專利名稱：半導(dǎo)體裝置的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，尤其是一種能夠防止導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的硬屏蔽在接觸形成期間的損失的半導(dǎo)體裝置的制造方法。
背景技術(shù)：
大規(guī)模集成的趨勢導(dǎo)致需要在局限的單元區(qū)(cell region)中，很密集地形成半導(dǎo)體裝置。因此，半導(dǎo)體裝置的單元裝置，如晶體管和電容器，的尺寸逐漸減少。尤其，在動態(tài)隨機(jī)存取存儲器(DRAM)裝置中，隨著設(shè)計規(guī)則朝向微小化移動時，形成在單元區(qū)中的單元裝置的尺寸會減小。例如，目前形成的DRAM裝置具有約小于0.1μm的最小線寬，而且經(jīng)常要求具有約小于80nm的線寬。因此，應(yīng)用傳統(tǒng)的制造方法有許多困難。
在將使用波長為193nm的ArF光源的光刻應(yīng)用到線寬約小于80nm的半導(dǎo)體裝置的情況下，需要發(fā)展一種另外的制程配方，以防止在為了精確形成圖案和垂直的蝕刻剖面所采用的蝕刻制程期間產(chǎn)生光阻變形。
另一方面，半導(dǎo)體裝置集成度的進(jìn)步，致使裝置組件以堆棧方式形成。堆棧結(jié)構(gòu)的一個例子為接觸插塞或接觸墊。
對于接觸插塞而言，最常形成平臺插塞接觸(landing plugcontact，LPC)，因為LPC具有在最小面積內(nèi)制作寬的接觸的底部，和比底部寬的頂部，以增加接觸邊限。
自對準(zhǔn)接觸(SAC)蝕刻制程被采用，以在具有高縱橫比的結(jié)構(gòu)之間形成LPC。SAC蝕刻制程是一種通過對具有特定蝕刻選擇比的底部結(jié)構(gòu)執(zhí)行蝕刻制程，形成接觸的方法。一般而言，SAC蝕刻制程在氮化物和氧化物之間使用不同的蝕刻選擇比。
一般而言，SAC蝕刻制程使用選擇自CF和CHF族的蝕刻氣體。此外，還需要形成用以形成蝕刻停止層的氮化物層及間隔，以防止底部導(dǎo)電結(jié)構(gòu)受到傷害。
例如，在柵極電極的情況下，氮化物基間隔層是被形成在柵極電極的頂部和側(cè)壁上。因為縱橫比增加，所以間隔層形成氮化物堆棧層。在這些氮化物層之間，形成氧化物緩沖層，以抑制因氮化物層之間或氮化物層和基板之間所引發(fā)的應(yīng)力而導(dǎo)致的破裂的產(chǎn)生。此種間隔層的典型例子為氮化物層、氧化物層和氮化物層的三層堆棧結(jié)構(gòu)。此三層堆棧結(jié)構(gòu)稱為NON結(jié)構(gòu)。
此外，在NON結(jié)構(gòu)上，形成由氮化物制成的蝕刻停止層，以防止導(dǎo)電結(jié)構(gòu)在單元接觸形成制程期間受到傷害。
下面，將說明使用具有NON結(jié)構(gòu)和蝕刻停止層的上述柵極電極結(jié)構(gòu)，形成單元接觸的傳統(tǒng)方法。
圖1A到圖1D為用以形成單元接觸的傳統(tǒng)方法的橫截面圖。
參照圖1A，在基板100上，形成許多柵極電極結(jié)構(gòu)G1和G2。每一個柵極電極結(jié)構(gòu)都包含有柵極硬屏蔽103、柵極導(dǎo)電層102和柵極絕緣層101。
柵極絕緣層101是由典型的氧化物基材料制成，如氧化硅，而柵極導(dǎo)電層102由選自多晶硅、鎢(W)、氮化鎢(WN)、和硅化鎢(WSix)的組的一個或組合的材料制成。
柵極硬屏蔽103在通過蝕刻將在后續(xù)形成的層間絕緣層，形成接觸孔期間，是柵極導(dǎo)電層102的保護(hù)層。因此，柵極硬屏蔽103由蝕刻選擇比大大不同于層間絕緣層的材料制成。例如，若層間絕緣層是由氧化物基材料制成，則柵極硬屏蔽103由氮化物基材料制成，如氮化硅(SiN)或氮氧化硅(SiON)。若層間絕緣層由聚合物基低介電材料制成，則柵極硬屏蔽103由氧化物基材料制成。
