專利名稱：半導(dǎo)體器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及半導(dǎo)體器件及制造半導(dǎo)體器件的方法。更具體，本公開涉及半導(dǎo)體存儲器的接觸結(jié)構(gòu)及其制造方法背景技術(shù)隨著半導(dǎo)體制造技術(shù)取得進(jìn)展，在各種電子或電氣設(shè)備中已廣泛地采用具有高存儲容量的半導(dǎo)體器件。特別，DRAM器件如包含具有一個晶體管和一個電容器的單個單位單元的DRAM器件已大大地提高了單元密度。由于單元密度增加，用于將上導(dǎo)電層連接到下導(dǎo)電層的接觸孔已變得更小，而導(dǎo)電層之間的中間絕緣層變得更厚。由于接觸孔具有高的高寬比(接觸孔的高度與其寬度的比率)，用于形成接觸孔的光刻工藝的工藝余量被減小，以致使用常規(guī)半導(dǎo)體制造工藝可能不能形成微小的接觸孔。解決辦法包括在DRAM器件中焊臺，以減小接觸孔的高寬比。此外，已開發(fā)了自對準(zhǔn)接觸(SAC)結(jié)構(gòu)，以在具有低于約0.1μm的微小圖形的半導(dǎo)體器件中形成微小接觸，而不損壞半導(dǎo)體器件。
例如韓國專利號200,697公開了一種制造半導(dǎo)體器件而不損壞金屬接觸的方法。根據(jù)該方法，在位線的外圍部分形成保護(hù)環(huán)，以防止損壞與位線有關(guān)的金屬接觸。
此外，美國專利號6,451,651公開了一種制造半導(dǎo)體器件的方法，其中通過自對準(zhǔn)工藝將金屬接觸連接到半導(dǎo)體襯底的外圍/核心區(qū)中的焊臺。
圖1A至1F圖示了根據(jù)上述的美國專利制造半導(dǎo)體器件的常規(guī)方法的剖面圖。在圖1A至1F中，‘P’表示半導(dǎo)體器件的外圍/核心區(qū)，以及‘C’表示半導(dǎo)體器件的單元區(qū)。
參考圖1A和1B，在其上具有隔離層的半導(dǎo)體襯底10上形成柵絕緣層之后，在柵絕緣層上依次形成多晶硅層、金屬硅化物層以及柵帽蓋層。
通過光刻工藝順序地刻蝕柵帽蓋層、金屬硅化物層以及多晶硅層，以由此在半導(dǎo)體襯底10上形成柵極圖形15。在柵極圖形15的側(cè)壁上隔片之后，在柵極圖形15之間的部分襯底10處注入雜質(zhì)，以形成源/漏區(qū)。結(jié)果，在襯底10上形成包括柵極圖形15和源/漏區(qū)的晶體管。
在其上具有晶體管的襯底10上形成氧化硅層，然后平整該氧化硅層，以在晶體管和襯底10上形成第一層間絕緣層20。刻蝕第一層間絕緣層20，以在單元區(qū)C中形成露出柵極圖形15之間的部分襯底10的接觸孔。
在第一層間絕緣層20上形成填充接觸孔的多晶硅導(dǎo)電層之后，部分地刻蝕導(dǎo)電層和第一層間絕緣層20，以在襯底10上形成位線接觸焊盤25和存儲節(jié)點接觸焊盤30。
在接觸焊盤25和30上以及在第一層間絕緣層20上形成第二層間絕緣層35，然后在第二層間絕緣層35上形成第一刻蝕停止層40。
刻蝕第一刻蝕停止層40和第二層間絕緣層35，以在單元區(qū)C中形成露出位線接觸焊盤25的位線接觸孔。這里，在外圍/核心區(qū)P中形成露出部分襯底10的接觸孔，該接觸孔對應(yīng)于位線接觸部分和金屬接觸部分。
在單元區(qū)C的位線接觸孔中和在外圍/核心區(qū)P的接觸孔中形成金屬阻擋層45。在形成填充單元區(qū)C的位線接觸孔和外圍/核心區(qū)P的接觸孔的金屬層之后，通過化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)工藝刻蝕金屬層，以便分別在單元區(qū)C的位線接觸孔中形成位線接觸栓塞50，以及在外圍/核心區(qū)P的接觸孔中形成金屬接觸焊盤55。
除了鄰近于外圍/核心區(qū)P中的金屬接觸焊盤55設(shè)置的部分第一刻蝕停止層40之外，除去部分第一刻蝕層40。在襯底10的整個表面上形成氮化物層60和位線導(dǎo)電層65之后，刻蝕氮化物層60和位線導(dǎo)電層65，以在第二層間絕緣層35上形成位線圖形。這里，在位線導(dǎo)電層65上形成輔助氧化層70和犧牲層75之后，通過光刻工藝依次刻蝕犧牲層75、輔助氧化層70、位線導(dǎo)電層65以及氮化層60，以由此在第二層間絕緣層35上形成位線圖形。
在位線圖形上形成第三層間絕緣層80之后，平整第三層間絕緣層80，直到露出犧牲層75。在外圍/核心區(qū)P中，位線圖形連接到具有較窄寬度的位線接觸栓塞50，而位線圖形連接到具有較寬寬度的金屬接觸栓塞。
參考圖1C，有選擇地刻蝕位線圖形上的犧牲層75和輔助氧化層70，以露出位線導(dǎo)電層65。因此，在第三絕緣層80上形成露出位線圖形的凹槽85。
參考圖1D，在第三層間絕緣層80上形成填充凹槽85的氮化層之后，刻蝕氮化層以形成填充凹槽80的氮化層圖形90。這里，在外圍/核心區(qū)P中，在露出較寬寬度的位線圖形的凹槽85的側(cè)壁上形成隔片95。
在較寬寬度的位線圖形上、在氮化層圖形90上、在隔片95上以及在第三層間絕緣層80上依次形成附加氧化層100和第二刻蝕停止層105。
