本公開(kāi)涉及一種半導(dǎo)體器件及其制造方法。
背景技術(shù):
近來(lái),半導(dǎo)體器件例如動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(dram)器件等已經(jīng)被高度地集成。這樣的增大的集成密度已經(jīng)導(dǎo)致接觸(contact)的減小的接觸面積以及隨之增大的接觸電阻。此外,接觸和相鄰的圖案之間或接觸和相鄰的有源區(qū)之間的橋接缺陷(bridgedefect)已經(jīng)由于其間的減小的間隔而增加。因此,需要一種制造半導(dǎo)體器件的方法,根據(jù)該方法,半導(dǎo)體器件具有最大的下接觸面積以及與相鄰元件的減少的橋接缺陷,并包括通過(guò)便利的工藝可形成的微互連結(jié)構(gòu)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
根據(jù)本公開(kāi)的一方面,提供一種半導(dǎo)體器件,該半導(dǎo)體器件包括:基板,具有間隔開(kāi)的有源區(qū)以及使有源區(qū)彼此隔離的器件隔離區(qū);以及柱陣列圖案,具有交疊有源區(qū)并在第一方向上和在交叉第一方向的第二方向上以相等的距離彼此間隔開(kāi)的多個(gè)柱圖案,其中多個(gè)柱圖案具有在第一方向上和在第二方向上交替地設(shè)置的第一柱圖案和第二柱圖案,該第一柱圖案的水平橫截面的形狀不同于第二柱圖案的水平橫截面的形狀。
根據(jù)本公開(kāi)的另一方面,提供一種半導(dǎo)體器件,該半導(dǎo)體器件包括:基板,具有陣列區(qū)域和本底區(qū)域(backgroundregion);柱陣列圖案,形成在陣列區(qū)域中并具有彼此間隔開(kāi)相等的距離的多個(gè)柱圖案,其中該多個(gè)柱圖案具有形成在本底區(qū)域和陣列區(qū)域之間的邊界上的外圍柱圖案;以及本底圖案,在本底區(qū)域中,具有沿外圍柱圖案的外表面間隔開(kāi)預(yù)定距離的不平坦部分。
根據(jù)本公開(kāi)的另一方面,提供一種半導(dǎo)體器件,該半導(dǎo)體器件包括:基板,具有第一區(qū)域和第二區(qū)域,其中第一區(qū)域具有第一陣列區(qū)域和第一本底區(qū)域,第二區(qū)域具有第二陣列區(qū)域和第二本底區(qū)域;第一柱陣列圖案,形成在第一陣列區(qū)域中并具有彼此間隔開(kāi)第一相等的距離的多個(gè)第一柱圖案,其中所述多個(gè)第一柱圖案具有形成在第一本底區(qū)域和第一陣列區(qū)域之間的邊界上的第一外圍柱圖案;第二柱陣列圖案,形成在第二陣列區(qū)域中并具有彼此間隔開(kāi)第二相等的距離的多個(gè)第二柱圖案,其中該多個(gè)第二柱圖案具有形成在第二本底區(qū)域和第二陣列區(qū)域之間的邊界上的第二外圍柱圖案;第一本底區(qū)域中的第一本底圖案,具有與第一外圍柱圖案的外表面間隔開(kāi)預(yù)定距離的第一不平坦部分;以及第二本底區(qū)域中的第二本底圖案,具有線(xiàn)性部分和凹入部分,該線(xiàn)性部分具有平坦的外表面,該凹入部分比線(xiàn)性部分更多地凹入到第二陣列區(qū)域并與第二外圍柱圖案間隔開(kāi)第二相等的距離。
根據(jù)本公開(kāi)的一方面,提供一種制造半導(dǎo)體器件的方法,該方法包括:在基板上順序地形成第一掩模層和第二掩模層;通過(guò)圖案化第二掩模層形成彼此間隔開(kāi)第一相等的距離的芯掩模圖案;形成共形地覆蓋芯掩模圖案的間隔物膜,同時(shí)在芯掩模圖案之間形成自對(duì)準(zhǔn)凹槽;形成用于完全填充自對(duì)準(zhǔn)凹槽的填充物;通過(guò)去除間隔物膜的一部分而在芯掩模圖案之間形成自對(duì)準(zhǔn)掩模圖案,其中自對(duì)準(zhǔn)掩模圖案在間隔物膜的一部分和填充物層疊時(shí)形成,并且芯掩模圖案和自對(duì)準(zhǔn)掩模圖案彼此間隔開(kāi)第二相等的距離;以芯掩模圖案和自對(duì)準(zhǔn)掩模圖案作為掩模,將第一掩模層圖案化為第一掩模圖案;以及通過(guò)用第一掩模圖案作為掩模圖案化目標(biāo)層而形成柱陣列圖案。
根據(jù)本公開(kāi)的另一方面,提供一種制造半導(dǎo)體器件的方法,該方法包括:在具有第一陣列區(qū)域和第一本底區(qū)域的基板上順序地形成第一掩模層和第二掩模層;通過(guò)圖案化第二掩模層,在第一陣列區(qū)域中形成彼此間隔開(kāi)第一相等距離的芯掩模圖案;形成共形地覆蓋芯掩模圖案的間隔物膜,其中間隔物膜被限定使得自對(duì)準(zhǔn)凹槽形成在芯掩模圖案之間,并且陣列區(qū)域和本底區(qū)域沿形成在芯掩模圖案的側(cè)表面上的間隔物膜的外表面而分離;形成用于完全填充自對(duì)準(zhǔn)凹槽和第一本底區(qū)域的填充物;通過(guò)去除間隔物膜的一部分,在第一陣列區(qū)域中在芯掩模圖案之間形成自對(duì)準(zhǔn)掩模圖案,其中自對(duì)準(zhǔn)掩模圖案在間隔物膜的一部分和填充物層疊時(shí)形成;以及在第一本底區(qū)域中形成本底掩模圖案,其中本底掩模圖案在間隔物膜的一部分和填充物層疊時(shí)形成;用芯掩模圖案、自對(duì)準(zhǔn)掩模圖案和本底掩模圖案作為掩模將第一掩模層圖案化為第一掩模圖案;以及通過(guò)用第一掩模圖案作為掩模圖案化目標(biāo)層,分別在第一陣列區(qū)域和第一本底區(qū)域中形成柱陣列圖案和本底圖案。
根據(jù)本公開(kāi)的另一方面,提供一種半導(dǎo)體器件,該半導(dǎo)體器件包括:基板,包括通過(guò)器件隔離區(qū)彼此分離的有源區(qū);在有源區(qū)上在第一方向上和在交叉第一方向的第二方向上彼此隔開(kāi)相等的距離的多個(gè)第一柱圖案和多個(gè)第二柱圖案,第一柱圖案和第二柱圖案在第一方向和第二方向上交替地布置;以及在基板上的本底圖案,該本底圖案關(guān)于多個(gè)第一柱圖案和多個(gè)第二柱圖案在外圍,并且本底圖案的外表面跟隨(trace)由多個(gè)第一柱圖案和多個(gè)第二柱圖案中的最外面的柱圖案限定的輪廓。
附圖說(shuō)明
通過(guò)參照附圖詳細(xì)描述示范性實(shí)施方式,各特征對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員將變得明顯,附圖中:
圖1示出根據(jù)一些示范性實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的布局圖;
圖2示出沿圖1的線(xiàn)a-a'和b-b'截取的截面圖;
圖3示出根據(jù)一些示范性實(shí)施方式的圖1的半導(dǎo)體器件的局部俯視圖;
圖4示出沿圖3的線(xiàn)c-c'截取的截面圖;
圖5示出根據(jù)一些示范性實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的局部俯視圖;
圖6示出根據(jù)一些示范性實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的局部俯視圖;
圖7a至圖15示出根據(jù)一些示范性實(shí)施方式的用于制造半導(dǎo)體器件的方法中的中間步驟的視圖。