此外，在位于柵極電極結(jié)構(gòu)G1和G2之間的基板100的預(yù)定部分，形成雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)104，就像源極/漏極結(jié)。
在形成多個柵極電極結(jié)構(gòu)G1和G2之后，在柵極電極圖案G1和G2上，依序形成氮化物密封層105、氧化物緩沖層106、及氮化物間隔層107。在此，參考符號NON表示包含氮化物密封層105、氧化物緩沖層106、及氮化物間隔層107的NON結(jié)構(gòu)。
其次，在氮化物間隔層107上，形成蝕刻停止層108，以停止蝕刻，因而可以防止底部的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，如柵極電極結(jié)構(gòu)G1和G2，在SAC蝕刻制程期間受到損傷。此時，蝕刻停止層108最好是沿著氮化物間隔層107的剖面形成，而且是由氮化物基材料制成。
參照圖1B，在蝕刻停止層108上，形成由氧化物基材料制成的層間絕緣層109。氧化物基材料的例子有硼硅酸鹽玻璃(BSG)、硼磷硅酸鹽玻璃(BPSG)、磷硅酸鹽玻璃(PSG)、四乙基正硅酸鹽(TEOS)、高密度等離子體(HDP)氧化物、旋布玻璃(SOG)，先進(jìn)平坦化層(APL)、及類似的材料。除了氧化物基材料之外，層間絕緣層109也可以由有機(jī)或無機(jī)的低介電材料制成。
在層間絕緣層109上，形成用以形成單元接觸的光阻圖案110。雖然沒有示出，但是可以在光阻圖案110和層間絕緣層109之間形成抗反射涂層。
參照圖1C，通過使用光阻圖案110當(dāng)作蝕刻屏蔽，執(zhí)行SAC蝕刻制程來蝕刻層間絕緣層109。此時，在使用層間絕緣層109和柵極硬屏蔽103之間的不同的蝕刻選擇比下，進(jìn)行SAC蝕刻制程。此外，此SAC蝕刻制程在蝕刻停止層108停止。根據(jù)此SAC蝕刻制程，會形成接觸孔111。之后，透過灰化制程，移除光阻圖案110。若抗反射涂層由有機(jī)材料制成，則抗反射涂層也可以在此灰化制程期間同時移除。
參照圖1D，執(zhí)行接觸打開制程，以通過移除蝕刻停止層108，NON結(jié)構(gòu)和柵極絕緣層101，曝露位在接觸孔111底部下方的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)104。然后，執(zhí)行用以移除蝕刻殘留物和擴(kuò)大接觸孔111的開口的清洗制程。
對于SAC蝕刻制程和接觸開口制程，使用CxFy和CaHbFc的混合氣體，其中x和y表示范圍從1到10的原子比，a，b，c表示范圍從1到10的原子比。
雖然沒有示出，但是在清洗制程之后，將用以形成插塞的導(dǎo)電材料填入接觸孔111之中。然后，在曝露柵極硬屏蔽103的表面的目標(biāo)下，執(zhí)行化學(xué)機(jī)械研磨(CMP)制程，使得形成穿過接觸孔111電性連接至雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)104的插塞。
與此同時，因為大規(guī)模集成，所以柵極電極結(jié)構(gòu)G1和G2的高度會變高。因此，蝕刻目標(biāo)的厚度會增加，此一定會造成蝕刻氣體的過度使用，和延長蝕刻時間。結(jié)果，柵極硬屏蔽103會有所損失，此損失在圖1D中以參考數(shù)字112表示。
柵極硬屏蔽103的損失會嚴(yán)重影響裝置的操作。例如，若流進(jìn)后續(xù)制程的柵極硬屏蔽103剩下很少的量，則會因自對準(zhǔn)接觸失效，而在裝置之間發(fā)生短路。因此，單元接觸形成制程其中一個很重要的目的是要使柵極硬屏蔽103剩下的量盡可能的多。
尤其，在各種造成柵極硬屏蔽103的損失的制程當(dāng)中，蝕刻停止層108、NON結(jié)構(gòu)和柵極絕緣層101的移除，是使柵極硬屏蔽103的損失最小的最難的制程。因為在過蝕刻蝕刻停止層108、NON結(jié)構(gòu)和柵極絕緣層101，以確保有足夠的接觸孔開口的目標(biāo)下，應(yīng)用全體回蝕刻(blanket etch-back)制程，所以很難最小化柵極硬屏蔽103的損失。
