件的上表面。
此外，在另一實(shí)施方案中，通過干蝕刻除去開口外部的支撐膜，并且使用濕蝕刻和/或干蝕刻除去開口外部的至少一種導(dǎo)電材料，以至少達(dá)到基底組件的上表面。
此外，在另一實(shí)施方案中，支撐膜被濕蝕刻，此外使用濕蝕刻和/或干蝕刻除去開口外部的至少一種導(dǎo)電材料，以至少達(dá)到基底組件的上表面。
在如上所述方法的多個實(shí)施方案中，使用濕蝕刻和/或干蝕刻除去開口內(nèi)的填充材料，填充材料由在通過濕蝕刻和/或干蝕刻除去填充材料期間，除去速率比基底組件表面材料除去速率更快的材料形成，通過濕蝕刻和/或干蝕刻除去開口內(nèi)的支撐膜，和/或支撐膜由在通過濕蝕刻和/或干蝕刻除去支撐膜期間，除去速率比基底組件表面材料除去速率更快的材料形成。
如上所述的方法可以用來在限定開口的底面和至少一個側(cè)壁上形成第一電極。然后，電介質(zhì)材料可以設(shè)置在第一電極的至少一部分上，并且第二電極設(shè)置在電介質(zhì)材料的至少一部分上。
根據(jù)本發(fā)明的用于在開口中提供導(dǎo)電材料的結(jié)構(gòu)包括基底組件(例如表面具有絕緣材料的組件)，所述基底組件包括由其上表面限定的開口。開口通過至少一個表面限定。至少一種導(dǎo)電材料(例如VIII族金屬，如鉑和/或金屬銠)形成在限定該開口的至少一個表面和基底組件上表面的至少一部分上。支撐膜(例如氧化物材料)形成在至少一種導(dǎo)電材料上，填充材料(例如光刻膠材料)形成在支撐膜的至少一部分上。所述填充材料至少填充開口。
在該結(jié)構(gòu)的一個實(shí)施方案中，支撐膜由當(dāng)進(jìn)行預(yù)定蝕刻時，除去速率比基底組件上表面材料除去速率更快的材料形成。
在該結(jié)構(gòu)的另一實(shí)施方案中，填充材料由當(dāng)進(jìn)行預(yù)定蝕刻處理時，除去速率比基底組件上表面材料除去速率更快的材料形成。
在另一實(shí)施方案中，導(dǎo)電材料僅僅在開口內(nèi)形成在限定該開口的底面和至少一個側(cè)壁上，支撐膜僅僅在開口內(nèi)形成在至少一種導(dǎo)電材料上，并且填充材料僅僅在開口內(nèi)形成。
本發(fā)明的上述簡要說明并不意圖公開實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的每個實(shí)施方案。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)以及更完全的理解根據(jù)以下詳細(xì)說明和權(quán)利要求并參考附圖將更加明顯和易于理解。
附圖簡述閱讀下列說明性實(shí)施方案的簡要說明并參考如下附圖，將更好的理解本發(fā)明。
圖1A和圖1B表示與在箱式單元電容器結(jié)構(gòu)中作為底電極的VIII族金屬形成有關(guān)的平面化問題。
圖2A-2E表示根據(jù)本發(fā)明在開口中形成導(dǎo)電材料例如鉑的說明性方法。
圖3表示如圖2A-2E所述方法中在某一特定點(diǎn)處多個開口的頂視圖。
圖4A-4B表示根據(jù)本發(fā)明在開口中形成導(dǎo)電材料例如鉑的備選實(shí)施方案。
圖5A-5C表示根據(jù)本發(fā)明在開口中形成導(dǎo)電材料的另一備選方法。
圖6A-6D表示根據(jù)本發(fā)明在開口中形成導(dǎo)電材料的另一備選方法。
圖7A-7D另外表示根據(jù)本發(fā)明在開口中形成導(dǎo)電材料的另一備選的說明性實(shí)施方案。
圖8A-8B表示根據(jù)本發(fā)明公開的方法在觸點(diǎn)應(yīng)用中的使用。
圖9A-9B表示根據(jù)本發(fā)明公開的方法在箱式存儲單元電容器應(yīng)用中的使用。
實(shí)施方案的詳細(xì)說明根據(jù)本發(fā)明的各種備選方法和結(jié)構(gòu)將參考附圖2-7大體進(jìn)行說明。然后，使用本發(fā)明一個或多個方法的應(yīng)用的實(shí)施方案和實(shí)例將參考圖8A-8B和9A-9B進(jìn)行說明。顯然，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說附圖中的刻度并不表示所述各個元件的精確尺寸。
圖2A-2E表示根據(jù)本發(fā)明在基底組件30中限定的開口34內(nèi)形成導(dǎo)電材料44的保形層的方法，例如鉑層或鉑基合金層，如鉑-銠。如圖2A所示，基底組件30包括第一部分31和第二部分32，優(yōu)選由絕緣材料構(gòu)成。第二部分32形成在第一部分31上，并且包括由第一部分31的底面36和第二部分32的一個或多個側(cè)壁40限定的開口34。底面31通常優(yōu)選為水平面，由此處伸出一個或多個側(cè)壁40。如圖2A所示，一個或多個側(cè)壁40可以基本上與水平底面36成直角，或可以為形成第二部分32中預(yù)定開口34的任何其它預(yù)定角度或形狀。在如圖2A所示的特定說明性實(shí)施方案中，第二部分32另外包括上表面38，例如通常水平且與底面36平行。一個或多個側(cè)壁40和第二部分32通常水平的上表面38共有一個側(cè)邊或轉(zhuǎn)角33。例如，上表面38可為在蝕刻之前形成的平面化表面，或上部32中開口34的限定。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到，限定的開口34可以具有任何形狀，并且本發(fā)明有利于在一個或多個表面限定的所有開口中形成保形材料襯料。
本申請中，“基底組件”指的是半導(dǎo)體基底，例如底部半導(dǎo)體層，例如晶片中硅材料的最低層，或沉積于其它材料上的硅層如藍(lán)寶石上的硅，或具有形成于其上或形成于其中的區(qū)域上的一個或多個層或結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體基底。當(dāng)在下文中提到基底組件時，可以使用各種工序預(yù)先形成或限定區(qū)域、接點(diǎn)、各種結(jié)構(gòu)、或特征和開口，例如晶體管、有效面積、擴(kuò)散、插入?yún)^(qū)域、通道、接觸開口、高長寬比開口等等。
例如，基底組件30可為這樣一種結(jié)構(gòu)，電容器形成于其上，該基底組件30的第二部分，為如氧化層的絕緣層，如二氧化硅、BPSG、PSG等等。因而，通過一個或多個表面，如底面36和側(cè)壁40限定于基底組件30的開口34由這樣的表面限定，例如如圖9A-9B所示，所述表面上形成有存儲單元電容器，例如箱式電容器的底電極。
并且，例如，基底組件30的第一部分31可以包括源和/或漏區(qū)，其中一個觸點(diǎn)將穿過絕緣層32。因而，由底面36和一個或多個側(cè)壁40限定的開口34可以為連接一個區(qū)域的觸點(diǎn)開口，以使用根據(jù)本發(fā)明沉積的一種或多種導(dǎo)電材料相互連接，例如如附圖8A-8B所示。