圖16a至圖21示出根據(jù)一些示范性實(shí)施方式的制造半導(dǎo)體器件的方法中的中間步驟的視圖;
圖22示出包括根據(jù)示范性實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的電子系統(tǒng)的示例的方框圖;以及
圖23示出包括根據(jù)示范性實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的存儲(chǔ)卡的示例的方框圖。
具體實(shí)施方式
在下文,將參照?qǐng)D1至圖4描述根據(jù)一些示范性實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件。
圖1是被提供來(lái)說(shuō)明根據(jù)一些示范性實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的布局圖,圖2是沿圖1的線(xiàn)a-a'和b-b'的截面圖。圖3是被提供來(lái)說(shuō)明根據(jù)一些示范性實(shí)施方式的圖1的半導(dǎo)體器件的局部俯視圖,圖4是沿圖3的線(xiàn)c-c'截取的截面圖。
參照?qǐng)D1至圖4,根據(jù)一些示范性實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件可以包括基板100、有源區(qū)ac、器件隔離區(qū)iso、字線(xiàn)wl、位線(xiàn)bl、第一柱圖案p1和第二柱圖案p2。
基板100可以是例如塊體硅或絕緣體上硅(soi)??蛇x地,基板100可以是硅基板,或可以包括其它材料,例如硅鍺、銻化銦、碲化鉛化合物、砷化銦、磷化銦、砷化鎵或銻化鎵??蛇x地,基板100可以是其上形成有外延層的基底基板。
有源區(qū)ac在器件隔離區(qū)iso形成在基板100中時(shí)被限定。有源區(qū)ac可以具有以第一方向dr1作為長(zhǎng)度方向的被隔離的島的形狀。為了詳細(xì)地說(shuō)明以上內(nèi)容,有源區(qū)ac通過(guò)在第一方向dr1上延伸而形成,柵電極(即字線(xiàn)wl)通過(guò)在與第一方向dr1成第一銳角(θ1)的第二方向dr2上延伸而形成,位線(xiàn)bl通過(guò)在與第一方向dr1成第二銳角(θ2)的第三方向dr3上延伸而形成。
如這里使用的,在“某個(gè)方向與某個(gè)不同的方向成預(yù)定角度”的陳述中的“角度”指的是在這兩個(gè)交叉方向之間形成的兩個(gè)角度中的較小角度。例如,當(dāng)120°和60°是能夠在兩個(gè)交叉方向之間形成的角度時(shí),它指的是60°。因此,如圖1所示,第一方向dr1和第二方向dr2之間的角度是θ1,第一方向dr1和第三方向dr3之間的角度是θ2。
如上所述,使角度θ1和/或θ2為銳角,因?yàn)樾枰_保連接有源區(qū)ac與位線(xiàn)bl的位線(xiàn)接觸132和連接有源區(qū)ac與存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸150之間的最大距離。例如,θ1和θ2可以各自為45°和45°,或30°和60°,或60°和30°,但是不限于此。
每個(gè)有源區(qū)ac可以包括在中心部分的頂表面上的第一接觸區(qū)域dc以及分別在兩個(gè)相反的邊緣的頂表面上的第二接觸區(qū)域bc。例如,如圖1所示,第一接觸區(qū)域dc可以在每個(gè)有源區(qū)ac的頂表面上且在兩個(gè)第二接觸區(qū)域bc之間。也就是,第一接觸區(qū)域dc變成與位線(xiàn)bl電連接的區(qū)域,第二接觸區(qū)域bc變成與電容器158(即,與存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn))電連接的區(qū)域。在第二方向dr2上相鄰的有源區(qū)ac的每個(gè)可以形成為使得第二接觸區(qū)域bc彼此相鄰地設(shè)置。每個(gè)有源區(qū)ac中的第一接觸區(qū)域dc和第二接觸區(qū)域bc彼此不交疊,并且每個(gè)具有隔離的區(qū)域。
器件隔離絕緣膜108可以形成在器件隔離區(qū)iso中。器件隔離絕緣膜108可以包括硅氧化物。可選地,器件隔離絕緣膜108可以具有其中硅氧化物和硅氮化物的至少一個(gè)或更多層被分別層疊的結(jié)構(gòu)。器件隔離區(qū)iso的內(nèi)部寬度可以取決于形成器件隔離區(qū)iso的位置而改變,并且填充器件隔離區(qū)iso的內(nèi)部的器件隔離絕緣膜108的層疊結(jié)構(gòu)可以取決于器件隔離區(qū)iso的內(nèi)部寬度而改變。
柵溝槽112可以通過(guò)部分地蝕刻基板100以及有源區(qū)ac中的器件隔離絕緣膜108而形成。柵溝槽112可以具有在第二方向dr2上延伸(例如連續(xù)地延伸)的線(xiàn)形??梢杂袃蓚€(gè)柵溝槽112設(shè)置在一個(gè)隔離有源區(qū)ac中,例如交叉一個(gè)隔離有源區(qū)ac。也就是,兩個(gè)柵溝槽112可以設(shè)置在每個(gè)有源區(qū)ac中同時(shí)例如沿第三方向d3間隔開(kāi)并彼此平行。
柵溝槽112可以具有若干種形狀。例如,如所示出的,柵溝槽112可以具有其中底表面和側(cè)壁之間的連接部分是圓的形狀??蛇x地,柵溝槽112可具有其中側(cè)壁以預(yù)定角度傾斜的形狀。
柵絕緣膜114可以沿柵溝槽112的側(cè)壁的一部分和下表面形成。柵絕緣膜114可以通過(guò)熱氧化工藝或化學(xué)氣相沉積工藝形成,但是不限于此。
例如,柵絕緣膜114可以包括硅氧化物、硅氮化物或硅氮氧化物、或高k電介質(zhì)材料。例如,高k電介質(zhì)材料可以包括鉿氧化物、鉿硅氧化物、鑭氧化物、鑭鋁氧化物、鋯氧化物、鋯硅氧化物、鉭氧化物、鈦氧化物、鋇鍶鈦氧化物、鋇鈦氧化物、鍶鈦氧化物、釔氧化物、鋁氧化物、鉛鈧鉭氧化物和鉛鋅鈮酸鹽中的一種或多種,但是不限于此。
柵電極116可以填充柵溝槽112的一部分。柵電極116可以形成在柵溝槽112內(nèi)的柵絕緣膜114上。柵電極116可以通過(guò)掩埋柵溝槽112的其中形成第二柵絕緣膜114的至少一部分而形成。也就是,柵電極116可以為凹入的形狀。
柵電極116可以是阻擋金屬和填充金屬的層疊結(jié)構(gòu)。阻擋金屬可以包括例如鈦、鈦氮化物、鉭和鉭氮化物中的至少一種。這樣的材料可以被單獨(dú)地層疊,或者可選地,這樣的材料中的兩種或多種可以層疊。填充金屬可以包括例如鎢或?qū)щ姴牧现T如多晶硅等。然而,示范性實(shí)施方式不限于以上給出的示例。
柵電極116可以是圖1中的字線(xiàn)wl。也就是,柵電極116可以沿柵溝槽112且在第二方向dr2上延伸。
蓋膜118可以例如完全填充柵溝槽112。蓋膜118可以形成在柵電極116上。蓋膜118的上表面可以在與基板100或器件隔離絕緣膜108的上表面相同的平面內(nèi)。然而,示范性實(shí)施方式不限于以上給出的示例。蓋膜118可以包括例如硅氧化物、硅氮化物和硅氮氧化物中的至少一種。
同一有源區(qū)ac的第一接觸區(qū)域dc和第二接觸區(qū)域bc可以形成在柵電極116的兩個(gè)側(cè)表面上,例如在如圖1所示的字線(xiàn)wl的兩側(cè)。源極/漏極可以形成第一接觸區(qū)域dc和第二接觸區(qū)域bc中。