例如，在線寬小于80nm的裝置中，剩余的蝕刻停止層108具有250的厚度。在考慮過蝕刻的情形下，期望損失的柵極硬屏蔽103厚度為400。但是，使用由未摻雜硅酸鹽玻璃(USG)制成的蓋層，可以補(bǔ)償柵極硬屏蔽103的損失到達(dá)200。
但是，因為會有打開接觸失敗的問題，所以幾乎不可能將此蓋層應(yīng)用到具有60nm線寬的裝置中。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種能夠防止導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的硬屏蔽，在接觸形成制程期間受到損失的半導(dǎo)體裝置的制造方法。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，包含下列步驟在基板上形成包含導(dǎo)電層和硬屏蔽層的多個導(dǎo)電結(jié)構(gòu)；在多個導(dǎo)電結(jié)構(gòu)上，依序形成第一氮化物層、氧化物層、第二氮化物層、和蝕刻停止層；在蝕刻停止層上，形成層間絕緣層；及執(zhí)行選擇性蝕刻層間絕緣層、蝕刻停止層、第二氮化物層和氧化物層的自對準(zhǔn)接觸(SAC)蝕刻制程，直到SAC蝕刻制程在第一氮化物層停止，因此形成曝露第一氮化物層的接觸孔。


根據(jù)下面結(jié)合附圖對優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說明，本發(fā)明上述的和其它的目的與特征將會變得更易理解，其中圖1A到圖1D為用以形成單元接觸的傳統(tǒng)方法的橫截面圖；圖2為具有氮化物層、氧化物層和氮化物層的NON結(jié)構(gòu)的柵極電極結(jié)構(gòu)的掃瞄式電子顯微圖片；圖3A到圖3E為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例，用以形成接觸的方法的橫截面圖；以及圖4A到圖4F為根據(jù)本發(fā)明另一優(yōu)選實(shí)施例，用以形成接觸的方法的橫截面圖。
具體實(shí)施例方式
下面將參照附圖，詳細(xì)說明根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的制造方法。
圖2為具有氮化物層、氧化物層和氮化物層的NON結(jié)構(gòu)的柵極電極結(jié)構(gòu)的掃瞄式電子顯微鏡照片。
如圖所示，在柵極電極結(jié)構(gòu)G1和G2上，依序形成第一氮化物層B、氧化物層C、第二氮化物層D和蝕刻停止層E。此外，在柵極電極結(jié)構(gòu)G1和G2的每一個與基板SUB之間的接口上形成一柵極氧化物層A。
此時，柵極氧化物層A、第一氮化物層B、氧化物層C、第二氮化物層D、和蝕刻停止層E分別具有約60、約70、約80、約90、和約100的厚度。因此，為打開接觸孔要通過全體回蝕刻制程移除的總厚度約為400。
在傳統(tǒng)方法中，用以形成接觸的自對準(zhǔn)接觸(SAC)蝕刻制程在蝕刻停止層E和第二氮化物層D處被終止。在一種為用以蝕刻氧化物層的SAC蝕刻裝置的雙極環(huán)型磁鐵(DRM)裝置中，因為第二氮化物層D的損失部分的厚度約為200，所以第二氮化物層D的厚度約大于200。但是，在最近所研發(fā)的裝置中，因為蝕刻裝置的進(jìn)步和加強(qiáng)型蝕刻氣體的發(fā)展，所以在蝕刻氧化物層C期間，第二氮化物層D損失部分的厚度約80。因此，可以控制基板結(jié)構(gòu)的均勻性。
圖3A到圖3E為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例，用以形成接觸的方法的橫截面圖。
參照圖3A，在基板300上，形成多個柵極電極結(jié)構(gòu)G31和G32。在此，每一個柵極電極結(jié)構(gòu)G31和G32都包含有柵極硬屏蔽303、柵極導(dǎo)電層302和柵極絕緣層301。