并且，例如，基底組件30可以包括其中形成導(dǎo)電層的任何開口或結(jié)構(gòu)。例如，該結(jié)構(gòu)可以包括梯狀特征如隔離溝，或其它要求保形層或襯墊的特征。根據(jù)本發(fā)明的方法可以用于任何需要形成這種導(dǎo)電材料的應(yīng)用，例如導(dǎo)電材料的保形層，優(yōu)選一種或多種VIII族金屬，如鉑或其合金。然而，本發(fā)明尤其有利于在特征表面提供保形外罩層，例如，底面和一個或多個側(cè)壁表面；限定小的高長寬比的開口例如通過氧化物絕緣層到達(dá)下層材料的接觸孔或通道、溝槽、用于形成單元電極的開口，等等。因而本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到，此處公開的方法可以用來在開口內(nèi)的任何表面上形成任何導(dǎo)電材料，然而優(yōu)選形成包括一種或多種VIII族金屬的導(dǎo)電材料。
正如此處所公開的那樣，小的高長寬比的開口具有小于約1微米的特征尺寸或臨界尺寸(例如開口的直徑或?qū)挾刃∮诩s1微米)。并且，這種小的高長寬比的開口具有大于約1的長寬比。這種臨界尺寸和長寬比適用于接觸孔、通道、溝槽和任何其它形狀開口。例如，開口寬1微米、深3微米的溝槽的長寬比為3。
此處使用的“平面化”通常指的是在晶片表面材料的機(jī)械除去，例如在典型的晶片制造工藝中使用的變平和拋光處理。例如，這種平面化可以包括化學(xué)機(jī)械拋光、化學(xué)機(jī)械平面化，使用拋光墊和研磨漿液的平面化、使用固定研磨墊的平面化、使用與研磨漿液和/或其它流體組合物結(jié)合的固定研磨墊的平面化，或任何其它機(jī)械表面材料除去方法，以在晶片制造工藝中提供變平的晶片表面。本發(fā)明并不局限于任何特定的平面化設(shè)備。并且可以使用多個平面化工藝步驟，例如幾個時段的重復(fù)平面化、清洗步驟等等。
此處使用的“干蝕刻”指的是在晶片制造中使用等離子體除去材料的任何處理。因此，例如，此處使用的干刻蝕不僅僅包括使用等離子體激勵的活性氣體通過材料的揮發(fā)除去材料，而且包括濺射蝕刻或離子蝕刻，例如由等離子體激勵氬氣以物理濺射并從表面除去材料。并且，此處使用的“濕蝕刻”指的是通過液相組合物除去或蝕刻材料的任何方法，例如通過暴露于液相組合物如浸泡來除去材料。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到，各種干蝕刻和濕蝕刻均為已知的，并且本發(fā)明意圖使用各種類型的這種處理以達(dá)到此處另外公開的預(yù)期結(jié)果；這種處理尤其依賴于需要除去的材料。
雖然本發(fā)明針對在開口內(nèi)形成任何導(dǎo)電材料來進(jìn)行大體說明，但本發(fā)明尤其有利于形成包括一種或多種VIII族金屬的導(dǎo)電材料。換言之，此處公開的方法適于形成如下材料，其中所述材料包括一種或多種VIII族金屬，例如金屬或金屬合金。更優(yōu)選的是，本發(fā)明尤其適于VIII族金屬，包括鉑、鈀、釕、銥、鋨和銠，及其任何金屬合金，例如鉑-銠。
并且，根據(jù)圖2A-2E，另外公開了在基底組件30限定的開口34中形成導(dǎo)電材料的一種說明性方法。如圖2B所示，導(dǎo)電材料44如一個或多個導(dǎo)電層，保形地形成在限定開口34的表面和上部32，例如絕緣層32的上表面38上。換言之，例如，包括一種或多種VIII族金屬，如鉑層或鉑基合金層(例如鉑-銠)的導(dǎo)電材料形成在限定開口34的底面36和一個或多個側(cè)壁40上，并且也形成在部分32的上表面38上。導(dǎo)電材料44可以通過任何適當(dāng)方法形成，例如濺射或化學(xué)汽相淀積(CVD)。此處公開的形成或沉積材料的方法不應(yīng)視為對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，因?yàn)榭梢允褂萌魏涡纬蓪?dǎo)電材料以及任何此處公開的其它層的適用技術(shù)。優(yōu)選，導(dǎo)電材料44形成約50-400的側(cè)壁厚度。而且，導(dǎo)電材料44可以通過多于一層的形成提供。
所述導(dǎo)電材料例如一個或多個導(dǎo)電層44形成后，在其表面形成支撐膜46。支撐膜46優(yōu)選為氧化物材料。支撐膜46更優(yōu)選由例如在濕蝕刻時，除去速率比形成基底組件30的上部32的材料的除去速率更快的材料形成。例如，上部32可以由BPSG或壓實(shí)BPSG形成。這種材料可以在QE-11蝕刻組合物中以約53埃()每分鐘的速率蝕刻(購自O(shè)lin Hunt、商標(biāo)為QE-11的濕凈溶液(wet clean solution)(40重量％的NH4F和1.2重量％-1.3重量％的H3PO4))。而且，例如可以使用BOE(緩沖氧化蝕刻)組合物，其為用NH4F緩沖的HF稀溶液，例如可以使用20∶1的BOE組合物(20份454g NH4F在680ml水中的溶液和1份48％的HF)以250每分鐘的速率蝕刻這種材料。支撐膜46優(yōu)選由蝕刻速率至少為形成上部32(其中限定開口34)材料的蝕刻速率1.5倍的材料形成。例如，支撐膜46可以由低硅烷氧化物(LSO)形成，其在QE-11蝕刻組合物中以約80每分鐘的速率蝕刻，并且在20∶1的BOE組合物中以約690每分鐘的速率蝕刻。然而，LSO與壓實(shí)BPSG的蝕刻速率比選定為大于1.5。其它材料，例如PSG、TEOS、臭氧增強(qiáng)的TEOS、旋涂玻璃(SOG)、氮化硅(例如PECVD沉積的氮化硅)和氮氧化硅也可以形成合適的支撐膜46，當(dāng)其進(jìn)行預(yù)定蝕刻方法時，其以比通常用于上部32(其中限定開口34)的材料更快的速率蝕刻。
可以使用任何形成支撐膜46的方法。并且支撐膜可以包括一個或多個材料或?qū)?。然而，支撐?6優(yōu)選為單層氧化物材料。本發(fā)明不限于任何此處公開的形成支撐膜46，或其它層或材料的特定方法。支撐膜46優(yōu)選形成約50-約500的側(cè)壁厚度。
形成支撐膜46后，填充材料48提供在開口34內(nèi)覆蓋支撐膜46，以完全填充開口34。填充材料還可以形成在開口34外部覆蓋在上表面38上的支撐膜46。填充材料48由任何易于除去和/或平面化的材料形成。例如，填充材料可以為氧化物材料、氮化物材料、多晶硅材料或光刻膠材料。填充材料48優(yōu)選為光刻膠材料。
在包括導(dǎo)電材料44、支撐膜46和填充材料48的疊層材料形成在基底組件30上并完全填充限定于基底組件30中的開口34后，進(jìn)行平面化處理以除去開口34外部的填充材料48、支撐膜46和導(dǎo)電材料44。換言之，使用平面化處理來除去這些材料，以至少達(dá)到基底組件30上部32的上表面38。不得不承認(rèn)，也可能除去少量上表面38材料。