在單元區(qū)C中部分地刻蝕第二刻蝕停止層105、附加氧化層100、第三層間絕緣層80以及第二層間絕緣層35，由此形成露出存儲節(jié)點接觸焊盤30的存儲節(jié)點接觸孔。在存儲節(jié)點接觸孔中填充導(dǎo)電材料，以在存儲節(jié)點接觸孔中形成存儲節(jié)點接觸栓塞110。
參考圖1E，在使用鑄模氧化層形成連接到存儲節(jié)點接觸栓塞110的存儲節(jié)點115之后，在存儲節(jié)點115上依次形成介質(zhì)層120和電極板125，以在單元區(qū)C中完成電容器。
在單元區(qū)C中完成電容器之后，除去外圍/核心區(qū)P上的第二刻蝕停止層105。然后，在包括單元區(qū)C和外圍/核心區(qū)P的襯底10上形成第四層間絕緣層130。
參考圖1F，刻蝕第四層間絕緣層130和第三層間絕緣層80，以形成露出電極板125、金屬接觸焊盤55和位線圖形的接觸孔。當(dāng)在接觸孔中填充導(dǎo)電材料時，在接觸孔中分別形成金屬接觸栓塞135、140和145。金屬接觸栓塞135、140和145將上層布線連接到下層導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。
在形成半導(dǎo)體器件的上述方法中，希望增加氮化物圖形的厚度，以確保用于形成位線圖形的高的工藝余量。但是，增加氮化物圖形的厚度也過度地增加了位線的厚度。由于在具有低于約0.1μm的設(shè)計規(guī)則的半導(dǎo)體器件中位線之間的間隔非常小，因此大大地增加了位線的高寬比。結(jié)果，位線可能被電短路。此外，因為在位線圖形上形成幾個附加層，以便通過自對準(zhǔn)工藝形成金屬接觸栓塞，所以半導(dǎo)體制造工藝更復(fù)雜。此外，因為執(zhí)行幾次刻蝕以形成金屬接觸栓塞，所以下面的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)可能被損壞。
同時，由于因為DRAM器件是高密度，外圍/核心區(qū)中的焊臺的尺寸已被減小，因此用于形成與焊臺有關(guān)的金屬接觸的重疊余量也大大地減小。盡管可以增加外圍/核心區(qū)的設(shè)計規(guī)則以克服該問題，但是存在其中DRAM器件制造工藝生產(chǎn)量可能被減小的折衷。

發(fā)明內(nèi)容
一種半導(dǎo)體器件，包括在半導(dǎo)體襯底中形成的導(dǎo)電焊盤。該半導(dǎo)體器件還包括重疊導(dǎo)電焊盤的外圍區(qū)的導(dǎo)電圖形。導(dǎo)電圖形具有一個開口，以露出導(dǎo)電焊盤的另一個區(qū)域。該半導(dǎo)體器件也包括貫穿開口的導(dǎo)電接觸。該導(dǎo)電接觸電連接到導(dǎo)電焊盤。


通過參考下面詳細(xì)描述，同時結(jié)合附圖考慮時，本發(fā)明的實施例的上述及其他優(yōu)點將變得更為明顯，其中圖1A至1F圖示了制造半導(dǎo)體器件的常規(guī)方法的剖面圖。
圖2A至7圖示了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例制造半導(dǎo)體器件的方法的剖面圖。
圖8是圖7中的半導(dǎo)體器件的電子顯微圖片。
具體實施例方式
下面將參考附圖更完全地描述本發(fā)明的實施例，在示例性附圖中示出了本發(fā)明的實施例。但是，本發(fā)明可以以多種不同的方式體現(xiàn)，不應(yīng)該認(rèn)為局限于在此闡述的實施例。相反，提供這些實施例以便本公開是徹底的和完全的，并將本發(fā)明的范圍完全傳遞給所述領(lǐng)域的技術(shù)人員。在圖中，為了清楚放大了層和區(qū)域的厚度。相同的參考標(biāo)記始終指相似的或相同的元件。應(yīng)當(dāng)理解當(dāng)一個元件例如層、區(qū)域或襯底指在另一元件“上”時，它可以直接在另一個元件上或也可能存在插入元件。
圖2A至7圖示了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例制造半導(dǎo)體器件的方法的剖面圖。圖2A、2B、3A、3B、4A、4B、5A和5B示出了半導(dǎo)體器件的單元區(qū)的剖面圖，以及圖2C、3C、4C、5C、6和7示出了對應(yīng)于半導(dǎo)體器件的非單元區(qū)的半導(dǎo)體器件的外圍/核心區(qū)的剖面圖。
圖2A是沿半導(dǎo)體器件的單元區(qū)中的字線240的方向的剖面圖，以及圖2B是沿半導(dǎo)體器件的單元區(qū)中的位線270的方向的剖面圖。此外，圖2C是沿半導(dǎo)體器件的外圍/核心區(qū)中的位線271的方向的剖面圖。
圖2A至2C圖示了在半導(dǎo)體襯底200上形成第一絕緣中間層235和接觸焊盤245和250的工序。
參考圖2A至2C，在具有單元區(qū)和外圍/核心區(qū)的襯底200上形成隔離層205，以限定有源區(qū)。通過，例如隔離工藝如淺溝槽隔離(STI)工藝或硅的局部氧化(LOCOS)工藝形成隔離層205。