柵極絕緣層301是由典型的氧化物基材料制成，如氧化硅，而柵極導(dǎo)電層302由選自包括多晶硅、鎢(W)、氮化鎢(WN)、和硅化鎢(WSix)的組的單個或組合的材料制成。
柵極硬屏蔽303扮演在通過蝕刻將在后續(xù)形成的層間絕緣層形成接觸孔期間，保護(hù)柵極導(dǎo)電層302的角色。因此，柵極硬屏蔽303由具有蝕刻選擇比不同于層間絕緣層的材料制成。例如，若層間絕緣層由氧化物基材料制成，則柵極硬屏蔽303由氮化物基材料制成，如氮化硅或氮氧化硅(SiON)。若層間絕緣層由聚合物基低介電材料制成，則柵極硬屏蔽303由氧化物基材料制成。
在位于柵極電極結(jié)構(gòu)G31和G32之間的基板300的預(yù)定部分，有雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)304，如源極/漏極結(jié)。
在形成柵極電極結(jié)構(gòu)G31和G32之后，在柵極電極結(jié)構(gòu)G31和G32上依序形成第一氮化物層305、氧化物層306、及第二氮化物層307。在此，第一氮化物層305、氧化物層306、及第二氮化物層307形成氮化物、氧化物及氮化物(NON)的結(jié)構(gòu)。此NON結(jié)構(gòu)以參考符號NON表示。
然后，在第二氮化物層307上，形成用以停止SAC蝕刻的蝕刻停止層308，以防止柵極電極結(jié)構(gòu)G31和G32在后續(xù)的SAC蝕刻制程期間受到損傷。此時，蝕刻停止層308最好是沿著第二氮化物層307的剖面形成，而且是由氮化物基材料制成。
在此，所形成的第二氮化物層307的厚度約70，使其易于通過SAC蝕刻制程被穿透貫穿。此時，通過控制氧化物層306和第一氮化物層305的離子注入配方和厚度，可以使因減薄的第二氮化物層307所造成的晶體管的特性的變化最小化。尤其，第一氮化物層305具有約80的厚度。
即，第二氮化物層307具有范圍約從70到150的厚度，而第一氮化物層305具有范圍約從80到120的厚度。
參照圖3B，在蝕刻停止層308上形成氧化物基材料制成的上述層間絕緣層309。氧化物基材料制成的例子有硼硅酸鹽玻璃(BSG)、硼磷硅酸鹽玻璃(BPSG)、磷硅酸鹽玻璃(PSG)、四乙基正硅酸鹽(TEOS)、高密度等離子體(HDP)氧化物、旋布玻璃(SOG)、及先進(jìn)平坦化層(APL)。除了可以使用氧化物基材料之外，層間絕緣層309也可以由有機(jī)或無機(jī)的低介電材料制成。
接著，在層間絕緣層309上，形成用以形成接觸的光阻圖案310。在光阻圖案310和層間絕緣層309之間，也可以形成抗反射涂層。
參照圖3C，使用光阻圖案310當(dāng)作蝕刻屏蔽，執(zhí)行SAC蝕刻制程，以蝕刻層間絕緣層309，使得形成曝露位在柵極電極結(jié)構(gòu)G31和G32之間的第一氮化物層305的接觸孔311。
此時，執(zhí)行SAC蝕刻制程，直到貫穿第二氮化物層307。因為此貫穿的第二氮化物層307，所以氧化物層306幾乎被SAC蝕刻制程移除。SAC蝕刻制程在第一氮化物層305停止。
此外，SAC蝕刻制程使用選擇自氟氣基等離子體CxFy的組的主要蝕刻氣體，如C2F4、C2F6、C3F8、C4F6、C5F8和C5F10。在此，表示原子比的下標(biāo)x和y的數(shù)值范圍約從1到10。在SAC蝕刻制程期間，將用以產(chǎn)生聚合物的氣體，如CH2F2、C3HF5或CHF3，與選自包括He、Ne、Ar和Xe的惰性氣體的組的載體氣體一起加入到主要蝕刻氣體中。
移除其中形成有接觸孔311的設(shè)置在每一個柵極電極圖案G31和G32的側(cè)壁上的蝕刻停止層308、第二氮化物層307及氧化物層306的剩余的部分，然后通過采用光阻去除制程，移除光阻圖案310。
參照圖3D，執(zhí)行全體回蝕刻制程，通過移除第一氮化物層305和柵極絕緣層301，打開雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)304的頂部。在全體回蝕刻制程之后，曝露出雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)304。此步驟稱為接觸孔開口制程。此外，位在接觸孔311橫向側(cè)面上的第一氮化物層305，會變成每一個柵極電極圖案G31和G32的間隔層。