位線(xiàn)接觸132可以形成在例如每條位線(xiàn)bl的第一接觸區(qū)域dc上以與位線(xiàn)bl電連接。位線(xiàn)接觸132可以包括導(dǎo)電材料。例如,位線(xiàn)接觸132可以包括多晶硅、金屬硅化物化合物、導(dǎo)電金屬氮化物和金屬中的至少一種,但是不限于此。
位線(xiàn)bl可以沿第三方向d3延伸以垂直于字線(xiàn)wl并包括層疊結(jié)構(gòu)(即位線(xiàn)結(jié)構(gòu)141)。位線(xiàn)結(jié)構(gòu)141可以包括層疊在焊盤(pán)絕緣膜120a、蝕刻停止膜120b和第一導(dǎo)電膜122上的第二導(dǎo)電膜134、硬掩模圖案136和絕緣間隔物142。
焊盤(pán)絕緣膜120a可以包括例如硅氧化物。焊盤(pán)絕緣膜120a可以與下面的結(jié)構(gòu)(例如在位線(xiàn)結(jié)構(gòu)141的最低部分)電絕緣。焊盤(pán)絕緣膜120a可以不形成在形成有位線(xiàn)接觸132的第一接觸區(qū)域dc中,例如焊盤(pán)絕緣膜120a可以形成在位線(xiàn)bl的不交疊第一接觸區(qū)域dc的部分中。焊盤(pán)絕緣膜120a可以包括例如硅氧化物。
蝕刻停止膜120b可以形成(例如直接形成)在焊盤(pán)絕緣膜120a上。蝕刻停止膜120b可以由相對(duì)于焊盤(pán)絕緣膜120a具有高蝕刻選擇性的絕緣材料形成。蝕刻停止膜120b可以包括例如硅氮化物。蝕刻停止膜120b可以起到在形成位線(xiàn)bl期間使下部中的蝕刻停止的終點(diǎn)膜(terminationpointfilm)的作用。
第一導(dǎo)電膜122可以形成(例如直接形成)在蝕刻停止膜120b上。第一導(dǎo)電膜122包括能夠通過(guò)蝕刻工藝容易地蝕刻的材料。例如,第一導(dǎo)電膜122可以包括多晶硅。第一導(dǎo)電膜122可以不形成在形成有位線(xiàn)接觸132的部分上。在此時(shí),第一導(dǎo)電膜122的上表面和位線(xiàn)接觸132的上表面形成在相同的高度(例如相對(duì)于基板100的底部),以支撐延伸到相同高度的位線(xiàn)bl。例如,如圖2所示,第一導(dǎo)電膜122的上表面和位線(xiàn)接觸132的上表面可以齊平,例如共平面。
第二導(dǎo)電膜134可以形成在例如第一導(dǎo)電膜122上以及在位線(xiàn)接觸132上。第二導(dǎo)電膜134可以具有比第一導(dǎo)電膜122低的電阻。第二導(dǎo)電膜134可以包括阻擋金屬膜134a和金屬膜134b。阻擋金屬膜134a可以形成在第一導(dǎo)電膜122上,金屬膜134b可以形成在阻擋金屬膜134a上。阻擋金屬膜134a可以包括例如鈦、鈦氮化物、鉭和鉭氮化物。這些可以單獨(dú)使用,或兩種或多種可以層疊。金屬膜134b可以包括例如鎢,但是不限于此。
硬掩模圖案136可以形成(例如直接形成)在第二導(dǎo)電膜134上。為了位線(xiàn)bl的線(xiàn)形的圖案化,硬掩模圖案136可以通過(guò)在第三方向dr3上延伸而形成。具體地,硬掩模圖案136可以用作掩模以圖案化第一導(dǎo)電膜122和第二導(dǎo)電膜134的線(xiàn)形。硬掩模圖案136可以包括例如硅氮化物。
絕緣間隔物142可以形成在位線(xiàn)bl的側(cè)表面上。具體地,絕緣間隔物142可以形成在位線(xiàn)bl的第一導(dǎo)電膜122、第二導(dǎo)電膜134和硬掩模圖案136的側(cè)表面上。在第一接觸區(qū)域dc中,絕緣間隔物142也可以形成在位線(xiàn)接觸132的側(cè)表面上。在此時(shí),絕緣間隔物142可以包括空氣間隔物。
層間絕緣膜144可以填充沒(méi)有形成位線(xiàn)bl的部分。層間絕緣膜144的上表面可以在與位線(xiàn)bl的上表面(即,與硬掩模圖案136的上表面)相同的平面中。
存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸150可以穿過(guò)層間絕緣膜144形成。存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸150可以形成在有源區(qū)ac的第二接觸區(qū)域bc上。存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸150可以將第二接觸區(qū)域bc與電容器158電連接。存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸150可以包括導(dǎo)電材料,例如多晶硅。
電容器158可以與存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸150的上部接觸。電容器158可以是圓筒型或?qū)盈B型。電容器158可以具有其中下電極152、電介質(zhì)膜154和上電極156順序地層疊的結(jié)構(gòu)。
下電極152可以是由導(dǎo)電材料形成的膜。下電極152可以由例如tin、tiain、tan、w、wn、ru、ruo2、srruo3、ir、iro2、pt或其組合形成,但是不限于此。下電極152可以用諸如例如物理氣相沉積、化學(xué)氣相沉積(在下文,“cvd”)、原子層沉積(在下文,“ald”)等的方法形成。
電介質(zhì)膜154形成在下電極152上。盡管電介質(zhì)膜154在附圖中被示出為一個(gè)單一層,但是示范性實(shí)施方式不限于此。例如,電介質(zhì)膜154可以由金屬氮化物膜和層疊在其上的金屬氧化物膜形成,其中所述膜的每個(gè)可以通過(guò)ald形成。此外,電介質(zhì)膜154不限于兩層,而是可以隨著需求的出現(xiàn)而由三個(gè)或更多層形成。
電介質(zhì)膜154可以是具有高介電常數(shù)的膜。例如,電介質(zhì)膜154可以由一個(gè)單一膜(例如zro2膜、hfo2膜和ta2o3膜或這些膜的組合中的至少一種)形成,但是不限于此??蛇x地,電介質(zhì)膜154可以另外地包括鋁氮化物(aln)膜、硼氮化物(bn)膜、鋯氮化物(zr3n4)膜、鉿氮化物(hf3n4)膜等。
上電極156形成在電介質(zhì)膜154上且與電介質(zhì)膜154接觸。上電極156可以例如包括導(dǎo)電金屬氮化物,例如鈦氮化物(tin)、鋯氮化物(zrn)、鋁氮化物(aln)、鉿氮化物(hfn)、鉭氮化物(tan)、鈮氮化物(nbn)、釔氮化物(yn)、鑭氮化物(lan)、釩氧化物(vn)和錳氮化物(mn4n)。
第一柱圖案p1和第二柱圖案p2可以不交疊第一接觸區(qū)域dc,而是可以交疊第二接觸區(qū)域bc。也就是,第一柱圖案p1和第二柱圖案p2可以交疊有源區(qū)ac在長(zhǎng)度方向上的兩個(gè)相反的端部,并且可以不交疊有源區(qū)ac的中心部分。
第一柱圖案p1和第二柱圖案p2可以形成,同時(shí)交疊有源區(qū)ac和器件隔離區(qū)iso。此外,第一柱圖案p1和第二柱圖案p2還可以交疊其中形成蓋膜118的柵溝槽112。此外,第一柱圖案p1和第二柱圖案p2也可以在水平方向上交疊位線(xiàn)bl,例如第一柱圖案p1的部分和第二柱圖案p2的部分可以平行于位線(xiàn)接觸132的一部分延伸以在水平方向上彼此交疊。也就是,第一柱圖案p1和第二柱圖案p2可以交疊根據(jù)一些示范性實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的下部結(jié)構(gòu)。