支撐膜46和填充材料48在某種程度上為在下面的導(dǎo)電材料44提供支撐，這樣在平面化期間能夠防止導(dǎo)電材料44被壓進(jìn)開口34的中間。這與如圖1A所示的現(xiàn)有技術(shù)不同。多個開口34的頂視圖如圖3所示。多個開口34填充有包括導(dǎo)電材料44、支撐膜46和填充材料48的疊層材料。除了防止導(dǎo)電材料如鉑沾污開口34，平面化處理期間提供的結(jié)構(gòu)也能在平面化處理期間提供開口到開口的支撐。換言之，這種結(jié)構(gòu)在區(qū)域50為外殼之間提供支撐，以有助于提供適當(dāng)?shù)钠矫婊幚恚钡降竭_(dá)基底組件30上部32的上表面38。例如，當(dāng)形成箱式電極結(jié)構(gòu)時，這種疊層材料并且尤其是支撐膜46為平面化處理提供外殼到外殼的支撐，以實(shí)現(xiàn)理想的平面化，直到到達(dá)表面38。
平面化處理完成后，所得結(jié)構(gòu)如圖2C所示。所得結(jié)構(gòu)包括導(dǎo)電材料44作襯的由底面36和一個或多個側(cè)壁40限定的開口34、保形地在開口34內(nèi)在導(dǎo)電材料44上形成的支撐膜46，和完全填充開口34的填充材料48。
此后如圖2D所示，除去開口34內(nèi)的填充材料48。根據(jù)本發(fā)明，可以使用除去填充材料48的任何方法。優(yōu)選使用濕蝕刻和/或干蝕刻處理來除去填充材料48。例如，如果填充材料48為光刻膠，光刻膠可以通過氧燒蝕除去，或通過其它適用技術(shù)除去，例如濃縮顯像劑組合物或濕臭氧脫模。填充材料48優(yōu)選由當(dāng)進(jìn)行濕蝕刻或干蝕刻以從開口34內(nèi)部除去填充材料48時，除去速率比上部32的表面38的材料除去速率更快的材料形成。
填充材料48除去后，然后除去支撐膜46產(chǎn)生如圖2E所示的結(jié)果，例如，一個或多個導(dǎo)電層44保形地在基底組件30上部32中限定開口34的表面上形成。支撐膜46可以通過任何方法除去，例如干蝕刻或濕蝕刻，其根據(jù)形成上部32的材料來選擇。雖然某些形成上部32的材料的除去可以取決于要達(dá)到的預(yù)定結(jié)構(gòu)，但除去方法優(yōu)選以超過形成上部32的材料的除去速率的速率除去支撐膜46。更優(yōu)選支撐膜以形成上部32的材料的除去速率的至少1.5倍的速率除去。優(yōu)選實(shí)現(xiàn)上部32的材料損失最小，同時充分除去支撐膜46。例如，LSO可以使用QE-11蝕刻組合物或20∶1的BOE蝕刻組合物除去。同樣，如果支撐膜46為PSG薄膜，這種薄膜也可以使用20∶1的BOE組合物而適當(dāng)?shù)爻ァ?br> 如圖2E所示，雖然使用的導(dǎo)電材料包括一種或多種難以平面化的VIII族金屬，但所得導(dǎo)電材料44使用如上所述的平面化處理在開口34內(nèi)部自對準(zhǔn)。這種使用一種或多種VIII族金屬在開口34內(nèi)形成保形襯料的方法，基本上消除了本文在前面參考圖1A和1B所述的問題。
應(yīng)當(dāng)承認(rèn)，導(dǎo)電材料44可以包括形成于其它材料如鉑或鉑基合金之下的阻擋層或粘附層。因而，雖然本發(fā)明被認(rèn)為對VIII族金屬形成的導(dǎo)電層尤其有利，但當(dāng)保形地形成于開口34內(nèi)的一個或多個導(dǎo)電層中的任何一層由VIII族金屬形成時，本發(fā)明尤其有益。例如，氮化鈦、氮化鎢、氮化鉭、鉭硅氮化物或鈦硅氮化物可以形成擴(kuò)散阻擋層或粘附層。
圖4A-4B表示用導(dǎo)電材料涂襯開口的方法的一個備選說明性實(shí)施方案。如圖4A所示，基底組件70包括第一部分71和形成于其上的第二部分72。開口77通過底面76和一個或多個側(cè)壁80限定在上部72中。在此限定開口77的表面上形成導(dǎo)電材料的方法中，與平面化疊層材料直到上部72的上表面73相反，平面化停止在導(dǎo)電材料74的上表面75。
在此說明性方法中，疊層材料基本上與圖2B中所示的相同。例如，所述疊層包括導(dǎo)電材料74、支撐膜76和填充材料78。由于難以平面化某些VIII族金屬，例如鉑，這些特定的備選實(shí)施方案使用VIII族金屬作為平面化終止或終點(diǎn)。換言之，所述疊層被平面化直到導(dǎo)電材料74的上表面75。圖4A表示停止在導(dǎo)電材料74的上表面75的平面化處理完成時的所得結(jié)構(gòu)。因而，所得結(jié)構(gòu)包括基底組件70第二部分72的上表面73上的導(dǎo)電材料，以及保形地涂襯在底面76和一個或多個側(cè)壁80限定的開口77的導(dǎo)電材料。并且，進(jìn)行平面化后的所得結(jié)構(gòu)包括形成于開口77內(nèi)導(dǎo)電材料74上的支撐膜76和開口77內(nèi)的填充材料78。
平面化后，除去開口77外的導(dǎo)電材料74，如鉑或其合金。換言之，除去形成在基底組件70第二部分72的上表面73上的導(dǎo)電材料74。
開口77外的導(dǎo)電材料74的除去可以通過濕蝕刻和/或干蝕刻進(jìn)行。例如，鉑可以使用王水溶液除去，王水通常為3∶1的鹽酸∶硝酸溶液。在這種情況下，開口77內(nèi)的鉑由支撐膜76，例如PSG、LSO等等保護(hù)。并且，例如這種鉑材料可以由適當(dāng)?shù)母晌g刻方法除去，例如氬氣和Cl2等離子體或等離子體激勵的氬氣濺射除去鉑。
除去開口77外的導(dǎo)電材料74后，所得結(jié)構(gòu)如圖4B所示。圖4B中所示的所得結(jié)構(gòu)與圖2C中所示結(jié)構(gòu)相似，并且填充材料78和支撐膜76可以以參照圖2A-2E進(jìn)行描述時所示類似的方式除去。因而與圖2E所示類似，在開口77中形成自對準(zhǔn)的導(dǎo)電材料。
在開口中形成導(dǎo)電材料的方法的另一個說明性備選實(shí)施方案如圖5A-5C所示。圖5A表示進(jìn)行根據(jù)本發(fā)明的平面化后的所得結(jié)構(gòu)。在這種平面化之前，初始結(jié)構(gòu)基本上與圖2B所示結(jié)構(gòu)相似。初始結(jié)構(gòu)包括基底組件100的第二部分102中限定的開口117。基底組件100包括第一部分101和形成于其上的第二部分102。如前面所公開的那樣，第二部分102優(yōu)選為絕緣材料，開口117通過一個或多個包括底面106和一個或多個側(cè)壁110的表面限定于其中。然后形成疊層材料。所述疊層包括導(dǎo)電材料114，其形成在開口117內(nèi)限定了開口117的表面上，包括底面106和一個或多個側(cè)壁110，并且其也形成在第二部分102的上表面108上。疊層材料另外包括以與圖2B所示基本上相同的方式形成于導(dǎo)電材料114上的支撐膜116，和形成于其上的填充材料118。然而如圖5A所示，平面化處理停止在支撐膜116的上表面109。這與如圖4A-4B所示和參考圖4A-4B所述的在導(dǎo)電材料74上停止平面化處理相反，并且與如圖2A-2E所示和參考圖2A-2E所述的在第二部分32的上表面38上停止平面化處理相反。
平面化處理在支撐膜116的上表面109上停止或以其作為終點(diǎn)，使用濕蝕刻和/或干蝕刻來除去支撐膜116在開口117外的部分。例如，如果支撐膜由例如PSG的氧化物材料形成，則可以使用BOE濕蝕刻來除去支撐膜116在開口117外面的部分。另外，例如，可以使用例如C2F6、CHF3或CF4蝕刻的干蝕刻來除去氧化物支撐膜。