與此同時，相較于在接觸孔開口制程期間，移除蝕刻停止層308、NON結(jié)構(gòu)和柵極絕緣層301的傳統(tǒng)方法，因為只需要移除第一氮化物層305和柵極絕緣層301，所以根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，蝕刻目標(biāo)的厚度可被減少。減少此蝕刻目標(biāo)的結(jié)果，可以最小化柵極硬屏蔽303的損失。
在接觸孔開口制程之后，使用清洗溶液執(zhí)行濕式清洗制程，以確保接觸孔311底部的臨界尺寸(CD)，及移除SAC蝕刻制程和全體回蝕刻制程之后剩余的蝕刻殘留物。尤其，用于濕式清洗制程的清洗溶液的例子為氧化物緩沖蝕刻液(BOE)和氫氟酸(HF)。在HF酸的案例中，最好使用以約50到500份的水比1份的HF的比例，混合HF和水所得到的HF稀釋液。
參照圖3E，將用以形成插塞的導(dǎo)電材料填入接觸孔311。在此，導(dǎo)電材料典型為多晶硅，也可以使用通過堆棧多晶硅和障壁金屬，如鈦(Ti)和氮化鈦(TiN)所得到的導(dǎo)電材料。除了多晶硅之外，也可以使用鎢當(dāng)作導(dǎo)電材料。
在形成導(dǎo)電材料之后，執(zhí)行化學(xué)機(jī)械研磨(CMP)制程或全體回蝕刻制程，以形成用于透過接觸孔311電性接觸基板300的插塞312。此時，進(jìn)行CMP制程或全體回蝕刻制程，直到曝露出柵極硬屏蔽303的表面。但是，也可以在剩余部分層間絕緣層309的目標(biāo)下，進(jìn)行CMP制程或全體回蝕刻制程。
圖4A到圖4F為根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的用以形成接觸的方法的橫截面圖。在此，用于圖3A到圖3E的相同的參考數(shù)字用于相同的構(gòu)成組件。
參照圖4A，在基板300上，形成多個柵極電極結(jié)構(gòu)G31和G32。在此，每一個柵極電極結(jié)構(gòu)G31和G32都包含有柵極硬屏蔽303、柵極導(dǎo)電層302和柵極絕緣層301。
柵極絕緣層301由典型的氧化物基材料制成，如氧化硅，而柵極導(dǎo)電層302由選自包含多晶硅、鎢(W)、氮化鎢(WN)、和硅化鎢(WSix)的組的一個或組合的材料制成。
柵極硬屏蔽303扮演在通過蝕刻將在后續(xù)形成的層間絕緣層形成接觸孔期間，保護(hù)柵極導(dǎo)電層302的角色。因此，柵極硬屏蔽303由具有蝕刻選擇比不同于層間絕緣層的材料制成。例如，若層間絕緣層由氧化物基材料制成，則柵極硬屏蔽303由氮化物基材料制成，如氮化硅或氮氧化硅(SiON)。若層間絕緣層由聚合物基低介電材料制成，則柵極硬屏蔽303由氧化物基材料制成。
在位于柵極電極結(jié)構(gòu)G31和G32之間的基板300的預(yù)定部分，有雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)304，如源極/漏極結(jié)。
在形成柵極電極結(jié)構(gòu)G31和G32之后，在柵極電極結(jié)構(gòu)G31和G32上，依序形成第一氮化物層305、氧化物層306、及第二氮化物層307。在此，第一氮化物層305、氧化物層306、及第二氮化物層307形成氮化物、氧化物及氮化物(NON)的結(jié)構(gòu)。此NON結(jié)構(gòu)以參考符號NON表示。
然后，在第二氮化物層307上，形成用以停止SAC蝕刻制程的蝕刻停止層308，以防止柵極電極結(jié)構(gòu)G31和G32在后續(xù)的SAC蝕刻制程期間受到損傷。此時，蝕刻停止層308最好是沿著第二氮化物層307的剖面形成，而且是由氮化物基材料制成。