通過熱氧化工藝或化學(xué)氣相淀積(CVD)工藝在襯底200上形成薄柵介質(zhì)層如柵氧化層(未示出)。這里，在襯底200的有源區(qū)上形成柵氧化層。柵氧化層將被構(gòu)圖，以在襯底200上形成柵氧化圖形215。
在單元區(qū)和外圍/核心區(qū)中的柵氧化層上依次形成第一導(dǎo)電層(未示出)和第一掩模層(未示出)。第一導(dǎo)電層被構(gòu)圖，以在柵氧化圖形210上形成柵導(dǎo)電圖形215，以及第一掩模層將被構(gòu)圖，以在柵導(dǎo)電圖形215上形成柵掩模圖形220。第一掩模層可以被稱為柵掩模層。
在本發(fā)明的一個實施例中，第一導(dǎo)電層包括摻有雜質(zhì)的多晶硅。另外，第一導(dǎo)電層可以具有多晶硅-金屬硅化物結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括在柵氧化圖形210上形成的摻雜多晶硅薄膜圖形和在摻雜的多晶硅薄膜圖形上形成的金屬硅化物薄膜圖形。
第一掩模層包括具有相對于后續(xù)形成的第一層間絕緣層235的刻蝕選擇率的材料。例如，當(dāng)?shù)谝粚娱g絕緣層235包括氧化物時，第一掩模層可以包括氮化物如氮化硅。
通過光刻工藝依次刻蝕第一導(dǎo)電層、第一掩模層和柵氧化層，由此分別形成包括柵氧化圖形210、柵導(dǎo)電圖形215和柵掩模圖形220的柵極結(jié)構(gòu)225。在本發(fā)明的一個實施例中，使用光刻膠圖形(未示出)作為刻蝕掩模依次刻蝕第一導(dǎo)電層、第一掩模層和柵氧化層，由此在襯底200上形成柵極結(jié)構(gòu)225。另外，在使用光刻膠圖形刻蝕掩模形成柵掩模圖形220之后，通過灰化工藝和剝離工藝除去光刻膠圖形。然后，使用柵掩模220作為刻蝕掩模形成柵導(dǎo)電圖形215和柵氧化220，以致在襯底200上形成柵極結(jié)構(gòu)225。
在包括單元區(qū)和外圍/核心區(qū)的襯底200上形成第一絕緣層(未示出)，以覆蓋柵極結(jié)構(gòu)225。各向異性地刻蝕第一絕緣層，以在柵極結(jié)構(gòu)225的側(cè)壁上分別形成柵極隔片230。
通過離子注入工藝將雜質(zhì)注入柵極結(jié)構(gòu)225之間露出的部分襯底200中，以致形成鄰近于柵極結(jié)構(gòu)225的源/漏區(qū)(未示出)。因此，在襯底200上形成包括柵極結(jié)構(gòu)225和源/漏區(qū)的金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS)晶體管。單元區(qū)中形成的源/漏區(qū)分為電容器接觸區(qū)和位線接觸區(qū)。電容器接觸區(qū)可以被稱為存儲節(jié)點接觸區(qū)。電容器電連接到電容器接觸區(qū)，而位線270與位線接觸區(qū)電接觸。結(jié)果，在襯底200的單元區(qū)和外圍/核心區(qū)中形成多個字線240。這里，以彼此基本上平行方式的布置字線240。字線240通過插入其間的柵極隔片230與相鄰的字線240電絕緣。
在一個實施例中，在柵極結(jié)構(gòu)225的側(cè)壁上形成柵極隔片230之前，以較低的雜質(zhì)濃度將第一雜質(zhì)注入柵極結(jié)構(gòu)225之間的部分襯底200中。然后，以較高的雜質(zhì)濃度將第二雜質(zhì)注入柵極結(jié)構(gòu)225之間的部分襯底200中，由此形成具有輕摻雜漏(LDD)結(jié)構(gòu)的MOS晶體管的源/漏區(qū)。
在襯底200的單元區(qū)和外圍/核心區(qū)上形成第一層間絕緣層235，以覆蓋字線240。使用氧化物如不摻雜的硅玻璃(USG)、等離子體增強(qiáng)的四原硅酸酯玻璃(PE-TEOS)、旋涂玻璃(SOG)、高密度等離子體-化學(xué)氣相淀積(HDP-CVD)氧化物、磷硅玻璃(PSG)、硼磷硅玻璃(BPSG)等形成第一層間絕緣層235。
通過化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)工藝、深腐蝕工藝或其組合平整第一層間絕緣層235。第一層間絕緣層235可以被平整，直到露出字線240的上表面。
各向異性地刻蝕平整的第一層間絕緣層235，以形成露出MOS晶體管的源/漏區(qū)的第一接觸孔(未示出)。使用在第一層間絕緣層235和柵掩模220之間具有刻蝕選擇率的刻蝕氣體部分地刻蝕由材料如氧化物形成的第一層間絕緣層235。因此，露出源/漏區(qū)的第一接觸孔與字線240自對準(zhǔn)。第一接觸孔的一些露出電容器接觸區(qū)(亦即，存儲節(jié)點接觸區(qū))，其他的第一接觸孔露出位線接觸區(qū)。