進(jìn)行這種濕蝕刻和/或干蝕刻除去開口117外的支撐膜116后，所得結(jié)構(gòu)如圖5B所示。開口117外的支撐膜116除去后，可以使用濕蝕刻和/或干蝕刻來除去開口117外的導(dǎo)電材料114。換言之，例如，如果導(dǎo)電材料為鉑，則可以使用例如王水蝕刻的濕蝕刻來除去鉑，直到到達(dá)基底組件100第二部分102的上表面108。而且，例如，使用氬等離子體的干蝕刻可以用來濺射除去鉑。
對于例如鉑或鉑基合金的導(dǎo)電材料114，其開口117外的部分除去后，所得結(jié)構(gòu)如圖5C所示。所述結(jié)構(gòu)與如圖2C所示相似，并且在以與參考附圖2A-2E所述的類似方式除去填充材料118和支撐材料116之后，得到具有與如圖2E所示類似的形成于開口117內(nèi)的導(dǎo)電襯料的所得結(jié)構(gòu)。
在開口內(nèi)形成導(dǎo)電材料的方法的另一備選說明性實(shí)施方案中，與參考附圖4A-4B所述類似的方法如圖6A-6D所示并參考圖6A-6D說明。這些實(shí)施方案的主要差別在于在附圖6A-6D中，不使用填充材料而是僅僅使用支撐材料146來實(shí)現(xiàn)必要的支撐和保護(hù)，以在開口145內(nèi)提供自對準(zhǔn)的導(dǎo)電材料。
如圖6A所示，基底組件130包括第一部分131和第二部分132，例如絕緣部分。第二部分132具有限定于其中的開口145。開口145通過一個或多個包括底面136和一個或多個側(cè)壁140的表面限定。疊層材料，例如層，形成在具有限定于其中的開口145的基底組件130上。疊層材料包括一個或多個導(dǎo)電層144，其形成在限定開口的底面136和一個或多個的側(cè)壁140上，并另外形成于基底組件130第二部分132的上表面138上。如參考圖2A-2E所述，支撐膜146形成在一個或多個導(dǎo)電層144上。
如圖6A所示，當(dāng)在基底組件130上形成疊層時，使用平面化處理以除去開口145外面的支撐膜146。換句話說，支撐膜146被除去，直到到達(dá)開口145外部的一個或多個導(dǎo)電層144的上表面149。這種平面化處理的所得結(jié)構(gòu)如圖6B所示。
此后，使用濕蝕刻和/或干蝕刻來除去一個或多個導(dǎo)電層144于開口144外部的部分，所得結(jié)構(gòu)如圖6C所示。例如，如此處前面所公開的那樣，可以用濕蝕刻組合物如王水來除去鉑層。此后，如圖6C所示的支撐膜146可以以參考附圖2A-2E所述相似的方式除去，得到如圖6D所示的結(jié)構(gòu)。
必須承認(rèn)，平面化處理也可以以例如如參考圖2A-2E所述的方式，使用上表面138作為終點(diǎn)。然而，與附圖2A-2E不同的是，沒有形成或除去填充材料，并且平面化的支撐僅僅由支撐膜146提供。
并且如圖6D所示，一個或多個導(dǎo)電層144可以用作箱式單元電容器的低電極。然后，電介質(zhì)材料150可以相對于低電極的至少一部分來形成，并且第二電極154形成在電介質(zhì)材料150的至少一部分上。這種電容器結(jié)構(gòu)的應(yīng)用將參考附圖9A-9B進(jìn)一步說明。
在開口內(nèi)形成導(dǎo)電材料的方法的最后的備選說明性實(shí)施方案如圖7A-7D所示。與附圖6A-6D中的實(shí)施方案(其中僅僅支撐膜146形成而沒有完全填充開口145)相反，在此特定的說明性實(shí)施方案中，形成單一類型的材料，其完全填充基底組件170中所限定的開口175。
如圖7A所示，基底組件170包括第一部分171和第二部分172，例如絕緣部分。第二部分172包括限定于第二部分172中的開口175，開口175通過一個或多個包括例如底面176和一個或多個側(cè)壁180的表面限定。例如如參考圖2A-2E所述的，導(dǎo)電材料184形成于限定開口175的一個或多個表面上，并形成于第二部分172的上表面178上。此后，支撐材料190形成在一個或多個導(dǎo)電層184上，并完全填充開口175。支撐材料優(yōu)選也形成在導(dǎo)電材料184的上表面185上。
在此特定的實(shí)施方案中，支撐材料190可以為氧化物材料、氮化物材料(例如氮化硅)、多晶硅材料、旋涂玻璃(SOG)或光刻膠材料中的一種或多種。材料優(yōu)選為光刻膠，以提供如下進(jìn)一步所述的足夠的支撐和保護(hù)。
形成支撐材料190后，使用平面化處理來除去支撐材料位于開口175外部的部分，直到到達(dá)導(dǎo)電材料184。換句話說，例如，如果導(dǎo)電材料為鉑層或鉑基合金層，則平面化處理停止在鉑或鉑基合金層的上表面185。因而，鉑層作為平面化處理(其中其它材料，例如氧化物被除去)終點(diǎn)的有益特征用作本發(fā)明的形成方法的益處。進(jìn)行平面化處理后所得結(jié)構(gòu)如圖7B所示。所得結(jié)構(gòu)包括仍然存在于第二部分172上表面178上、并涂襯開口175的導(dǎo)電材料184?，F(xiàn)在，支撐材料190僅僅存在于開口175中。
此后如圖7C所示，除去開口175外部的導(dǎo)電材料184。這種開口175外部的導(dǎo)電材料的除去可以使用濕蝕刻和/或干蝕刻進(jìn)行。例如如本文在前面所公開的那樣，鉑可以使用王水組合物除去方法除去。而且，可以使用例如氬等離子體濺射的干蝕刻方法。
此后，以與前面參考圖2A-2E所述類似的方式，開口175內(nèi)的支撐材料190使用濕蝕刻和/或干蝕刻除去。換句話說，用于除去支撐膜46或填充材料48的相同類型的除去方法可以用來除去支撐材料190。除去支撐材料190的所得結(jié)構(gòu)如圖7D所示。并且，如圖7D所示，其表示使用導(dǎo)電材料184涂襯的開口198作為低電極的電容器結(jié)構(gòu)。例如，電容器結(jié)構(gòu)包括低電極184、形成于低電極184至少一部分上的電介質(zhì)材料196，和形成在電介質(zhì)材料196至少一部分上的第二電極198。
使用如上所述在開口中形成導(dǎo)電材料的方法的兩個實(shí)例參考附圖8A-8B和附圖9A-9B說明如下。根據(jù)本發(fā)明形成方法的應(yīng)用參考附圖8A-8B進(jìn)行說明，其中公開了接觸襯料。并且，根據(jù)本發(fā)明的方法參考附圖9A-9B進(jìn)行說明，其中導(dǎo)電材料用作存儲單元的高電介質(zhì)電容器的底電極。為簡單起見，在這兩個說明性結(jié)構(gòu)中說明僅僅限于鉑層的應(yīng)用。也存在其它半導(dǎo)體方法和結(jié)構(gòu)用于各種器件，例如CMOS裝置、儲存裝置等等，其將得益于本發(fā)明，并且沒有以任何方式將本發(fā)明限制于此處公開的說明性實(shí)施方案，例如接觸襯料和電極結(jié)構(gòu)。所述形成方法可以用于在開口內(nèi)提供任意的自動對準(zhǔn)結(jié)構(gòu)。