在此，形成的第二氮化物層307具有約70的厚度，使其易于通過SAC蝕刻制程貫穿。此時，通過控制氧化物層306和第一氮化物層305的離子注入配方和厚度，可以使因減薄第二氮化物層307所造成的晶體管的特性的變化最小化。尤其，第一氮化物層305具有約80的厚度。
換言之，第二氮化物層307具有范圍約從70到150的厚度，而第一氮化物層305具有范圍約從80到120的厚度。
參照圖4B，在蝕刻停止層308上，形成由氧化物基材料制成的上述層間絕緣層309。氧化物基材料的例子有硼硅酸鹽玻璃(BSG)、硼磷硅酸鹽玻璃(BPSG)、磷硅酸鹽玻璃(PSG)、四乙基正硅酸鹽(TEOS)、高密度等離子體(HDP)氧化物、旋布玻璃(SOG)、及先進(jìn)平坦化層(APL)。除了可以使用氧化物基材料之外，層間絕緣層309也可以由有機(jī)或無機(jī)的低介電材料制成。
接著，在層間絕緣層309上，形成用以形成接觸的光阻圖案310。在光阻圖案310和層間絕緣層309之間，也可以形成抗反射涂層。而且，除了使用光阻圖案310當(dāng)作屏蔽之外，也可以使用硬屏蔽，或是單獨(dú)使用硬屏蔽。即，有可能使用由像鎢、多晶硅、或氮化物的材料制成的犧牲硬屏蔽，以確保光阻圖案對蝕刻制程的容許度，及防止圖案變形現(xiàn)象。除此之外，用以形成后續(xù)接觸孔的蝕刻屏蔽，即在本優(yōu)選實(shí)施例中的光阻圖案310，可以形成T型、孔型和條型。
參照圖4C，使用光阻圖案310當(dāng)作蝕刻屏蔽，執(zhí)行SAC蝕刻制程，以蝕刻層間絕緣層309，使得形成曝露位在柵極電極結(jié)構(gòu)G31和G32之間的第一氮化物層305的接觸孔311。
此時，執(zhí)行SAC蝕刻制程，直到穿透第二氮化物層307。因為此穿透的第二氮化物層307，所以氧化物層306幾乎被SAC蝕刻制程移除，而且第一氮化物層305部分被蝕刻。SAC蝕刻制程在第一氮化物層305停止。
此外，SAC蝕刻制程使用選擇自氟氣基等離子體CxFy的組的主要蝕刻氣體，如C2F4、C2F6、C3F8、C4F6、C5F8和C5F10。在此，表示原子比的下標(biāo)x和y的數(shù)值范圍約從1到10。在SAC蝕刻制程期間，將用以產(chǎn)生聚合物的氣體，如CH2F2、C3HF5或CHF3，與選自包括He、Ne、Ar和Xe的惰性氣體組的載體氣體一起加入到主蝕刻氣體中。
在SAC蝕刻制程之后，移除蝕刻停止層308、第二氮化物層307、和氧化物層306的剩余部分，然后采用光阻去除制程，移除光阻圖案310。在使用犧牲硬屏蔽的情況下，可以省略移除硬屏蔽的步驟。
參照圖4D，在上述結(jié)果的基板結(jié)構(gòu)上，形成攻擊阻擋層100。在此，攻擊阻擋層100扮演防止層間絕緣層309的絕緣性質(zhì)劣化的角色，而且優(yōu)選形成的厚度約為50。此時，攻擊阻擋層100優(yōu)選由具有厚度范圍約從30到150的氮化物制成。
參照圖4E，執(zhí)行全體回蝕刻制程或濕式清洗制程，通過移除攻擊阻擋層100、第一氮化物層305和柵極絕緣層301，曝露出雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)304。此步驟稱為接觸孔開口制程。
與此同時，相較于在接觸孔開口制程期間，移除蝕刻停止層308、NON結(jié)構(gòu)和柵極絕緣層301的傳統(tǒng)方法，因為只需要移除攻擊阻擋層100、第一氮化物層305和柵極絕緣層301、所以根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，蝕刻目標(biāo)的厚度可以減少。作為此減少的蝕刻目標(biāo)的結(jié)果，可以最小化柵極硬屏蔽303的損失。
在接觸孔開口制程之后，使用清洗溶液執(zhí)行濕式清洗制程，以確保接觸孔311的底部的臨界尺寸(CD)，及移除在SAC蝕刻制程和全體回蝕刻制程之后剩余的蝕刻殘留物。尤其，用于濕式清洗制程的清洗溶液的例子為氧化物緩沖蝕刻液(BOE)和氫氟酸(HF)。在HF酸的情況下，優(yōu)選使用以約50到500份的水比1份的HF的比例，混合HF和水所得到的HF稀釋液。在濕式清洗制程期間，因為有攻擊阻擋層100，所以層間絕緣層309不會受到損傷。