在第一層間絕緣層235上形成第二導(dǎo)電層(未示出)，以填充第一接觸孔。使用用高雜質(zhì)濃度摻雜的多晶硅形成第二導(dǎo)電層。通過CMP工藝、深腐蝕工藝或CMP和深腐蝕的組合工藝刻蝕第二導(dǎo)電層，直到露出柵掩模圖形220。結(jié)果，在第一接觸孔中分別形成第一存儲節(jié)點接觸焊盤245和位線接觸焊盤250。這里，第一存儲節(jié)點接觸焊盤245和位線接觸焊盤250稱為自對準(zhǔn)接觸(SAC)焊盤。這里，第一存儲節(jié)點接觸焊盤245和位線接觸焊盤250電連接到源/漏區(qū)。此外，第一存儲節(jié)點接觸焊盤245接觸電容器接觸區(qū)，位線接觸焊盤250接觸位線接觸區(qū)。
圖3A至3C圖示了用于在單元區(qū)和外圍/核心區(qū)中形成位線270和第三層間絕緣層275的工序。
參考圖3A至3C，在存儲節(jié)點接觸焊盤245、位線接觸焊盤250以及第一層間絕緣層230上形成第二層間絕緣層255。使用氧化物如USG、SOG、PE-TEOS、HDP-CVD氧化物、PSG、BPSG等形成第二層間絕緣層255。這里，可以使用與第一層間絕緣層230相同的介質(zhì)材料形成第二層間絕緣層255。另外，可以使用不同于第一層間絕緣層230的介質(zhì)材料形成第二層間絕緣層255。第二層間絕緣層255使第一存儲節(jié)點接觸焊盤245與位線270電隔離。第二層間絕緣層255具有約1000至約3000的厚度。
為了確保后續(xù)光刻工藝的工藝余量，通過CMP工藝、深腐蝕工藝或其組合刻蝕第二層間絕緣層255。結(jié)果，在字線240上剩下的第二層間絕緣層255具有約1000至2000的厚度。
該通過光刻工藝部分地刻蝕剩下的第二層間絕緣層255，以形成露出位線接觸焊盤250的第二接觸孔(未示出)，位線接觸焊盤250接觸位線接觸區(qū)。第二接觸孔可以稱為位線接觸孔。
在第二層間絕緣層255上依次形成第三導(dǎo)電層(未示出)和第二掩模層(未示出)，以填充第二接觸孔。第三導(dǎo)電層和第二掩模層將被構(gòu)圖，以分別形成位線導(dǎo)電圖形260和位線掩模圖形265。
通過光刻工藝順序地刻蝕第二掩模層和第三導(dǎo)電層，以便在第二層間絕緣層255上形成位線270。每個位線270包括位線導(dǎo)電圖形260和位線掩模圖形265。另外，在使用光刻膠圖形作為刻蝕掩?？涛g第二掩模層以形成位線掩模圖形265之后，使用位線掩模圖形265作為刻蝕掩模刻蝕第三導(dǎo)電層，以形成位線導(dǎo)電圖形260。
位線導(dǎo)電圖形260可以包括金屬化合物的第一層和金屬的第二層。例如，第一層包括鈦/氮化鈦(Ti/TiN)以及第二層包括鎢(W)。位線掩模圖形265在用于形成存儲節(jié)點接觸孔的后續(xù)刻蝕工序中保護(hù)位線導(dǎo)電圖形260。例如，位線掩模圖形265可以包括氮化物。
如圖3C所示，在襯底200的外圍/核心區(qū)中的部分第二層間絕緣層255上形成不同的位線270和271。這里，外圍/核心區(qū)中的一個位線270具有與單元區(qū)中的位線270基本上相同的寬度，而外圍/核心區(qū)中的其他位線271具有比單元區(qū)中的位線270基本上更寬的寬度。外圍/核心區(qū)中的這些寬位線271對應(yīng)于將與金屬接觸295電接觸的焊臺。在基本上垂直于字線240的方向布置單元區(qū)和外圍/核心區(qū)中的位線270。
一般，對應(yīng)于布線的位線270探測存儲在半導(dǎo)體器件的存儲單元的電容器中的電荷。位線270電連接到位于半導(dǎo)體器件的外圍電路區(qū)中的讀出放大器。根據(jù)存儲在電容器中的電荷的探測可以探測位線270的電壓變化。根據(jù)電容器電容量增加或位線270的負(fù)載電容減小位線270的電壓變化可能減小。由于根據(jù)位線270的負(fù)載電容減小可以提高讀出放大器的靈敏度，因此位線270的負(fù)載電容可以有利地減小，以便提高半導(dǎo)體器件的可靠性和響應(yīng)速度。
在本發(fā)明的一個實施例中，位線導(dǎo)電圖形260通過對應(yīng)于位線接觸孔的第二接觸孔直接連接到位線接觸焊盤250。
另外，通過在位線接觸孔中填充導(dǎo)電材料，可以在位線接觸孔中形成接觸位線接觸焊盤250的位線接觸栓塞。然后，在位線接觸栓塞上形成位線導(dǎo)電圖形260。具體，在第二層間絕緣層255上形成阻擋金屬層和金屬層，以填充位線接觸孔。阻擋金屬層可以包括鈦/氮化鈦，金屬層可以包括鎢。通過CMP工藝或深腐蝕工藝刻蝕阻擋金屬層和金屬層，直到露出第二層間絕緣層255，由此形成填充位線接觸孔的位線接觸栓塞。因此，位線接觸栓塞直接接觸位線接觸焊盤250。然后，在位線接觸焊盤和第二層間絕緣層255形成第三導(dǎo)電層和第二掩模層之后，刻蝕第二掩模層和第三導(dǎo)電層，以形成位線導(dǎo)電圖形260和位線掩模圖案265。這里，每個位線導(dǎo)電圖形260僅包括一個金屬膜。結(jié)果，通過位線接觸栓塞使位線導(dǎo)電圖形260電連接到位線接觸焊盤250。
在包括位線270的襯底200上形成第三層間絕緣層275。例如使用氧化物如USG、SOG、PE-TEOS、HDP-CVD氧化物、BPSG、PSG等形成第三層間絕緣層275。如上所述，可以使用與第一層間絕緣層235或第二層間絕緣層255相同或不同的材料形成第三層間絕緣層。