如附圖8A所示，裝置結(jié)構(gòu)200根據(jù)常規(guī)處理方法，在基底207裸露的接觸區(qū)255進(jìn)行金屬噴鍍之前，通過形成接觸開口259而制造。因而，在金屬噴鍍之前，裝置結(jié)構(gòu)200包括場氧化物區(qū)域205和有效面積，亦即基底207上沒有被場氧化物覆蓋的區(qū)域。與場氧化物區(qū)域205和有效面積形成有關(guān)的是字線221和場效應(yīng)晶體管222。適當(dāng)摻雜的源/漏區(qū)225和230的形成為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知。氧化物材料的保形層240在其上形成，并且接觸開口259由此限定于硅基底207的摻雜區(qū)域230的裸露的接觸區(qū)255。此后，一個或多個金屬噴鍍或?qū)щ妼有纬捎诮佑|開口259中，以為基底區(qū)域230提供電連接。例如，各種材料可以形成在接觸開口259中，例如粘附層、擴(kuò)散阻擋材料，或其它由一種或多種VIII族金屬形成的層。例如，接觸襯料285可以由根據(jù)本發(fā)明沉積在的限定開口259底面260，以及通常水平的上表面263與一個或多個側(cè)壁261上的鉑形成。接觸襯料可以由本文在前面公開的任何方法形成，包括平面化以除去開口259外部的一種或多種材料。如圖8B所示，根據(jù)一個或多個此處公開的說明性方法形成接觸襯料285后，導(dǎo)電材料276形成在接觸開口中，以提供到基底207的摻雜區(qū)域230的連接。
如附圖9A所示，裝置結(jié)構(gòu)300根據(jù)常規(guī)處理方法通過開口384的形成而制造。在底電極結(jié)構(gòu)沉積到限定開口384的表面上之前，這種處理使用根據(jù)本發(fā)明公開的一種方法進(jìn)行。因而，并且如Fazan等的US 5,392,189所進(jìn)一步公開的那樣，裝置結(jié)構(gòu)300包括場氧化物區(qū)域305和活性區(qū)域，亦即基底307上沒有被場氧化物覆蓋的區(qū)域。字線321和場效應(yīng)晶體管(FET)322相對于場氧化物區(qū)域305和活性區(qū)域形成。適當(dāng)摻雜的源和/或漏區(qū)325、330產(chǎn)生在硅基底307上。氧化物材料的絕緣保形層340形成在FET 322和字線321區(qū)域之上。形成多晶硅插頭365，以在基底307和將在其上形成的存儲單元電容器之間提供電通信。各種阻擋層形成在多晶硅插頭365上，包括該說明性實(shí)施方案中所示的層367和375。例如，包括由氮化鈦、氮化鎢、硅化鈦形成的層，或任何其它金屬氮化物或金屬硅化物層的一個或多個層可以作為阻擋層。此后，形成另一絕緣層383，并且在其中限定開口384。根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施方案，根據(jù)本文在前公開的任意方法在限定開口384的底面385和一個或多個側(cè)壁386上形成鉑層387。如附圖9B所示，由鉑導(dǎo)電層387形成的保形自對準(zhǔn)底電極涂襯開口384。
然后電介質(zhì)材料391相對于鉑底電極187形成。例如，介質(zhì)層可以為任何具有合適介電常數(shù)的材料，例如BaxSr(1-x)TiO3[BST]、BaTiO3、SrTiO3、PbTiO3、Pb(Zr，Ti)O3[PZT]、(Pb，La)(Zr，Ti)O3[PLZT]、(Pb，La)TiO3[PLT]、KNO3、Ta2O5、Al2O3和LiNbO3。
然后，第二電極392相對于電介質(zhì)材料391形成。在本發(fā)明的一個實(shí)施方案中，第二電極也可以由鉑構(gòu)成。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到，電容器的一個或兩個電極可以由任何通常用于電容器電極結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電材料形成。例如并優(yōu)選，底電極由至少一種VIII族金屬或其合金形成，例如鉑、銥、鋨、銠或釕。并且還將認(rèn)識到，包括一種或多種VIII族金屬的層可以為形成電極疊層的多個層中的一個。例如，正如前面提到的那樣，阻擋層或粘附層可以使用一個或多個含有VIII族金屬的層。
此處引用的所有專利和參考文獻(xiàn)以其全部內(nèi)容分別引用于此。本發(fā)明已經(jīng)根據(jù)說明性實(shí)施方案進(jìn)行說明，但不應(yīng)視為對本發(fā)明的限制。正如前面所公開的那樣，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到，各種其它說明性應(yīng)用也可以應(yīng)用此處公開的形成方法以在開口內(nèi)提供導(dǎo)電材料。參考本說明書，說明性實(shí)施方案的各種改進(jìn)，以及本發(fā)明的其它實(shí)施方案對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說將是顯而易見的。因此期待所附的權(quán)利要求將覆蓋隨后權(quán)利要求所限定的本發(fā)明范圍之內(nèi)的所有這些改進(jìn)或?qū)嵤┓桨浮?br> 權(quán)利要求
1.一種在開口中提供導(dǎo)電材料的方法，所述方法包括提供具有至少一個表面的基底組件；提供穿過基底組件表面限定的開口，其中開口通過至少一個表面限定；至少一種導(dǎo)電材料形成在開口內(nèi)部限定該開口的至少一個表面上，并形成在基底組件表面的至少一部分上；在所述至少一種導(dǎo)電材料上形成支撐膜；在支撐膜的至少一部分上形成填充材料，其中填充材料至少填充開口；通過平面化至少除去開口外的填充材料；除去開口外部的支撐膜；除去開口外的所述至少一種導(dǎo)電材料；除去開口內(nèi)的填充材料；和除去開口內(nèi)的支撐膜。
2.權(quán)利要求1的方法，其中除去開口外的支撐膜和除去開口外的所述至少一種導(dǎo)電材料包括通過平面化除去開口外部的支撐膜和所述至少一種導(dǎo)電材料，以至少達(dá)到基底組件的表面。
3.權(quán)利要求2所述的方法，其中除去開口內(nèi)的填充材料包括使用濕蝕刻和干蝕刻中的至少一種除去填充材料。
4.權(quán)利要求2所述的方法，其中除去開口內(nèi)的支撐膜包括使用濕蝕刻和干蝕刻中的至少一種除去支撐膜。
5.權(quán)利要求1所述的方法，其中除去開口外的支撐膜包括通過平面化除去開口外部的支撐膜，并且其中除去開口外的所述至少一種導(dǎo)電材料包括使用濕蝕刻和干蝕刻中的至少一種除去所述至少一種導(dǎo)電材料，以至少達(dá)到基底組件的表面。
6.權(quán)利要求1所述的方法，其中除去開口外的支撐膜包括通過干蝕刻除去開口外部的支撐膜，并且其中除去開口外的所述至少一種導(dǎo)電材料包括使用濕蝕刻和干蝕刻中的至少一種除去開口外部的所述至少一種導(dǎo)電材料，以至少達(dá)到基底組件的表面。
7.權(quán)利要求1所述的方法，其中除去開口外的支撐膜包括通過濕蝕刻除去開口外部的支撐膜，并且其中除去開口外的所述至少一種導(dǎo)電材料包括使用濕蝕刻和干蝕刻中的至少一種除去開口外部的所述至少一種導(dǎo)電材料，以至少達(dá)到基底組件的表面。