在根據(jù)一些示范性實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件中,開(kāi)口區(qū)域(也就是,沒(méi)有形成第一柱圖案p1和第二柱圖案p2的區(qū)域)與第一接觸區(qū)域dc接觸,從而允許蝕刻氣體的非常有效的引入,以形成位線(xiàn)接觸132和位線(xiàn)bl。因此,用于圖案化位線(xiàn)接觸132和位線(xiàn)bl的蝕刻工藝的成功率增加,從而增強(qiáng)半導(dǎo)體器件的操作特性。
參照?qǐng)D3和圖4,第一柱圖案p1和第二柱圖案p2可以以陣列配置方式彼此對(duì)準(zhǔn)。也就是,第一柱圖案p1和第二柱圖案p2可以形成柱陣列圖案。形成在基板100上的下部結(jié)構(gòu)沒(méi)有在圖4中示出,而是替代地被稱(chēng)為“下部區(qū)域101”,例如第一柱圖案p1和第二柱圖案p2的柱陣列圖案在下部區(qū)域101之上延伸(圖2中的p1和p2的虛線(xiàn)結(jié)構(gòu)僅示出交疊區(qū)而不是實(shí)際的柱圖案)。
參照?qǐng)D4,基板100可以包括陣列區(qū)域pa和本底區(qū)域bg。第一柱圖案p1和第二柱圖案p2可以形成在陣列區(qū)域pa中。第一柱圖案p1和第二柱圖案p2可以不形成在本底區(qū)域bg中,而是本底圖案b可以形成在其上。
參照?qǐng)D3,第一柱圖案p1和第二柱圖案p2可以在第四方向dr4和第五方向dr5上彼此交替地設(shè)置。例如,如圖3中進(jìn)一步示出的,第一圖案p1的行可以相對(duì)于第二圖案p2的行水平地偏移以限定z字形圖案,如平面圖中看到的。在此時(shí),第四方向dr4可以分別與第二方向dr2和第三方向dr3成第三銳角(θ3)和第四銳角(θ4)。第五方向dr5可以是交叉第四方向dr4的方向。第五方向可以與第三方向dr3成第五銳角(θ5)。
第一柱圖案p1和第二柱圖案p2在兩個(gè)方向上彼此交替地設(shè)置,因此,每個(gè)圖案和與其最鄰近的圖案可以是彼此不同的圖案。也就是,與第一柱圖案p1最鄰近的圖案可以是在第四方向d4和第五方向d5上相鄰的四個(gè)第二柱圖案p2,與第二柱圖案p2最鄰近的圖案可以是在第四方向d4和第五方向d5上相鄰的四個(gè)第一柱圖案p1。在陣列區(qū)域pa的外圍的圖案可以例如鄰近本底圖案b,而不是鄰近柱圖案。第一柱圖案p1和第二柱圖案p2可以彼此成對(duì)角網(wǎng)格(diagonalgrid),例如第一柱圖案p1的中心和第二柱圖案p2的中心可以限定對(duì)角網(wǎng)格。
彼此相鄰的第一柱圖案p1和第二柱圖案p2之間的距離可以相等。具體地,在第四方向d4和第五方向d5上彼此相鄰的第一柱圖案p1和第二柱圖案p2的中心之間的距離d2可以相等。彼此相鄰的第一柱圖案p1和第二柱圖案p2的中心之間的距離d2可以為例如約20nm至約80nm。這可以是通過(guò)使用雙圖案化工藝提高集成密度的結(jié)果。
此外,對(duì)于相應(yīng)的圖案,第一柱圖案p1和第二柱圖案p2的側(cè)表面之間的距離d1也可以相等,例如距離d1指的是彼此面對(duì)的相鄰柱圖案的表面之間的距離(圖3)。應(yīng)指出,概念“相等”包括可能根據(jù)蝕刻工藝等而產(chǎn)生的細(xì)小臺(tái)階部分的可能性。
第一柱圖案p1的高度和第二柱圖案p2的高度可以例如相對(duì)于基板100的底部是相等的。第一柱圖案p1的水平截面和第二柱圖案p2的水平截面可以彼此不同,例如第一柱圖案p1的水平截面的形狀和/或尺寸可以與第二柱圖案p2的水平截面的形狀和/或尺寸不同,如在平面圖中看到的。第一柱圖案p1的側(cè)表面和第二柱圖案p2的側(cè)表面可以具有倒圓的形狀。也就是,第一柱圖案p1的側(cè)表面和第二柱圖案p2的側(cè)表面可以不具有邊緣,例如第一柱圖案p1的側(cè)表面和第二柱圖案p2的側(cè)表面可以彎曲以限定如在圖1的平面圖中看到的圓形或橢圓形形狀。也就是,第一柱圖案p1和第二柱圖案p2的水平周邊的斜率可以是連續(xù)的。
第一柱圖案p1和第二柱圖案p2的水平截面可以是圓形或橢圓形。在這種情形下,第一柱圖案p1和第二柱圖案p2的每個(gè)的長(zhǎng)半徑和短半徑中的至少一個(gè)可以不同。也就是,參照?qǐng)D3,第一柱圖案p1的第一長(zhǎng)半徑mj1和第一短半徑mn1可以各自不同于第二柱圖案p2的第二長(zhǎng)半徑mj2和第二短半徑mn2??蛇x地,第一柱圖案p1的第一長(zhǎng)半徑mj1和第二柱圖案p2的第二長(zhǎng)半徑mj2可以彼此相等,第一柱圖案p1的第一短半徑mn1和第二柱圖案p2的第二短半徑mn2可以彼此不同??蛇x地,第一柱圖案p1的第一長(zhǎng)半徑mj1和第二柱圖案p2的第二長(zhǎng)半徑mj2可以彼此不同,并且第一柱圖案p1的第一短半徑mn1和第二柱圖案p2的第二短半徑mn2可以彼此相等。然而,以上示例僅被提供用于說(shuō)明的目的,示范性實(shí)施方式不限于此。
陣列區(qū)域pa可以包括第一柱圖案p1和第二柱圖案p2之間的間隔區(qū)域s。間隔區(qū)域s可以指的是第一柱圖案p1和第二柱圖案p2之間的空間。此外,間隔區(qū)域s也可以形成在本底區(qū)域bg和外圍柱圖案pe之間,該外圍柱圖案pe位于第一柱圖案p1和第二柱圖案p2當(dāng)中的外圍處。
間隔區(qū)域s可以具有比第一柱圖案p1和第二柱圖案p2低的上表面(圖4)。第一柱圖案p1的上表面和第二柱圖案p2的上表面可以具有相等的高度,例如第一柱圖案p1的上表面和第二柱圖案p2的上表面可以彼此齊平。因此,與第一柱圖案p1和第二柱圖案p2無(wú)關(guān),例如由于較低的間隔區(qū)域s,陣列區(qū)域pa可以具有兩個(gè)高度的上表面。
如圖4所示,本底圖案b可以形成在本底區(qū)域bg中。本底圖案b可以完全地填充本底區(qū)域bg。本底區(qū)域bg可以與第一柱圖案p1和第二柱圖案p2當(dāng)中的外圍柱圖案pe間隔開(kāi)預(yù)定距離d3。在這種情形下,預(yù)定距離d3可以大于第一柱圖案p1的側(cè)表面和第二柱圖案p2的側(cè)表面之間的距離d1。
參照?qǐng)D3,本底圖案b可以包括在與陣列區(qū)域pa的邊界處的不平坦部分r,例如本底圖案b和陣列區(qū)域pa之間的界面可以是非線(xiàn)性的以包括不平坦部分r。不平坦部分r可以包括凹入部分cc和突起部分p。
凹入部分cc可以形成為在從陣列區(qū)域pa到本底區(qū)域bg的方向上是凹入的。凹入部分cc可以形成為與外圍柱圖案pe的表面共形的形狀,例如凹入部分cc可以彎曲以跟隨與其相鄰的外圍柱圖案pe的表面的輪廓,同時(shí)與外圍柱圖案pe間隔開(kāi)預(yù)定距離d3。
突起部分p可以形成在凹入部分cc與相鄰的凹入部分cc相遇(例如接觸)的點(diǎn)處。突起部分p可以距兩個(gè)相鄰的外圍柱圖案pe相等的距離d3。在這種情形下,距離d3可以等于凹入部分cc與外圍柱圖案pe間隔開(kāi)的距離d3。在兩個(gè)相反側(cè)表面上的突起部分p的斜率可以在絕對(duì)值上相等,但是可以具有彼此不同的正負(fù)號(hào)。