通過CMP工藝、深腐蝕工藝或其組合刻蝕層間絕緣層275，以平整第三層間絕緣層275。
當(dāng)通過使用在高溫下淀積的高溫氧化物或需要烘焙工序的氧化物在包括鎢的位線導(dǎo)電圖形260上形成第三層間絕緣層275時，例如在位線導(dǎo)電圖形260上淀積BPSG或SOG之后，因為位線導(dǎo)電圖形260的側(cè)壁被露出，所以位線導(dǎo)電圖形260中包括的鎢可能被氧化。為了防止位線導(dǎo)電圖形260的氧化，使用HDP-CVD氧化物在導(dǎo)電圖形260上有利地形成第三層間絕緣層275，HDP-CVD氧化物容易覆蓋位線導(dǎo)電圖形260，而不在其中產(chǎn)生空隙。
另外地，可以在位線270和第二層間絕緣層255上形成氮化層，以防止在彼此鄰近的位線270之間的第三層間絕緣層275中產(chǎn)生空隙。然后，可以在氮化物層上形成第三層間絕緣層275。這里，氮化物層可以具有約50至200A的厚度。
此外，為了防止損壞位線270和在位線270和第二存儲節(jié)點接觸之間電短路，在用于形成存儲節(jié)點接觸孔的工序中，可以在位線270的側(cè)壁上形成隔片。這里，優(yōu)選使用相對于第三層間絕緣層275具有刻蝕選擇率的材料如氮化物形成隔片。
圖4A至4C圖示了用于形成存儲節(jié)點接觸栓塞280和存儲節(jié)點接觸圖形285的工序。
參考圖4A至4C，通過光刻工序部分地刻蝕第三層間絕緣層275和第二層間絕緣層255，以形成露出第一存儲節(jié)點接觸焊盤245的第三接觸孔(未示出)。第三接觸孔稱為存儲節(jié)點接觸孔。
另外，可以通過自對準(zhǔn)工藝使用隔片形成存儲節(jié)點接觸孔。具體，部分地刻蝕第三層間絕緣層275，以在部分第三層間絕緣層275中形成開口。在具有開口的第三層間絕緣層275上形成氮化物層之后，各向異性地刻蝕氮化物層以在開口的側(cè)壁形成隔片。然后，刻蝕第三層間絕緣層275和第二層間絕緣層255，直到露出第一存儲節(jié)點接觸焊盤245，以形成穿過第三層間絕緣層275和第二層間絕緣層255的存儲節(jié)點接觸孔。亦即，存儲節(jié)點接觸孔與隔片自對準(zhǔn)。
此外，可以使用犧牲層形成存儲節(jié)點接觸孔。使用具有相對于第三層間絕緣層275的刻蝕速率的材料在第三層間絕緣層275和位線270上形成犧牲層。例如，當(dāng)?shù)谌龑娱g絕緣層275包括HDP-CVD氧化物時，犧牲層包括具有高雜質(zhì)濃度的BPSG。犧牲層在用于形成存儲節(jié)點接觸孔的刻蝕工藝中保護(hù)位線導(dǎo)電圖形260。通過刻蝕犧牲層、第三層間絕緣層275和第二層間絕緣層255形成露出第一存儲節(jié)點接觸焊盤245的存儲節(jié)點接觸孔。可以在第三層間絕緣層275上形成的開口的側(cè)壁上形成隔片，以便通過如上所述的自對準(zhǔn)工藝可以形成存儲節(jié)點接觸孔。
在本發(fā)明的另一個實施例中，可以在第三層間絕緣層275上形成抗反射層(ARL)，以確保用于形成存儲節(jié)點接觸孔的刻蝕工藝的工藝余量。在本發(fā)明的再一個實施例中，在形成存儲節(jié)點接觸孔之后，可以執(zhí)行附加的清洗工序，以便除去通過存儲節(jié)點接觸孔露出的第一存儲節(jié)點接觸焊盤245上的自然氧化層或顆粒。
在第三層間絕緣層275上形成第四導(dǎo)電層(未示出)以填充存儲節(jié)點接觸孔之后，通過CMP工藝、深腐蝕工藝或CMP和深腐蝕的組合工藝刻蝕第四導(dǎo)電層，直到露出第三層間絕緣層275。因此，在存儲節(jié)點接觸孔中分別形成存儲節(jié)點接觸栓塞280。存儲節(jié)點接觸栓塞280可以包括基本上類似第一存儲節(jié)點接觸焊盤245的摻雜多晶硅。
但是，在如4C所示的外圍/核心區(qū)中不形成存儲節(jié)點接觸栓塞280。
為了形成例如具有矩形形狀的第二存儲節(jié)點接觸焊盤290，在存儲節(jié)點接觸栓塞280和第三層間絕緣層275上形成緩沖層(未示出)。使用材料如氧化物形成緩沖層。可以通過光刻工藝刻蝕緩沖層，以便在襯底200的單元區(qū)和外圍/核心區(qū)中分別形成存儲節(jié)點接觸圖形285和金屬接觸點圖形286。存儲節(jié)點接觸圖形285和金屬接觸圖形286部分地露出包括存儲節(jié)點接觸栓塞280和位線焊臺271的第三層間絕緣層275。在襯底200的單元區(qū)中，形成存儲節(jié)點接觸圖形285，以露出其上形成第二存儲節(jié)點接觸焊盤290的部分第三層間絕緣層275。在襯底200的外圍/核心區(qū)，形成金屬接觸圖形286，以露出第三層間絕緣層275的部分表面，位線焊臺271的外圍部分位于第三層間絕緣層275之下，如圖4C所示。
參考圖4C，在第三層間絕緣層275的部分形成金屬接觸圖形286，該部分包括將形成金屬接觸295的部分。