8.權(quán)利要求1所述的方法，其中除去開口內(nèi)的填充材料包括使用濕蝕刻和干蝕刻中的至少一種除去填充材料。
9.權(quán)利要求1所述的方法，其中填充材料由當(dāng)通過濕蝕刻和干蝕刻中的至少一種除去填充材料時，除去速率比基底組件表面的材料的除去速率更快的材料形成。
10.權(quán)利要求1所述的方法，其中除去開口內(nèi)的支撐膜包括使用濕蝕刻和干蝕刻中的至少一種除去支撐膜。
11.權(quán)利要求1所述的方法，其中支撐膜由當(dāng)通過濕蝕刻和干蝕刻中的至少一種除去支撐膜時，除去速率比基底組件表面的材料的除去速率更快的材料形成。
12.權(quán)利要求1所述的方法，其中支撐膜由至少一種選自氮化硅、氧氮化硅、氧化物材料和旋涂玻璃的材料形成。
13.權(quán)利要求12所述的方法，其中支撐膜由氧化物材料形成。
14.權(quán)利要求1所述的方法，其中填充材料由光刻膠材料形成。
15.權(quán)利要求1所述的方法，其中所述至少一種導(dǎo)電材料包括至少一種VIII族金屬。
16.權(quán)利要求15所述的方法，其中所述至少一種導(dǎo)電材料包括鉑、釕和銠中的至少一種。
17.權(quán)利要求1所述的方法，其中基底組件表面的至少一部分由絕緣材料形成。
18.一種在開口中提供導(dǎo)電材料的方法，所述方法包括提供具有至少一個表面的基底組件；提供穿過基底組件表面限定的開口，其中開口通過至少一個表面限定；至少一種導(dǎo)電材料形成在開口內(nèi)部限定該開口的至少一個表面上，并形成在基底組件表面的至少一部分上；支撐材料至少形成在所述至少一種導(dǎo)電材料上；通過平面化至少除去開口外部的支撐材料和所述至少一種導(dǎo)電材料，以至少到達(dá)基底組件的表面；和除去開口內(nèi)的支撐材料。
19.權(quán)利要求18所述的方法，其中至少形成支撐材料包括在所述至少一種導(dǎo)電材料上形成支撐膜；和在至少一部分支撐膜上形成填充材料，其中填充材料至少填充開口，并且其中平面化至少支撐材料和至少一種導(dǎo)電材料以至少到達(dá)基底組件的表面包括平面化至少開口外部的填充材料、開口外部的支撐膜和開口外部的所述至少一種導(dǎo)電材料，以至少到達(dá)基底組件的表面。
20.權(quán)利要求19所述的方法，其中除去開口內(nèi)的填充材料包括使用濕蝕刻和干蝕刻中的至少一種除去填充材料。
21.權(quán)利要求19所述的方法，其中除去開口內(nèi)的支撐膜包括使用濕蝕刻和干蝕刻中的至少一種除去支撐膜。
22.權(quán)利要求21所述的方法，其中支撐膜由當(dāng)通過濕蝕刻和干蝕刻中的至少一種除去支撐膜時，除去速率比基底組件表面的材料的除去速率更快的材料形成。
23.權(quán)利要求19所述的方法，其中支撐膜由至少一種選自氮化硅、氧氮化硅、氧化物材料和旋涂玻璃的材料形成。
24.權(quán)利要求19所述的方法，其中填充材料由光刻膠材料形成。
25.權(quán)利要求21所述的方法，其中所述至少一種導(dǎo)電材料包括至少一種VIII族金屬。
26.一種在開口中提供導(dǎo)電材料的方法，所述方法包括提供具有至少一個表面的基底組件；提供通過基底組件表面限定的開口，其中開口由至少一個表面限定；至少一種導(dǎo)電材料形成在開口內(nèi)部限定該開口的至少一個表面上，并形成在基底組件表面的至少一部分上；支撐材料至少形成在所述至少一種導(dǎo)電材料上；通過平面化除去至少開口外部的支撐材料，以到達(dá)所述至少一種導(dǎo)電材料；除去開口外的所述至少一種導(dǎo)電材料；和除去開口內(nèi)的支撐材料。
27.權(quán)利要求所述26的方法，其中至少形成支撐材料包括在所述至少一種導(dǎo)電材料上形成支撐膜，其中通過平面化至少除去開口外部的支撐材料以到達(dá)所述至少一種導(dǎo)電材料包括平面化開口外部的支撐膜以到達(dá)所述至少一種導(dǎo)電材料，并且其中除去開口外的所述至少一種導(dǎo)電材料包括使用濕蝕刻和干蝕刻中的至少一種除去開口外部的所述至少一種導(dǎo)電材料，以至少到達(dá)基底組件的表面。
28.權(quán)利要求27所述的方法，其中除去開口內(nèi)的支撐膜包括使用濕蝕刻和干蝕刻中的至少一種除去支撐膜。
29.權(quán)利要求28所述的方法，其中支撐膜包括至少一種選自氮化硅、氧氮化硅、氧化物材料和旋涂玻璃的材料。
30.權(quán)利要求26所述的方法，其中所述至少一種導(dǎo)電材料包括至少一種VIII族金屬。
31.權(quán)利要求26所述的方法，其中支撐材料至少填充開口，并且其中除去開口外的所述至少一種導(dǎo)電材料包括使用濕蝕刻和干蝕刻的至少一種除去開口外部的所述至少一種導(dǎo)電材料，以至少達(dá)到基底組件的表面。
32.權(quán)利要求31所述的方法，其中除去開口內(nèi)的支撐材料包括使用濕蝕刻和干蝕刻的至少一種除去支撐材料。
33.權(quán)利要求32所述的方法，其中支撐材料由當(dāng)通過濕蝕刻和干蝕刻中的至少一種除去支撐材料時，除去速率比基底組件表面的材料的除去速率更快的材料形成。
34.一種在開口中提供導(dǎo)電材料的方法，所述方法包括提供具有至少一個表面的基底組件；提供通過基底組件表面限定的開口，其中開口由至少一個表面限定；至少一種導(dǎo)電材料形成在開口內(nèi)部限定該開口的至少一個表面上，并形成在基底組件表面的至少一部分上；在所述至少一種導(dǎo)電材料上形成支撐膜；在支撐膜的至少一部分上形成填充材料，其中填充材料至少填充開口；通過平面化至少除去開口外的填充材料和支撐材料，以至少到達(dá)所述至少一種導(dǎo)電材料；蝕刻除去開口外部的所述至少一種導(dǎo)電材料，以至少到達(dá)基底組件的表面；除去開口內(nèi)的填充材料；和除去開口內(nèi)的支撐膜。
35.權(quán)利要求34所述的方法，其中蝕刻開口外部的所述至少一種導(dǎo)電材料包括使用濕蝕刻和干蝕刻中的至少一種除去所述至少一種導(dǎo)電材料，以至少到達(dá)基底組件的表面。
36.權(quán)利要求34所述的方法，其中除去開口內(nèi)的填充材料包括使用濕蝕刻和干蝕刻中的至少一種除去填充材料。
37.權(quán)利要求36所述的方法，其中填充材料由當(dāng)使用濕蝕刻和干蝕刻中的至少一種除去開口內(nèi)部的填充材料時，除去速率比基底組件表面的材料的除去速率更快的材料形成。
38.權(quán)利要求34所述的方法，其中除去開口內(nèi)的支撐膜包括使用濕蝕刻和干蝕刻中的至少一種除去支撐膜。
39.權(quán)利要求38所述的方法，其中支撐膜由當(dāng)使用濕蝕刻和干蝕刻中的至少一種除去開口內(nèi)部的支撐膜時，除去速率比基底組件表面的材料的除去速率更快的材料形成。
40.權(quán)利要求34所述的方法，其中所述至少一種導(dǎo)電材料包括至少一種VIII族金屬。