參照圖4F，將用以形成插塞的導(dǎo)電材料填入接觸孔311。在此，導(dǎo)電材料典型為多晶硅，也可以使用通過堆棧多晶硅和阻擋金屬，如鈦(Ti)和氮化鈦(TiN)，所得到的導(dǎo)電材料。除了多晶硅之外，也可以使用鎢當(dāng)作導(dǎo)電材料。
在形成導(dǎo)電材料之后，執(zhí)行化學(xué)機(jī)械研磨(CMP)制程或全體回蝕刻制程，以形成透過接觸孔311電性接觸基板300的插塞312。此時，進(jìn)行CMP制程或全體回蝕刻制程，直到曝露出柵極硬屏蔽303的表面。但是，也可以在剩余部分層間絕緣層309的目標(biāo)下，進(jìn)行CMP制程或全體回蝕刻制程。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，用以完成接觸開口的全體回蝕刻制程的蝕刻目標(biāo)的厚度減少，因此可以防止柵極電極結(jié)構(gòu)的柵極硬屏蔽在SAC蝕刻制程期間受到損傷。因此，還可以進(jìn)一步增加半導(dǎo)體裝置的產(chǎn)出。
雖然本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例舉出形成用以制作單元接觸的插塞的情況，但是此種插塞可以應(yīng)用于位線接觸和儲存節(jié)點(diǎn)接觸。因此，在形成用于儲存節(jié)點(diǎn)接觸的插塞的情況下，雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)用單元接觸插塞或接觸墊取代，而柵極電極結(jié)構(gòu)則用位線取代。
此外，也可以將這些優(yōu)選實(shí)施例應(yīng)用到其它使導(dǎo)電結(jié)構(gòu)底部暴露的接觸形成制程。此種接觸形成制程的一個例子是用以形成金屬線接觸的制程。
本專利申請書包含涉及分別在2003年12月22日和2004年6月7日，向韓國專利局提出的韓國專利申請第KR 2003-0094511號和第KR2004-0041516號的主題，在此參考引用其全部內(nèi)容。
盡管關(guān)于以上特定實(shí)施例對本申請進(jìn)行了描述，然而對于本專業(yè)技術(shù)人員來說很明顯，可在不脫離如以下權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下進(jìn)行不同的修改和變型。
主要組件符號說明100 基板101 柵極絕緣層
102 柵極導(dǎo)電層103 柵極硬屏蔽104 雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)105 氮化物密封層106 氧化物緩沖層107 氮化物間隔層108 蝕刻停止層109 層間絕緣層110 光阻圖案111 接觸孔112 柵極硬屏蔽損失300 基板301 柵極絕緣層302 柵極導(dǎo)電層303 柵極硬屏蔽304 雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)305 第一氮化物層306 氧化物層307 第二氮化物層308 蝕刻停止層309 層間絕緣層310 光阻圖案311 接觸孔312 插塞100 攻擊阻擋層G31 柵極電極結(jié)構(gòu)G32 柵極電極結(jié)構(gòu)
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，包含下列步驟在基板上形成包含導(dǎo)電層和硬屏蔽層的多個導(dǎo)電結(jié)構(gòu)；在所述多個導(dǎo)電結(jié)構(gòu)上，依序形成第一氮化物層、氧化物層、第二氮化物層、和蝕刻停止層；在所述蝕刻停止層上，形成層間絕緣層；以及執(zhí)行選擇性蝕刻所述層間絕緣層、蝕刻停止層、第二氮化物層和氧化物層的自對準(zhǔn)接觸(SAC)蝕刻制程，直到SAC蝕刻制程在第一氮化物層停止，以因此形成曝露第一氮化物層的接觸孔。