根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，在襯底200的單元區(qū)和外圍/核心區(qū)中形成緩沖層之后，在形成第二存儲節(jié)點接觸焊盤290和金屬接觸295之前，構(gòu)圖緩沖層以在單元區(qū)中形成存儲節(jié)點接觸圖形280和在外圍/核心區(qū)中形成金屬接觸圖形。在外圍/核心區(qū)中形成的金屬接觸圖形286具有重疊位線焊臺271的上外圍部分的開口289。這里，通過用于形成金屬接觸295的后續(xù)工藝的誤對準(zhǔn)余量金屬接觸圖形286與位線焊臺271部分重疊。亦即，根據(jù)位于位線焊臺271上的金屬接觸圖形286的寬度增加，可以增加用于形成金屬接觸295的工藝的工藝余量。因此，可以大大地增加與位線焊臺271有關(guān)的金屬接觸圖形286的重疊余量，而不改變半導(dǎo)體器件的尺寸。
圖5A至5C圖示了用于形成第二存儲節(jié)點接觸焊盤290和第五導(dǎo)電層圖形291的工序。
參考圖5A至5C，在通過存儲節(jié)點接觸圖形285和金屬接觸圖形286露出的第三層間絕緣層275上形成第五導(dǎo)電層(未示出)。例如，使用摻雜的多晶硅形成第五導(dǎo)電層。
通過CMP工藝、以及深腐蝕工藝或CMP和深腐蝕的組合工藝刻蝕第五導(dǎo)電層，直到露出存儲節(jié)點接觸圖形285和金屬接觸圖形286，由此形成第二存儲節(jié)點接觸焊盤290和第五導(dǎo)電層圖形291。在襯底200的單元區(qū)中的存儲節(jié)點接觸栓塞280上形成第二存儲節(jié)點接觸焊盤290，在襯底200的外圍/核心區(qū)中的金屬接觸圖形286中形成第五導(dǎo)電層圖形291。第五導(dǎo)電層圖形291位于由金屬接觸圖形286露出的位線焊臺271。因此，金屬接觸圖形286的一部分286′位于位線焊臺271的中心部分之上，第五導(dǎo)電層圖形291位于位線焊臺271的外圍部分之上。在用于形成金屬接觸孔294的后續(xù)工藝中，在除去對應(yīng)于位線焊臺271的中心部分的部分金屬接觸圖形286之后，可以除去位線焊臺271的中心部分，以在其中形成開口。結(jié)果，可以沿位線焊臺271的中心部分形成露出位線導(dǎo)電圖形261的表面的開口。第二存儲節(jié)點接觸焊盤290通過單元區(qū)中的存儲節(jié)點接觸栓塞280電連接到電容器接觸區(qū)。第五導(dǎo)電層圖形291位于在外圍/核心區(qū)中的位線焊臺271的外圍部分上。
圖6和7圖示了用于在襯底200的外圍/核心區(qū)中形成金屬接觸孔294和金屬接觸295的工序。圖8圖示了圖7中的半導(dǎo)體器件的電子顯微圖片。
盡管沒有示出電容器，但是根據(jù)形成電容器的一般工序在襯底200的單元區(qū)中形成電容器。每個電容器包括在第二存儲節(jié)點接觸焊盤290上形成的存儲電極、在存儲電極上形成的介質(zhì)層以及在介質(zhì)層上形成的電極板。
參考圖6至8，在襯底200的單元區(qū)中形成電容器之后，在襯底200的整個表面上形成第四層間絕緣層300。通過光刻工藝刻蝕第四層間絕緣層300、金屬接觸圖形286和位線掩模圖形265，由此形成露出位線焊臺271的位線導(dǎo)電圖形260的金屬接觸孔294。金屬接觸孔294可以稱為第四接觸孔。這里，除去位于位線焊臺271的中心部分上的部分金屬接觸圖形286，以由此形成露出位線焊臺271的中心部分的開口。
使用摻雜的多晶硅或鎢在第四層間絕緣層300上形成第六導(dǎo)電層(未示出)，以填充金屬接觸孔294。當(dāng)通過CMP工藝、深腐蝕工藝、或其組合工藝刻蝕第六導(dǎo)電層時，在金屬接觸孔294中形成金屬接觸295。金屬接觸295將位線焊臺271電連接到上層布線(未示出)。由于第五導(dǎo)電層圖形291具有相對于金屬接觸圖形294的刻蝕選擇率，因此金屬接觸孔294相對于位線焊臺271自對準(zhǔn)。因此，因為金屬接觸295相對于位線焊臺271自對準(zhǔn)，所以可以大大地提高用于形成金屬接觸295的工藝余量。
根據(jù)本發(fā)明的其他實施例，可以最大化與位線焊臺有關(guān)的金屬接觸的重疊余量，而不改變半導(dǎo)體器件的布局和半導(dǎo)體器件的尺寸，由此將金屬接觸正確地連接到位線焊臺。但是，用于形成金屬接觸的工藝余量可能是不充分的。因此，通過有效地確保金屬接觸和位線焊臺之間的連接，防止半導(dǎo)體器件的故障。此外，在沒有附加的光刻工藝的條件下，形成用于將位線連接到上層布線的金屬接觸，因此可以有效地防止對位線和下面的結(jié)構(gòu)的損壞，以及簡化了用于形成金屬接觸的工藝。結(jié)果，可以減小用于半導(dǎo)體器件的制造成本，可以提高制造產(chǎn)量。
已因此描述了本發(fā)明的示例性實施例，應(yīng)當(dāng)理解由附加的權(quán)利要求所限定本發(fā)明不允許被上述的具體詳細(xì)闡述所限制，在不脫離之后的權(quán)利要求的精神或范圍的條件下，可以對其進(jìn)行各種明顯的改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件，包括在半導(dǎo)體襯底的非單元區(qū)中形成的導(dǎo)電焊盤；重疊導(dǎo)電焊盤的外圍區(qū)的導(dǎo)電圖形，該導(dǎo)電圖形具有一個開口，以露出導(dǎo)電焊盤的另一個區(qū)域；以及貫穿開口的導(dǎo)電接觸，該導(dǎo)電接觸電連接到導(dǎo)電焊盤。