根據(jù)一些示范性實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件在本底區(qū)域bg中不包括虛設(shè)柱圖案,并包括間隔開(kāi)預(yù)定距離d3的本底圖案b。具有這樣的本底圖案b的器件能夠通過(guò)最大化陣列區(qū)域pa的面積而最小化面積的浪費(fèi),因此允許半導(dǎo)體器件具有最大的容量。此外,集成密度能夠提高,因?yàn)殛嚵袇^(qū)域pe中的柱圖案以比光刻裝置的分辨率所允許的極限更小的節(jié)距形成。
在下文,將參照?qǐng)D5描述根據(jù)一些示范性實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件。為了簡(jiǎn)潔起見(jiàn),與以上描述的一些示范性實(shí)施方式重復(fù)的元件或操作將被盡可能簡(jiǎn)要地提及或省略。
圖5是被提供來(lái)說(shuō)明根據(jù)一些示范性實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的局部俯視圖。
參照?qǐng)D5,在根據(jù)一些示范性實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件中,基板100可以包括第一區(qū)域i和第二區(qū)域ii。第一區(qū)域i和第二區(qū)域ii可以是彼此相鄰的區(qū)域,或彼此間隔開(kāi)的區(qū)域。
第一區(qū)域i可以包括根據(jù)之前參照?qǐng)D1至圖4描述的一些示范性實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件。也就是,第一區(qū)域i可以包括第一陣列區(qū)域pa1和第一本底區(qū)域bg1。第一柱圖案p1-1和第二柱圖案p2-1可以形成在第一陣列區(qū)域pa1上。第一本底圖案b1可以形成在第一本底區(qū)域bg1上。第一本底圖案b1可以包括第一不平坦部分r1。
第二區(qū)域ii可以包括第二陣列區(qū)域pa2和第二本底區(qū)域bg2。第三柱圖案p1-2和第四柱圖案p2-2可以形成在第二陣列區(qū)域pa2上。
具體地,第三柱圖案p1-2和第四柱圖案p2-2在兩個(gè)方向上彼此交替地設(shè)置,因此,每個(gè)柱圖案可以不同于與其最鄰近的柱圖案。也就是,四個(gè)第四柱圖案p2-2可以是與第三柱圖案p1-2最鄰近的圖案,四個(gè)第三柱圖案p1-2可以是與第四柱圖案p2-2最鄰近的圖案。在第二陣列區(qū)域pa2的外圍的圖案可以鄰近第二本底圖案b2,而不是柱圖案。
彼此相鄰的第三柱圖案p1-2和第四柱圖案p2-2之間的距離可以相等。具體地,彼此相鄰的第三柱圖案p1-2和第四柱圖案p2-2的中心之間的距離可以相等。彼此相鄰的第三柱圖案p1-2和第四柱圖案p2-2的中心之間的距離可以等于第一柱圖案p1-1的中心和第二柱圖案p2-1的中心之間的距離。然而,示范性實(shí)施方式不限于此,因此,第三柱圖案p1-2的中心和第四柱圖案p2-2的中心之間的距離可以不同于第一柱圖案p1-1的中心和第二柱圖案p2-1的中心之間的距離。
此外,對(duì)于相應(yīng)的圖案,第三柱圖案p1-2的側(cè)表面和第四柱圖案p2-2的側(cè)表面之間的距離d4也可以相等。應(yīng)指出,概念“相等”包括可能根據(jù)蝕刻工藝等產(chǎn)生的細(xì)小臺(tái)階部分的可能性。
第三柱圖案p1-2的高度和第四柱圖案p2-2的高度可以相等。第三柱圖案p1-2的水平截面和第四柱圖案p2-2的水平截面可以彼此不同。第三柱圖案p1-2的側(cè)表面和第四柱圖案p2-2的側(cè)表面可以具有倒圓的形狀。也就是,第三柱圖案p1-2的側(cè)表面和第四柱圖案p2-2的側(cè)表面可以不具有棱邊(edge)。也就是,第三柱圖案p1-2和第四柱圖案p2-2的水平周邊的斜率可以是連續(xù)的。
第三柱圖案p1-2和第四柱圖案p2-2的水平截面可以是圓形或橢圓形。在這種情形下,第三柱圖案p1-2和第四柱圖案p2-2的長(zhǎng)半徑和短半徑中的至少一個(gè)可以不同。也就是,第三柱圖案p1-2的第三長(zhǎng)半徑mj3和第三短半徑mn3可以各自不同于第四柱圖案p2-2的第四長(zhǎng)半徑mj4和第四短半徑mn4??蛇x地,也就是,第三柱圖案p1-2的第三長(zhǎng)半徑mj3和第四柱圖案p2-2的第四長(zhǎng)半徑mj4可以彼此相等,并且第三柱圖案p1-2的第三短半徑mn3和第四柱圖案p2-2的第四短半徑mn4可以彼此不同。可選地,也就是,第三柱圖案p1-2的第三長(zhǎng)半徑mj3和第四柱圖案p2-2的第四長(zhǎng)半徑mj4可以彼此不同,并且第三柱圖案p1-2的第三短半徑mn3和第四柱圖案p2-2的第四短半徑mn4可以彼此相等。然而,以上示例僅被提供用于說(shuō)明的目的,示范性實(shí)施方式不限于此。
完全填充第二本底區(qū)域bg2的第二本底圖案b2可以包括第二不平坦部分r2。第二不平坦部分r2可以包括凸起部分cv和筆直部分st。
具體地,參照?qǐng)D5,凸起部分cv可以形成為其中第二陣列區(qū)域pa2的柱圖案的一部分與第二本底圖案b2連接的構(gòu)造。因此,從第二本底圖案b2到第二外圍柱圖案pe2的距離可以實(shí)際上等于第二陣列區(qū)域pa2的第三柱圖案p1-2和第四柱圖案p2-2之間的距離d4。
筆直部分st可以是用直線(xiàn)連接一個(gè)凸起部分cv與相鄰的凸起部分cv的部分。因此,凸起部分cv可以關(guān)于筆直部分st在第二陣列區(qū)域pa2的方向上從第二本底區(qū)域bg2凸起地突出。
根據(jù)一些示范性實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件可以包括兩個(gè)劃分的區(qū)域,因此包括兩種不同類(lèi)型的本底圖案。第一區(qū)域i的第一本底圖案b1可以提高集成密度并最大化柱圖案的利用。考慮到外圍柱圖案可能在例如加工期間被損壞的可能性,可以提供第二區(qū)域ii的第二本底圖案b2。也就是,通過(guò)包括第二本底圖案b2,可以預(yù)先防止由于第二本底圖案b2中的可能損壞的柱圖案引起的故障。
換言之,第一本底圖案b1可以形成在第一區(qū)域i中以提高其中的集成密度,第二本底圖案b2可以?xún)H形成在第二區(qū)域ii中以減小其中的故障率。也就是,根據(jù)相應(yīng)區(qū)域的特性的期望構(gòu)造的本底圖案可以在同一器件中被同時(shí)使用。
在下文,將參照?qǐng)D6描述根據(jù)一些示范性實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件。在以下的描述中,為了簡(jiǎn)潔起見(jiàn),與以上已經(jīng)提供的示范性實(shí)施方式重復(fù)的描述將不被描述或者盡可能簡(jiǎn)要地描述。
圖6是被提供來(lái)說(shuō)明根據(jù)一些示范性實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的局部俯視圖。