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中第一氮化物層具有范圍從約80到約120的厚度。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中第二氮化物層具有范圍從約70到約150的厚度。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中在形成接觸孔的步驟中，所述自對準(zhǔn)接觸(SAC)蝕刻制程采用CxFy族作為主要蝕刻氣體，其中x和y表示范圍約從1到10的原子比。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中主要?dú)怏w被加入選自包含CH2F2、C3HF5和CHF3的組用以產(chǎn)生聚合物的氣體。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中主要?dú)怏w加入用以產(chǎn)生聚合物的氣體，是通過使用選自包含He、Ne、Ar和Xe的惰性氣體組群的載體氣體進(jìn)行。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述多個導(dǎo)電結(jié)構(gòu)是柵極電極結(jié)構(gòu)。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述多個導(dǎo)電結(jié)構(gòu)是位線。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述多個導(dǎo)電結(jié)構(gòu)是金屬導(dǎo)線。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，在形成所述導(dǎo)電層和硬屏蔽層之前，還包含在所述基板上形成柵極絕緣層的步驟。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，在執(zhí)行所述SAC蝕刻制程的步驟之后，還包含通過采用全體回蝕刻制程，移除第一氮化物層，因此曝露出基板的步驟。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，在執(zhí)行SAC蝕刻制程的步驟之后，還包含下列步驟在曝露的整個剖面上，形成攻擊阻擋層；通過采用全體回蝕刻制程，移除設(shè)置在導(dǎo)電結(jié)構(gòu)之間的攻擊阻擋層和第一氮化物層；以及執(zhí)行清洗制程。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中所述攻擊阻擋層由氮化物制成。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中攻擊阻擋層具有范圍從約30到約150的厚度。
全文摘要
本發(fā)明關(guān)于一種能夠防止導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的硬屏蔽層，在自對準(zhǔn)接觸蝕刻制程期間受到損傷的半導(dǎo)體裝置的制造方法。該方法包含下列步驟在基板上形成包含導(dǎo)電層和硬屏蔽層的多個導(dǎo)電結(jié)構(gòu)；在多個導(dǎo)電結(jié)構(gòu)上，依序形成第一氮化物層、氧化物層、第二氮化物層、和蝕刻停止層；在蝕刻停止層上，形成層間絕緣層；及執(zhí)行選擇性蝕刻層間絕緣層、蝕刻停止層、第二氮化物層和氧化物層的自對準(zhǔn)接觸(SAC)蝕刻制程，直到SAC蝕刻制程停止在第一氮化物層，因此形成曝露第一氮化物層的接觸孔。
文檔編號H01L21/3205GK1638090SQ200410088679
公開日2005年7月13日 申請日期2004年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月22日
發(fā)明者李敏碩, 李圣權(quán) 申請人:海力士半導(dǎo)體有限公司