2.如權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件，還包括布置在導(dǎo)電圖形上的上層布線，其中導(dǎo)電接觸連接到上層布線。
3.如權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件，其中導(dǎo)電焊盤包括在襯底的外圍/核心區(qū)中形成的位線焊臺。
4.如權(quán)利要求3的半導(dǎo)體器件，其中位線焊臺包括在半導(dǎo)體襯底上形成的位線導(dǎo)電圖形以及在位線導(dǎo)電圖形上形成的位線掩模圖形。
5.如權(quán)利要求4的半導(dǎo)體器件，其中位線導(dǎo)電圖形包括第一層和第二層，第一層包括金屬化合物，第二層包括金屬。
6.如權(quán)利要求5的半導(dǎo)體器件，其中第一層包括鈦/氮化鈦，第二層包括鎢。
7.如權(quán)利要求4的半導(dǎo)體器件，其中位線掩模圖形包括氮化物。
8.如權(quán)利要求4的半導(dǎo)體器件，其中導(dǎo)電接觸通過位線掩模圖形連接到位線導(dǎo)電圖形。
9.如權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件，還包括在導(dǎo)電焊盤和導(dǎo)電圖形之間形成的絕緣層。
10.如權(quán)利要求9的半導(dǎo)體器件，其中導(dǎo)電接觸通過絕緣層連接到導(dǎo)電焊盤。
11.如權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件，其中導(dǎo)電圖形包括多晶硅。
12.如權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件，其中導(dǎo)電接觸包括摻雜的多晶硅或鎢。
13.一種形成半導(dǎo)體器件的方法，包括在半導(dǎo)體襯底的非單元區(qū)中形成導(dǎo)電焊盤；在導(dǎo)電焊盤上形成第一圖形，該第一圖形具有重疊導(dǎo)電焊盤的外圍區(qū)的孔；在孔內(nèi)形成第二圖形；除去第二圖形之間的部分第一圖形，由此形成一個開口，以露出導(dǎo)電焊盤的另一個區(qū)域；以及形成貫穿開口且電連接到導(dǎo)電焊盤的導(dǎo)電接觸。
14.如權(quán)利要求13的方法，其中形成導(dǎo)電焊盤還包括在襯底上形成第一絕緣層；在第一絕緣層上形成導(dǎo)電層；在導(dǎo)電層上形成掩模層；以及刻蝕掩模層和導(dǎo)電層，由此形成具有導(dǎo)電圖形和掩模圖形的導(dǎo)電焊盤。
15.如權(quán)利要求14的方法，其中形成導(dǎo)電接觸還包括在第一圖形和第二圖形上形成第二絕緣層；刻蝕第二絕緣層、第一圖形和掩模圖形，由此形成接觸孔，以露出導(dǎo)電焊盤；以及在接觸孔中的形成導(dǎo)電接觸。
16.如權(quán)利要求13的方法，其中第二圖形相對于第一圖形具有刻蝕選擇率。
17.如權(quán)利要求16的方法，其中第一圖形包括氧化物。
18.如權(quán)利要求17的方法，其中第二圖形包括導(dǎo)電材料。
19.如權(quán)利要求18的方法，其中第二圖形包括多晶硅。
20.一種半導(dǎo)體器件，包括在半導(dǎo)體襯底的單元區(qū)和非單元區(qū)中形成的柵極結(jié)構(gòu)；在柵極結(jié)構(gòu)之間的單元區(qū)中的第一接觸區(qū)和第二接觸區(qū)；重疊第一和第二接觸區(qū)的第一絕緣層；通過第一絕緣層分別接觸第一接觸區(qū)和第二接觸區(qū)的第一焊盤和第二焊盤；在單元區(qū)中的第一絕緣層、第一焊盤和第二焊盤上以及在非單元區(qū)中的第一絕緣層上形成的第二絕緣層；在單元區(qū)中的第二絕緣層上形成的位線結(jié)構(gòu)，位線結(jié)構(gòu)連接到第二焊盤；在非單元區(qū)中的第二絕緣層上形成的位線焊臺；在位線結(jié)構(gòu)和位線焊臺上形成的第三絕緣層；在單元區(qū)中的第三絕緣層上形成的第一接觸圖形，其中第一接觸圖形露出第一焊盤；在非單元區(qū)中的第三絕緣層上形成的第二接觸圖形，第二接觸圖形具有重疊位線焊臺的外圍部分的孔；通過第三絕緣層和第二絕緣層接觸第一焊盤的接觸栓塞；在單元區(qū)中的接觸栓塞上形成的第三焊盤；在重疊位線焊臺的外圍部分的孔內(nèi)形成的導(dǎo)電圖形，該導(dǎo)電圖形在其間具有開口，以露出焊臺的主要中心部分。在第一接觸圖形、第三焊盤、第二接觸圖形以及導(dǎo)電圖形上形成的第四絕緣層；以及通過第四絕緣層和導(dǎo)電圖形與位線焊臺接觸的金屬接觸，該金屬接觸貫穿開口。