參照?qǐng)D6,根據(jù)一些示范性實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件可以包括設(shè)置成蜂窩形狀的柱陣列圖案。
基板100可以包括陣列區(qū)域pa和本底區(qū)域bg。具體地,在陣列區(qū)域pa中,第一柱圖案p1和第二柱圖案p2可以被設(shè)置為使得第二柱圖案p2可以位于中心,而六個(gè)第一柱圖案p1可以位于距第二柱圖案p2的相等距離d5處。在這種情形下,相鄰的第一柱圖案p1之間的距離d5可以等于每個(gè)第一柱圖案p1和第二柱圖案p2之間的距離d5。
第三本底圖案b3可以形成在本底區(qū)域bg中。第三本底圖案b3可以完全地填充本底區(qū)域bg。第三本底圖案b3可以形成為與外圍柱圖案pe隔開(kāi)預(yù)定距離d6。第三本底圖案b3可以包括在與陣列區(qū)域pa的邊界處的不平坦部分r。不平坦部分r可以包括凹入部分cc和突起部分p。
凹入部分cc可以形成為在從陣列區(qū)域pa到本底區(qū)域bg取向的方向上是凹入的。凹入部分cc可以形成為關(guān)于外圍柱圖案pe的表面共形的形狀,同時(shí)與外圍柱圖案pe間隔開(kāi)預(yù)定距離d6。
突起部分p可以形成在一個(gè)凹入部分cc與相鄰的凹入部分cc相遇(例如接觸)的點(diǎn)處。突起部分p可以距兩個(gè)相鄰的外圍柱圖案pe的每個(gè)相等的距離d6。在這種情形下,距離d6可以等于凹入部分cc與外圍柱圖案pe間隔開(kāi)的距離d6。
在根據(jù)一些示范性實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件中,第一柱圖案p1和第二柱圖案p2可以在陣列區(qū)域pa中設(shè)置為蜂窩形狀,例如圖案。蜂窩形狀可以是能夠提供柱圖案的最高集成密度的形狀。也就是,可以提高柱圖案的集成密度,因此提高半導(dǎo)體器件的整體集成密度并增強(qiáng)操作特性。
在下文,將參照?qǐng)D3、圖4和圖7a至圖15描述根據(jù)一些示范性實(shí)施方式的制造半導(dǎo)體器件的方法。為了簡(jiǎn)潔起見(jiàn),與之前描述的那些重復(fù)的半導(dǎo)體器件的元件或操作將被盡可能簡(jiǎn)要地提及或者省略。
圖7a至圖15是示出制造的中間步驟的視圖,被提供來(lái)說(shuō)明根據(jù)一些示范性實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的制造方法。圖7a至圖14a是局部俯視圖,圖7b至圖14b是沿相應(yīng)的圖7a至圖14a的線(xiàn)d-d'截取的截面圖。
首先,參照?qǐng)D7a和圖7b,提供用于形成圖3和圖4的第一柱圖案p1和第二柱圖案p2的層疊結(jié)構(gòu)。
與基板100一起被圖案化的目標(biāo)層t可以包括參照?qǐng)D2描述的下部結(jié)構(gòu)。為了說(shuō)明的方便,沒(méi)有示出下部結(jié)構(gòu),而是替代地示出為之前參照?qǐng)D4描述的下部區(qū)域101。在下部區(qū)域101上,第一掩模層200、210、第二掩模層300、310和抗反射層320以順序的次序?qū)盈B,然后光致抗蝕劑圖案400形成在抗反射層320上。
第一掩模層200、210、第二掩模層300、310和抗反射膜320可以通過(guò)例如原子層沉積(ald)、化學(xué)氣相沉積(cvd)、旋涂等形成,并且烘焙或固化工藝可以取決于使用的材料而增加。
如所示出的,第一掩模層200、210和第二掩模層300、310可以由多個(gè)層組成。所述多個(gè)層可以每個(gè)由含硅材料(例如硅氧化物(siox)、硅氮氧化物(sion)、硅氮化物(sixny)、正硅酸乙酯(teos)或多晶硅等)、含碳材料(例如無(wú)定形碳層(acl)或旋涂硬掩模(soh))和金屬中的至少一種形成。所述多個(gè)層的下層可以例如由硅氮化物層形成,并且下層可以另外地包括在硅氮化物下面的薄的硅氧化物。上層可以由硅氧化物形成。第一掩模層200、210和第二掩模層300、310可以另外包括在硅氧化物層上的多晶硅層。然而,示范性實(shí)施方式不限于以上給出的示例。
抗反射層320指的是在光刻工藝期間防止光對(duì)著下面的層反射的層??狗瓷鋵?20可以例如由硅氮氧化物(sion)膜形成。然而,示范性實(shí)施方式不限于以上給出的示例。
光致抗蝕劑圖案400可以用光刻工藝圖案化。光致抗蝕劑圖案400可以是用于光刻工藝的光致抗蝕劑。然而,示范性實(shí)施方式不限于以上給出的示例。光致抗蝕劑圖案400可以考慮到隨后將形成的第一柱圖案p1的形狀來(lái)形成。光致抗蝕劑圖案400可以包括彼此間隔開(kāi)預(yù)定距離d0的部分(圖7a)。光致抗蝕劑圖案400可以具有橢圓或圓形的形狀,但是不限于此。
接著,參照?qǐng)D8a和圖8b,第二掩模層300、310用光致抗蝕劑圖案400作為掩模來(lái)蝕刻。也就是,除了光致抗蝕劑圖案400所在的部分之外,第二掩模層300、310可以通過(guò)各向異性蝕刻被豎直地蝕刻,從而形成第二掩模圖案300p、310p(圖8b)。光致抗蝕劑圖案400和抗反射層320可以在蝕刻工藝期間被去除,或可以通過(guò)額外的(例如單獨(dú)的)工藝被完全去除。
第二掩模圖案300p、310p可以暴露第一掩模層200、210的上部。因此,參照?qǐng)D8a中的俯視圖,第一掩模層200、210的上部和第二掩模圖案300p、310p的上部可以被暴露。
接著,參照?qǐng)D9a和9b,間隔物膜500可以形成在第一掩模層210和第二掩模圖案310p的暴露的上部上。具體地,間隔物膜500可以覆在第一掩模層200、210的上部210以及第二掩模圖案300p、310p的上部310p上面。間隔物膜500也可以形成在第二掩模圖案300p、310p的側(cè)表面上。具體地,間隔物膜500可以沿第二掩模圖案300p、310p的上表面和側(cè)表面以及第一掩模層200、210的上表面共形地形成。例如,由于間隔物膜500的沿第二掩模圖案300p、310p的橢圓/圓形形狀的共形結(jié)構(gòu),間隔物膜500的外圍可以在平面圖中是彎曲的(圖9a)。
在此時(shí),例如由于間隔物膜500的共形結(jié)構(gòu),自對(duì)準(zhǔn)凹槽600可以形成在相鄰的第二掩模圖案300p、310p之間(圖9b)。例如,如圖9a所示,自對(duì)準(zhǔn)凹槽600可以被限定在四個(gè)第二掩模圖案300p、310p當(dāng)中的中心,并可以與第二掩模圖案300p、310p間隔開(kāi)預(yù)定距離。也就是,它可以間隔開(kāi)間隔物膜500的厚度。
如圖9a所示,自對(duì)準(zhǔn)凹槽600可以具有帶有凹入側(cè)的菱形形狀,例如菱形的凹入側(cè)可以由間隔物膜500的圍繞第二掩模圖案300p、310p的橢圓/圓形形狀的彎曲的外圍限定。當(dāng)?shù)诙谀D案300p、310p具有蜂窩形狀時(shí),可以形成具有凹入側(cè)的六邊形形狀而不是菱形形狀。
接著,參照?qǐng)D10a和圖10b,填充物700可以形成在間隔物膜500上。填充物700可以覆在間隔物膜500上面。填充物700可以完全地填充自對(duì)準(zhǔn)凹槽600。填充物700的上表面可以形成得高于第二掩模圖案300p、310p的上表面和間隔物膜500的上表面。