41.一種用于形成電容器的方法，所述方法包括提供一個基底組件，其包括通過其上表面限定的開口，其中開口由底面和至少一個由底面延伸至上表面的側(cè)壁限定；在底面和所述至少一個側(cè)壁上形成第一電極，其中電極的形成包括至少一種導(dǎo)電材料形成在開口內(nèi)限定該開口的底面和至少一個側(cè)壁上，并且形成在基底組件上表面的至少一部分上，在所述至少一種導(dǎo)電材料上形成支撐膜，在支撐膜的至少一部分上形成填充材料，其中填充材料至少填充開口，通過平面化至少除去開口外部的填充材料，除去開口外部的支撐膜，除去開口外部的所述至少一種導(dǎo)電材料，除去開口內(nèi)部的填充材料，和除去開口內(nèi)部的支撐膜；和在第一電極的至少一部分上提供電介質(zhì)材料；和在電介質(zhì)材料的至少一部分上提供第二電極。
42.權(quán)利要求41所述的方法，其中除去開口外部的支撐膜和除去開口外部的所述至少一種導(dǎo)電材料包括通過平面化除去開口外部的支撐膜和所述至少一種導(dǎo)電材料，以至少到達(dá)基底組件的上表面。
43.權(quán)利要求42所述的方法，其中除去開口內(nèi)部的填充材料包括使用濕蝕刻和干蝕刻的至少一種除去填充材料。
44.權(quán)利要求42所述的方法，其中除去開口內(nèi)部的支撐膜包括使用濕蝕刻和干蝕刻的至少一種除去支撐膜。
45.權(quán)利要求41所述的方法，其中除去開口外部的支撐膜包括通過平面化除去開口外部的支撐膜，并且其中除去開口外部的所述至少一種導(dǎo)電材料包括通過使用濕蝕刻和干蝕刻中的至少一種除去所述至少一種導(dǎo)電材料，以至少到達(dá)基底組件的上表面。
46.權(quán)利要求41所述的方法，其中除去開口外部的支撐膜包括通過干蝕刻除去開口外部的支撐膜，并且其中除去開口外部的所述至少一種導(dǎo)電材料包括通過濕蝕刻和干蝕刻中的至少一種除去除去至少一種導(dǎo)電材料，以至少到達(dá)基底組件的上表面。
47.權(quán)利要求41所述的方法，其中除去開口外部的支撐膜包括通過濕蝕刻除去開口外部的支撐膜，并且其中除去開口外部的所述至少一種導(dǎo)電材料包括通過濕蝕刻和干蝕刻中的至少一種除去所述至少一種導(dǎo)電材料，以至少到達(dá)基底組件的上表面。
48.權(quán)利要求41所述的方法，其中除去開口內(nèi)部的填充材料包括使用濕蝕刻和干蝕刻的至少一種除去填充材料。
49.權(quán)利要求41所述的方法，其中除去開口內(nèi)部的支撐膜包括使用濕蝕刻和干蝕刻的至少一種除去支撐膜。
50.權(quán)利要求41所述的方法，其中支撐膜由當(dāng)使用濕蝕刻和干蝕刻中的至少一種除去支撐膜時，除去速率比基底組件表面的材料的除去速率更快的材料形成。
51.權(quán)利要求41所述的方法，其中所述至少一種導(dǎo)電材料包括至少一種VIII族金屬。
52.一種用于形成電容器的方法，所述方法包括提供一個基底組件，其包括通過組件上表面限定的開口，其中開口由底面和至少一個由底面延伸至上表面的側(cè)壁限定；在底面和所述至少一個側(cè)壁上形成第一電極，其中電極的形成包括至少一種導(dǎo)電材料形成在開口內(nèi)限定該開口的至少一個表面上，并形成在基底組件上表面的至少一部分上，支撐材料至少形成在所述至少一種導(dǎo)電材料上，通過平面化至少除去開口外部的支撐材料和所述至少一種導(dǎo)電材料，以至少到達(dá)基底組件的上表面，和除去開口內(nèi)部的支撐材料，和在第一電極的至少一部分上提供電介質(zhì)材料；和在電介質(zhì)材料的至少一部分上提供第二電極。
53.權(quán)利要求52所述的方法，其中至少形成支撐材料包括在所述至少一種導(dǎo)電材料上形成支撐膜；和在支撐膜的至少一部分上形成填充材料，其中填充材料至少填充開口，并且其中平面化至少支撐材料和所述至少一種導(dǎo)電材料以至少到達(dá)基底組件的上表面包括平面化至少開口外部的填充材料、開口外部的支撐膜和開口外部的所述至少一種導(dǎo)電材料，以至少到達(dá)基底組件的上表面。
54.權(quán)利要求53所述的方法，其中除去開口內(nèi)部的填充材料包括使用濕蝕刻和干蝕刻的至少一種除去填充材料。
55.權(quán)利要求53所述的方法，其中除去開口內(nèi)部的支撐膜包括使用濕蝕刻和干蝕刻的至少一種除去支撐膜。
56.權(quán)利要求55所述的方法，其中支撐膜由當(dāng)使用濕蝕刻和干蝕刻中的至少一種除去支撐膜時，除去速率比基底組件表面的材料的除去速率更快的材料形成。
57.權(quán)利要求52所述的方法，其中所述至少一種導(dǎo)電材料包括至少一種VIII族金屬。
58.一種用于形成電容器的方法，所述方法包括提供一個基底組件，其包括通過組件上表面限定的開口，其中開口由底面和至少一個由底面延伸至上表面的側(cè)壁限定；在底面和所述至少一個側(cè)壁上形成第一電極，其中電極的形成包括至少一種導(dǎo)電材料形成在開口內(nèi)限定該開口的至少一個表面上，并形成在基底組件上表面的至少一部分上，在所述至少一種導(dǎo)電材料上至少形成支撐材料，通過平面化至少除去開口外部的支撐材料，以到達(dá)所述至少一種導(dǎo)電材料；除去開口外部的所述至少一種導(dǎo)電材料，以至少到達(dá)基底組件的上表面，和除去開口內(nèi)部的支撐材料，和在第一電極的至少一部分上提供電介質(zhì)材料；和在電介質(zhì)材料的至少一部分上提供第二電極。
59.權(quán)利要求58所述的方法，其中至少形成支撐材料包括在所述至少一種導(dǎo)電材料上形成支撐膜，其中通過平面化至少除去支撐材料以到達(dá)所述至少一種導(dǎo)電材料包括平面化開口外部的支撐膜以到達(dá)開口外部的所述至少一種導(dǎo)電材料，并且其中除去開口外部的所述至少一種導(dǎo)電材料包括使用濕蝕刻和干蝕刻中的至少一種除去開口外部的所述至少一種導(dǎo)電材料，以至少到達(dá)基底組件的上表面。
60.權(quán)利要求59所述的方法，其中除去開口內(nèi)部的支撐膜包括使用濕蝕刻和干蝕刻的至少一種除去支撐膜。
61.權(quán)利要求60所述的方法，其中支撐膜由至少一種選自氮化硅、氧氮化硅、氧化物材料和旋涂玻璃的材料形成。
62.權(quán)利要求58所述的方法，其中所述至少一種導(dǎo)電材料包括至少一種VIII族金屬。
63.權(quán)利要求58所述的方法，其中支撐材料至少填充開口，并且其中除去開口外的所述至少一種導(dǎo)電材料包括使用濕蝕刻和干蝕刻的至少一種除去開口外部的所述至少一種導(dǎo)電材料，以至少達(dá)到基底組件的上表面。
64.權(quán)利要求63所述的方法，其中除去開口內(nèi)部的支撐材料包括使用濕蝕刻和干蝕刻的至少一種除去支撐材料。
65.權(quán)利要求64所述的方法，其中支撐材料由至少一種選自氮化硅、氧氮化硅、氧化物材料和旋涂玻璃的材料形成。