21.如權(quán)利要求20的半導(dǎo)體器件，其中每個位線結(jié)構(gòu)和位線焊臺包括位線導(dǎo)電圖形和位線掩模圖形。
22.如權(quán)利要求21的半導(dǎo)體器件，其中位線導(dǎo)電圖形包括金屬化合物的第一層和金屬的第二層。
23.如權(quán)利要求22的半導(dǎo)體器件，其中第一層包括鈦/氮化鈦，第二層包括鎢。
24.如權(quán)利要求21的半導(dǎo)體器件，其中位線掩膜圖形包括氮化物。
25.如權(quán)利要求21的半導(dǎo)體器件，其中金屬接觸通過位線掩模圖形連接到位線導(dǎo)電圖形。
26.如權(quán)利要求20的半導(dǎo)體器件，其中使用與第二接觸圖形相同的材料形成第一接觸圖形。
27.如權(quán)利要求26的半導(dǎo)體器件，其中導(dǎo)電圖形具有相對于第二接觸圖形的刻蝕選擇率。
28.如權(quán)利要求27的半導(dǎo)體器件，其中導(dǎo)電圖形包括多晶硅，第二接觸圖形包括氧化物。
29.一種制造半導(dǎo)體器件的方法，包括在半導(dǎo)體襯底的單元區(qū)和非單元區(qū)中形成柵極結(jié)構(gòu)；在柵極結(jié)構(gòu)之間的襯底的單元區(qū)中形成第一接觸區(qū)和第二接觸區(qū)；在襯底上形成第一絕緣層；通過部分地刻蝕第一絕緣層形成露出第一接觸區(qū)和第二接觸區(qū)的第一接觸孔；在第一接觸孔中形成第一焊盤和第二焊盤，其中第一焊盤和第二焊盤分別接觸第一接觸區(qū)和第二接觸區(qū)；在單元區(qū)中的第一絕緣層、第一焊盤和第二焊盤上以及在非單元區(qū)中的第一絕緣層上形成第二絕緣層；通過部分地刻蝕單元區(qū)中的第二絕緣層形成露出第二焊盤的第二接觸孔；在第二接觸孔中形成接觸第二焊盤的第一接觸；在單元區(qū)中的第一接觸和第二絕緣層上形成位線結(jié)構(gòu)，以及在非單元區(qū)中的第二絕緣層上形成位線焊臺；在位線結(jié)構(gòu)和位線焊臺上形成第三絕緣層；通過部分地刻蝕單元區(qū)中的第三絕緣層和第二絕緣層形成露出第一焊盤的第三接觸孔；在第三接觸孔中形成接觸第一焊盤的第二接觸；在單元區(qū)中的第三絕緣層上形成露出第二接觸的第一接觸圖形，以及在非單元區(qū)中的第三絕緣層上形成用于露出位線焊臺的第二接觸圖形；在露出的第二接觸上形成第三焊盤，以及形成重疊位線焊臺的外圍區(qū)的導(dǎo)電圖形，該導(dǎo)電圖形具有一個開口，以露出焊臺的主要中心區(qū)；以及形成接觸位線焊臺的金屬接觸，該金屬接觸貫穿開口。
30.如權(quán)利要求29的方法，其中第二和第三絕緣層包括從由USG、SOG、PE-TEOS、HDP-CVD氧化物、BPSG和PSG以及其組合構(gòu)成的組中挑選出來任意一種。
31.如權(quán)利要求29的方法，還包括通過化學(xué)機(jī)械拋光工藝、深腐蝕工藝或化學(xué)機(jī)械拋光和深腐蝕工藝的組合工藝平整第二絕緣層和第三絕緣層。
32.如權(quán)利要求29的方法，其中形成位線結(jié)構(gòu)和位線焊臺還包括在單元區(qū)中的第一接觸和第二絕緣層上以及在非單元區(qū)中的第二絕緣層上形成第一導(dǎo)電層；在第一導(dǎo)電層上形成掩模層；以及刻蝕掩模層和第一導(dǎo)電層，以在單元區(qū)中形成包括位線導(dǎo)電圖形和位線掩模圖形的位線結(jié)構(gòu)，以及在非單元區(qū)中形成包括位線導(dǎo)電圖形和位線掩模圖形的位線焊臺。
33.如權(quán)利要求29的方法，其中形成位線結(jié)構(gòu)和位線焊臺還包括在單元區(qū)中的第一接觸和第二絕緣層上以及在非單元區(qū)中的第二絕緣層上形成第一層；在第一層上形成第二層；在第二層上形成掩模層；以及刻蝕掩模層、第二層和第一層，以在單元區(qū)中形成包括位線導(dǎo)電圖形和位線掩模圖形的位線結(jié)構(gòu)，以及在非單元區(qū)中形成包括位線導(dǎo)電圖形和位線掩模圖形的位線焊臺。
34.如權(quán)利要求29的方法，其中形成金屬接觸還包括在第一接觸圖形、第二接觸圖形、位線焊臺以及導(dǎo)電圖形上形成第四絕緣層；以及通過部分地刻蝕第四絕緣層和第二接觸層形成露出位線焊臺的第四接觸孔。
全文摘要
在一個實施例中，一種半導(dǎo)體器件包括在半導(dǎo)體襯底中形成的導(dǎo)電焊盤。該半導(dǎo)體器件還包括重疊導(dǎo)電焊盤的外圍區(qū)的導(dǎo)電圖形。該導(dǎo)電圖形具有一個開口，以露出導(dǎo)電焊盤的另一個區(qū)域。該半導(dǎo)體器件還還包括貫穿開口的導(dǎo)電接觸。該導(dǎo)電接觸電連接到導(dǎo)電焊盤。結(jié)果，可以減小用于半導(dǎo)體器件的制造成本，同時可以提高制造產(chǎn)量。
文檔編號H01L23/52GK1577823SQ20041005985
公開日2005年2月9日 申請日期2004年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月25日
發(fā)明者樸濟(jì)民 申請人:三星電子株式會社