接著,參照?qǐng)D11a和圖11b,第一填充物圖案700p1和第二填充物圖案700p2可以通過(guò)部分地去除填充物700和間隔物膜500而形成,例如掩模310p可以與間隔物膜500一起被去除。用于部分地去除填充物700和間隔物膜500的工藝可以是化學(xué)機(jī)械拋光(cmp)工藝或回蝕刻工藝。然而,示范性實(shí)施方式不限于以上給出的示例。
第一填充物圖案700p1可以位于自對(duì)準(zhǔn)凹槽600中,并且第一填充物圖案700p1的下表面和側(cè)表面可以被間隔物圖案500p圍繞。第二填充物圖案700p2的下表面和側(cè)表面也可以被間隔物圖案500p圍繞。間隔物圖案500p可以包括與第一填充物圖案700p1和第二填充物圖案700p2的下表面接觸的第一部分以及與第一填充物圖案700p1和第二填充物圖案700p2的側(cè)表面接觸的第二部分。
接著,參照?qǐng)D12a和圖12b,上第一掩模圖案210p可以通過(guò)去除間隔物圖案500p的一部分并圖案化第一掩模層200、210的上部210而形成。具體地,間隔物圖案500p的與第一填充物圖案700p1和第二填充物圖案700p2的側(cè)表面接觸的第二部分可以被去除以限定空間800,間隔物圖案500p的與第一填充物圖案700p1和第二填充物圖案700p2的下表面接觸的第一部分可以保留。
第二掩模圖案300p和上第一掩模圖案210p的層疊圖案可以被認(rèn)為是芯掩模圖案cm。此外,第一填充物圖案700p1、間隔物圖案500p1和上第一掩模圖案210p的層疊圖案可以被認(rèn)為是自對(duì)準(zhǔn)掩模圖案sm。此外,第二填充物圖案700p2、間隔物圖案500p1和上第一掩模圖案210p的層疊圖案可以被認(rèn)為是本底掩模圖案bm。在此時(shí),自對(duì)準(zhǔn)掩模圖案sm的側(cè)表面可以通過(guò)蝕刻而平滑。也就是,凹入的表面部分可以變平為線(xiàn)形形狀或凸起形狀。這可以由于尖銳的突起部分的較高蝕刻速率而產(chǎn)生。
接著,參照?qǐng)D13a和圖13b,第一掩模圖案200p1、200p2、第一柱圖案p1、第二柱圖案p2和本底圖案b通過(guò)用芯掩模圖案cm、自對(duì)準(zhǔn)掩模圖案sm和本底掩模圖案bm作為掩模蝕刻第一掩模層200、210和目標(biāo)層t而形成。在此時(shí),在蝕刻期間,第二柱圖案p2可以被進(jìn)一步平滑以具有圓形或橢圓的形狀,如將參照?qǐng)D15更詳細(xì)地描述的。
接著,參照?qǐng)D14a和圖14b,第一掩模圖案200p1、200p2被去除。因此,本底圖案b可以形成在本底區(qū)域bg中,并且第一柱圖案p1和第二柱圖案p2可以形成在陣列區(qū)域pa中。第一柱圖案p1和第二柱圖案p2之間的距離d1可以小于本底圖案b和第一柱圖案p1之間的距離d3。
參照?qǐng)D15,為了比較的目的,第一填充物圖案700p1的俯視圖(從圖12a中示出的中間步驟)和所得的第二柱圖案p2的俯視圖(從圖14a)交疊。第一填充物圖案700p1可以具有菱形形狀,第二柱圖案p2可以具有圓形或橢圓形狀。也就是,目標(biāo)層t可以通過(guò)使用第一填充物圖案700p1作為掩模的蝕刻工藝而蝕刻得比掩模形狀平滑。也就是,如圖15所示,材料的平滑(例如去除)可以在寬的表面部分(a)比在尖銳的邊緣部分(b)處高。因此,第二柱圖案p2可以具有圓形或橢圓形狀。
在下文,將參照?qǐng)D16a至圖21說(shuō)明根據(jù)一些示范性實(shí)施方式的制造半導(dǎo)體器件的方法。為了簡(jiǎn)潔起見(jiàn),與之前描述的那些重復(fù)的半導(dǎo)體器件的元件或操作及其制造方法將被盡可能簡(jiǎn)要地提及或省略。
圖16a至圖21是示出制造的中間步驟的視圖,被提供來(lái)說(shuō)明根據(jù)一些示范性實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件。圖16a是局部俯視圖,圖16b至圖21是沿圖16a的線(xiàn)d-d'截取的截面圖。
首先,參照?qǐng)D16a和圖16b,光致抗蝕劑圖案400和本底光致抗蝕劑圖案400'可以形成在層疊結(jié)構(gòu)上。
光致抗蝕劑圖案400可以包括彼此間隔開(kāi)預(yù)定距離d0的部分。光致抗蝕劑圖案400可以具有橢圓形或圓形形狀,但是不限于此。
本底光致抗蝕劑圖案400'可以形成得與光致抗蝕劑圖案400隔開(kāi)預(yù)定距離d7。本底光致抗蝕劑圖案400'和光致抗蝕劑圖案400之間的距離可以大于光致抗蝕劑圖案400的相鄰部分之間的距離,例如d7>d0。例如,本底光致抗蝕劑圖案400'的距光致抗蝕劑圖案400的預(yù)定距離d7可以為約0.3至約1μm。
接著,參照?qǐng)D17,第二掩模層300、310可以用光致抗蝕劑圖案400和本底光致抗蝕劑圖案400'作為掩模來(lái)蝕刻。也就是,除了光致抗蝕劑圖案400和本底光致抗蝕劑圖案400'所在的部分之外,第二掩模層300、310可以通過(guò)各向異性蝕刻在豎直方向上蝕刻,從而形成第二掩模圖案300p、310p以及本底第二掩模圖案300p'、310p'。本底光致抗蝕劑圖案400'、光致抗蝕劑圖案400和抗反射層320可以在蝕刻工藝期間被去除或通過(guò)額外的工藝被完全地去除。本底第二掩模圖案300p'、310p'和第二掩模圖案300p、310p可以暴露第一掩模層200、210。
接著,參照?qǐng)D18,可以形成間隔物膜500。間隔物膜500可以覆在第一掩模層200、210的上部210、本底第二掩模圖案300p'、310p'的上部310p'和第二掩模圖案300p、310p的上部310p上。間隔物膜500也可以形成在本底第二掩模圖案300p'、310p'的側(cè)表面和第二掩模圖案300p、310p的側(cè)表面上。具體地,間隔物膜500可以沿本底第二掩模圖案300p'、310p'和第二掩模圖案300p、310p的上表面和側(cè)表面以及第一掩模層200、210的上表面共形地形成。
在此時(shí),自對(duì)準(zhǔn)凹槽600可以形成在第二掩模圖案300p、310p之間。自對(duì)準(zhǔn)凹槽600可以與第二掩模圖案300p、310p間隔開(kāi)預(yù)定距離。也就是,它可以間隔開(kāi)間隔物膜500的厚度。
接著,參照?qǐng)D19,填充物700形成在間隔物膜500上。填充物700可以覆在間隔物膜500上。填充物700可以完全地填充自對(duì)準(zhǔn)凹槽600。填充物700的上表面可以形成得高于本底第二掩模圖案300p'、310p'的上表面、第二掩模圖案300p、310p的上表面和間隔物膜500的上表面。
在此時(shí),由于本底第二掩模圖案300p'、310p'的存在,填充物700的上表面可以形成得高于本底第二掩模圖案300p'、310p'的上表面、第二掩模圖案300p、310p的上表面和間隔物膜500的上表面。也就是,本底第二掩模圖案300p'、310p'可以形成以防止隨著距第二掩模圖案300p、310p的距離的增加,填充物700的上表面通過(guò)負(fù)載效應(yīng)而降低。