66.一種用于形成電容器的方法，所述方法包括提供一個基底組件，其包括通過組件上表面限定的開口，其中開口由底面和至少一個由底面延伸至上表面的側(cè)壁限定；在底面和所述至少一個側(cè)壁上形成第一電極，其中電極的形成包括至少一種導(dǎo)電材料形成在開口內(nèi)限定該開口的至少一個表面上，并形成在基底組件上表面的至少一部分上，在所述至少一種導(dǎo)電材料上形成支撐膜，在支撐膜的至少一部分上形成填充材料，其中填充材料至少填充開口，通過平面化至少除去開口外部的填充材料和支撐膜，以至少到達(dá)所述至少一種導(dǎo)電材料；蝕刻開口外部的所述至少一種導(dǎo)電材料，以至少到達(dá)基底組件的表面，除去開口內(nèi)部的填充材料，和除去開口內(nèi)部的支撐膜；在第一電極的至少一部分上提供電介質(zhì)材料；和在電介質(zhì)材料的至少一部分上提供第二電極。
67.權(quán)利要求66所述的方法，其中開口外部的所述至少一種導(dǎo)電材料的蝕刻包括使用濕蝕刻和干蝕刻中的至少一種以蝕刻所述至少一種導(dǎo)電材料，以至少到達(dá)基底組件的表面。
68.權(quán)利要求66所述的方法，其中除去開口內(nèi)部的填充材料包括使用濕蝕刻和干蝕刻的至少一種除去填充材料。
69.權(quán)利要求66所述的方法，其中除去開口內(nèi)部的支撐膜包括使用濕蝕刻和干蝕刻的至少一種除去支撐膜。
70.權(quán)利要求69所述的方法，其中支撐膜由至少一種選自氮化硅、氧氮化硅、氧化物材料和旋涂玻璃的材料形成。
71.權(quán)利要求66所述的方法，其中所述至少一種導(dǎo)電材料由至少一種VIII族金屬形成。
72.一種用于在開口內(nèi)提供導(dǎo)電材料的結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)包括基底組件，其包括通過其上表面限定的開口，其中開口由至少一個表面限定；至少一種導(dǎo)電材料，其形成在限定該開口的至少一個表面和基底組件上表面的至少一部分上，形成在所述至少一種導(dǎo)電材料上的支撐膜；和形成在支撐膜至少一部分上的填充材料，其中填充材料至少填充開口。
73.權(quán)利要求72所述的結(jié)構(gòu)，其中支撐膜由當(dāng)進(jìn)行預(yù)定的蝕刻時，除去速率比基底組件表面的材料的除去速率更快的材料形成。
74.權(quán)利要求73所述的結(jié)構(gòu)，其中支撐膜由至少一種選自氮化硅、氧氮化硅、氧化物材料和旋涂玻璃的材料形成。
75.權(quán)利要求72所述的結(jié)構(gòu)，其中支撐材料由當(dāng)進(jìn)行預(yù)定的蝕刻處理時，除去速率比基底組件表面的材料的除去速率更快的材料形成。
76.權(quán)利要求75所述的結(jié)構(gòu)，其中填充材料由光刻膠形成。
77.權(quán)利要求72所述的結(jié)構(gòu)，其中所述至少一種導(dǎo)電材料由至少一種VIII族金屬形成。
78.權(quán)利要求77所述的結(jié)構(gòu)，其中所述至少一種導(dǎo)電材料由鉑、釕和銠中的至少一種形成。
79.權(quán)利要求72所述的結(jié)構(gòu)，其中基底組件上表面的至少一部分由絕緣材料形成。
80.權(quán)利要求72所述的結(jié)構(gòu)，其中所述至少一種導(dǎo)電材料僅僅形成在開口內(nèi)限定該開口的底面和至少一個側(cè)壁上，其中支撐膜僅僅形成在開口內(nèi)的所述至少一種導(dǎo)電材料上，并且其中填充材料僅僅在開口內(nèi)形成。
81.一種在開口內(nèi)提供導(dǎo)電材料的方法，所述方法包括提供具有至少一個上表面的基底組件；提供通過基底組件上表面限定的開口，其中開口由至少一個表面限定；在開口內(nèi)并且在上表面的至少一部分上形成至少一種導(dǎo)電材料、支撐膜和填充材料的疊層，其中開口被疊層完全填充；至少除去開口外部的填充材料；除去開口外部的支撐膜；除去開口外部的所述至少一種導(dǎo)電材料；除去開口內(nèi)部的填充材料；和除去開口內(nèi)部的支撐膜。
82.權(quán)利要求81所述的方法，其中除去開口外部的支撐膜和除去開口外部的所述至少一種導(dǎo)電材料包括通過平面化除去開口外部的支撐膜和所述至少一種導(dǎo)電材料，以至少到達(dá)基底組件的表面。
83.權(quán)利要求82所述的方法，其中除去開口內(nèi)部的填充材料包括使用濕蝕刻和干蝕刻的至少一種除去填充材料。
84.權(quán)利要求82所述的方法，其中除去開口內(nèi)部的支撐膜包括使用濕蝕刻和干蝕刻的至少一種除去支撐膜。
85.權(quán)利要求81所述的方法，其中除去開口外部的支撐膜包括通過平面化除去開口外部的支撐膜，并且其中除去開口外部的所述至少一種導(dǎo)電材料包括通過濕蝕刻和干蝕刻中的至少一種除去開口外部的所述至少一種導(dǎo)電材料，以至少到達(dá)基底組件的上表面。
86.權(quán)利要求81所述的方法，其中除去開口外部的支撐膜包括干蝕刻支撐膜，并且其中除去開口外部的所述至少一種導(dǎo)電材料包括使用濕蝕刻和干蝕刻中的至少一種蝕刻開口外部的所述至少一種導(dǎo)電材料，以至少到達(dá)基底組件的上表面。
87.權(quán)利要求81所述的方法，其中除去開口外部的支撐膜包括濕蝕刻開口外部的支撐膜，并且其中除去開口外部的所述至少一種導(dǎo)電材料包括使用濕蝕刻和干蝕刻的至少一種蝕刻中開口外部的所述至少一種導(dǎo)電材料，以至少到達(dá)基底組件的上表面。
88.權(quán)利要求81所述的方法，其中除去開口內(nèi)部的填充材料包括使用濕蝕刻和干蝕刻的至少一種除去填充材料。
89.權(quán)利要求81所述的方法，其中除去開口內(nèi)部的支撐膜包括使用濕蝕刻和干蝕刻的至少一種除去支撐膜。
90.權(quán)利要求81所述的方法，其中所述至少一種導(dǎo)電材料包括至少一種VIII族金屬。
全文摘要
使用支撐層輔助平面化處理以在開口內(nèi)形成導(dǎo)電材料(例如VIII族金屬)的方法和結(jié)構(gòu)。而且，這種方法和結(jié)構(gòu)可以使用VIII族金屬作為平面化處理的蝕刻終止或終點(diǎn)，隨后蝕刻除去不需要的VIII族金屬部分。在開口內(nèi)提供導(dǎo)電材料(44)的一個典型方法包括，提供具有至少一個表面的基底組件，并提供通過基底組件表面限定的開口。開口由至少一個表面限定。至少一種導(dǎo)電材料(44)(例如至少一種VIII族金屬，如鉑和/或銠)形成在開口內(nèi)限定該開口的至少一個表面上，并且形成在基底組件表面的一部分上。支撐膜(46)(例如氧化物材料)形成在導(dǎo)電材料上，并且填充材料(48)(例如光刻膠材料)形成在支撐膜的至少一部分上。所述填充材料至少填充開口。然后，至少開口外面的填充材料通過平面化除去。然后除去開口外部的支撐膜、開口外部的所述至少一種導(dǎo)電材料、開口內(nèi)部的填充材料和開口內(nèi)部的支撐膜。
文檔編號H01L21/02GK1679160SQ03820195
公開日2005年10月5日 申請日期2003年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月29日
發(fā)明者H·E·羅德斯, R·H·萊恩 申請人:微米技術(shù)有限公司