接著,參照?qǐng)D20,第一填充物圖案700p1和第二填充物圖案700p2通過(guò)部分地去除填充物700和間隔物膜500而形成。第一填充物圖案700p1可以位于自對(duì)準(zhǔn)凹槽600中,并且下表面和側(cè)表面可以被間隔物圖案500p圍繞。第二填充物圖案700p2的下表面和側(cè)表面也可以被間隔物圖案500p圍繞。間隔物圖案500p可以包括與第一填充物圖案700p1的下表面和第二填充物圖案700p2的下表面接觸的第一部分以及與第一填充物圖案700p1的側(cè)表面和第二填充物圖案700p2的側(cè)表面接觸的第二部分。
接著,參照?qǐng)D21,上第一掩模圖案210p可以通過(guò)去除間隔物圖案500p的一部分并圖案化第一掩模層200、210的上部210而形成。具體地,間隔物圖案500p的與第一填充物圖案700p1的側(cè)表面和第二填充物圖案700p2的側(cè)表面接觸的第二部分可以被去除,并且間隔物圖案500p的與第一填充物圖案700p1的下表面和第二填充物圖案700p2的下表面接觸的第一部分可以保留。
第二掩模圖案300p、310p和上第一掩模圖案210p的層疊圖案可以被認(rèn)為是芯掩模圖案。此外,第一填充物圖案700p1、間隔物圖案500p1和上第一掩模圖案210p的層疊圖案可以被認(rèn)為是自對(duì)準(zhǔn)掩模圖案。此外,第二填充物圖案700p2、間隔物圖案500p1和上第一掩模圖案210p的層疊圖案可以被認(rèn)為是本底掩模圖案。
在此時(shí),自對(duì)準(zhǔn)掩模圖案的側(cè)表面可以通過(guò)蝕刻而平滑。也就是,凹入表面部分可以變平為線(xiàn)形形狀或凸起形狀。這可以是由于尖銳的突起部分的較高蝕刻速率而產(chǎn)生。之后,第一柱圖案p1和第二柱圖案p2可以通過(guò)與在圖13a至圖14b中示出的那些工藝相同的工藝形成。
圖22是包括根據(jù)一些示范性實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的電子系統(tǒng)的示范性方框圖。
參照?qǐng)D22,根據(jù)一些示范性實(shí)施方式的電子系統(tǒng)2900可以包括控制器2910、輸入/輸出(i/o)裝置2920、存儲(chǔ)器件2930、接口2940和總線(xiàn)2950??刂破?910、i/o裝置2920、存儲(chǔ)器件2930和/或接口2940可以經(jīng)由總線(xiàn)2950彼此連接??偩€(xiàn)2950對(duì)應(yīng)于數(shù)據(jù)通過(guò)其傳輸?shù)穆窂?。控制?910可以包括例如微處理器、數(shù)字信號(hào)處理器、微控制器和能夠執(zhí)行與以上提及的那些裝置的功能類(lèi)似的功能的邏輯器件中的至少一個(gè)。i/o裝置2920可以包括例如鍵區(qū)、鍵盤(pán)和顯示裝置等。存儲(chǔ)器件2930可以存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和/或命令。存儲(chǔ)器件2930可以包括根據(jù)一些示范性實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件。存儲(chǔ)器件2930可以包括例如動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(dram)器件。接口2940可以執(zhí)行傳輸數(shù)據(jù)到通信網(wǎng)絡(luò)或從通信網(wǎng)絡(luò)接收數(shù)據(jù)的功能。接口2940可以是有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)的形式。例如,接口2940可以包括天線(xiàn)或有線(xiàn)/無(wú)線(xiàn)收發(fā)器。
電子系統(tǒng)2900可應(yīng)用于例如個(gè)人數(shù)字助理(pda)、便攜式計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)平板、無(wú)線(xiàn)電話(huà)、移動(dòng)電話(huà)、數(shù)字音樂(lè)播放器、存儲(chǔ)卡或能夠在無(wú)線(xiàn)環(huán)境中發(fā)送和/或接收數(shù)據(jù)的全部電子產(chǎn)品。
圖23是包括半導(dǎo)體器件的存儲(chǔ)卡的示例的方框圖,該半導(dǎo)體器件按照根據(jù)示范性實(shí)施方式的制造半導(dǎo)體器件的方法制造。
參照?qǐng)D23,包括根據(jù)各種示范性實(shí)施方式制造的半導(dǎo)體器件的存儲(chǔ)器3010可以被用于存儲(chǔ)卡3000中。存儲(chǔ)卡3000可以包括用于控制主機(jī)3030和存儲(chǔ)器3010之間的數(shù)據(jù)交換的存儲(chǔ)器控制器3020。靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(sram)3021可以被用作中央處理器3022的運(yùn)行存儲(chǔ)器。主機(jī)接口3023可以包括使得主機(jī)3030訪(fǎng)問(wèn)存儲(chǔ)卡3000并交換數(shù)據(jù)的協(xié)議。錯(cuò)誤檢測(cè)和校正(ecc)模塊3024可以檢測(cè)從存儲(chǔ)器3010讀取的數(shù)據(jù)中的錯(cuò)誤并校正它。存儲(chǔ)器接口3025可以作為與存儲(chǔ)器3010連接的接口。中央處理器3022可以執(zhí)行與存儲(chǔ)器控制器3020的數(shù)據(jù)交換有關(guān)的整個(gè)控制操作。
實(shí)施方式提供一種具有改善的操作特性的半導(dǎo)體器件以及用于制造具有改善的操作特性的半導(dǎo)體器件的方法。
這里已經(jīng)公開(kāi)了示例實(shí)施方式,盡管采用了特定的術(shù)語(yǔ),但是它們僅以一般性和描述性的含義來(lái)使用和解釋?zhuān)皇菫榱讼拗频哪康?。在某些情況下,如至提交本申請(qǐng)為止對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將是顯然的,關(guān)于特定實(shí)施方式描述的特征、特性和/或元件可以被單獨(dú)地使用,或者可以與關(guān)于其它實(shí)施方式描述的特征、特性和/或元件結(jié)合地使用,除非另外明確地指示。因此,本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解,可以在形式和細(xì)節(jié)上進(jìn)行各種改變,而沒(méi)有脫離本發(fā)明的精神和范圍,本發(fā)明的精神和范圍在權(quán)利要求書(shū)中闡述。
于2016年1月8日在韓國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交并且名稱(chēng)為“半導(dǎo)體器件及其制造方法”的第10-2016-0002398號(hào)韓國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)通過(guò)引用整體地結(jié)合于此。