CN100546008C - 快闪存储器件的制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种制造快闪存储器件的方法包括：提供衬底，所述衬底具有绝缘层、绝缘层上方的第一掩模层、第一掩模层上方的第二掩模层、第二掩模层上方的第一光刻胶图案，所述第一光刻胶图案具有第一间距。在所述第一光刻胶图案上方提供材料层。蚀刻所述材料层以使所述材料层转化为具有第二间距的材料层图案，所述第二间距小于所述第一间距。利用所述材料层图案蚀刻所述第二硬掩模层，以形成沿第一方向延伸的第二硬掩模层图案。蚀刻第二光刻胶图案，所述第二光刻胶图案限定未暴露的第一区域和暴露的第二区域，所述第二区域沿着与所述第一方向正交的第二方向延伸。利用所述第二光刻胶图案蚀刻所述第一硬掩模层，以形成具有有角形状的第一硬掩模层图案。

Description

快闪存储器件的制造方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2006年9月8日提交的韩国专利申请编号10-2006-86821的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本发明涉及快闪存储器件，更具体涉及快闪存储器件的制造方法，其中用于上线(upper line)和下线(lower line)的接触塞形成为有角的形状(angular shape)(例如类矩形形状)。
背景技术
随着器件设计规则减小，在形成漏极接触孔的过程中可能出现以下情况。
第一，在使用矩形掩模形成漏极接触孔的过程中，由于曝光特性，例如邻近效应和像差，使得漏极接触孔成为圆形。
第二，以上形成的圆形漏极接触孔会难以控制接触孔边缘部分附近的粗糙度。因此，可能难以获得漏极接触孔之间的一致性。
第三，在圆形漏极接触孔中，在长轴和短轴上的偏压控制可能是困难的。
第四，在100nm以下的设计中，当漏极接触孔形成为圆形时，蚀刻过程可能不能正确实施，这是因为采用诸如ArF或KrF光源的曝光设备的分辨率限制所致。
发明内容
因此，本发明的实施方案涉及制造快闪存储器件的方法，其中用于连接上线和下线的接触塞形成为有角的形状(例如，类矩形形状)，以改善接触塞的电特性。
在一个实施方案中，一种制造快闪存储器件的方法包括在半导体衬底上方形成绝缘层、第一和第二硬掩模层、和第一光刻胶图案，所述第一光刻胶图案具有第一间距(pitch)。将含硅的硅烷化试剂涂覆在所述第一光刻胶图案上。烘烤涂覆有所述硅烷化试剂的所述第一光刻胶图案，以使部分所述第一光刻胶图案转变成含硅的材料层。移除所述材料层的上部区域，以形成具有第二间距的材料层图案，所述第二间距小于所述第一间距。利用所述材料层图案蚀刻所述第二硬掩模层，以形成沿第一方向延伸的第二硬掩模层图案。形成第二光刻胶图案，所述第二光刻胶图案限定未暴露的第一区域和暴露的第二区域，所述第二区域沿着与所述第一方向正交的第二方向延伸并且暴露出至少部分所述第二硬掩模层图案。利用所述第二光刻胶图案蚀刻所述第一硬掩模层，以形成具有类矩形形状的第一硬掩模层图案。利用所述第一硬掩模层图案蚀刻所述绝缘层以形成具有类矩形形状的接触孔，所述接触孔暴露出所述半导体衬底。
在另一实施方案中，一种制造快闪存储器件的方法包括提供衬底，所述衬底具有绝缘层、绝缘层上方的第一掩模层、第一掩模层上方的第二掩模层、第二掩模层上方的第一光刻胶图案，所述第一光刻胶图案具有第一间距。在所述第一光刻胶图案上提供材料层。蚀刻所述材料层以使所述材料层转化为具有第二间距的材料层图案，所述第二间距小于所述第一间距。利用所述材料层图案蚀刻所述第二硬掩模层，以形成沿第一方向延伸的第二硬掩模层图案。蚀刻第二光刻胶图案，所述第二光刻胶图案限定未暴露的第一区域和暴露的第二区域，所述第二区域沿着与所述第一方向正交的第二方向延伸。利用所述第二光刻胶图案蚀刻所述第一硬掩模层，以形成具有有角形状的第一硬掩模层图案。利用所述第一硬掩模层图案蚀刻所述绝缘层以形成具有有角形状的接触孔，所述接触孔暴露出所述绝缘层下方的材料。
在又一实施方案中，接触孔具有类矩形形状。接触孔具有基本成角状的角隅。接触孔所暴露出的材料是硅材料。材料层是涂覆在第一光刻胶图案上方的隔离物材料。材料层是含硅的无机材料或有机材料。
在再一实施方案中，在第一光刻胶图案上方提供材料层的步骤包括在第一光刻胶图案上方涂覆含硅的硅烷化试剂；和烘烤涂覆有硅烷化试剂的第一光刻胶图案，以使部分第一光刻胶图案转变成含硅的材料层。
在本发明的一个方面，所述硅烷化试剂尤其是甲硅烷基化试剂。
附图说明
图1A至1C是说明根据本发明一个实施方案的制造快闪存储器件的方法的布置图；
图2A至2J是说明根据本发明一个实施方案的制造快闪存储器件的方法的截面图；和
图3A和3B是说明根据本发明另一实施方案的制造快闪存储器件的方法的截面图。
具体实施方式
以下参照图1A至2G描述根据本发明一个实施方案的制造快闪存储器件的方法。图2A是沿图1A中的线A-A的器件截面图。参照图1A和2A，在半导体衬底100上方顺序形成有层间绝缘层102、第一硬掩模层104、第二硬掩模层106和光刻胶层，在半导体衬底100中形成有给定结构，例如隔离层、栅极、隔离物和SAC氮化物层。光刻胶层由化学放大型光敏剂形成。通过使用掩模(未示出)进行选择性蚀刻，使光刻胶层转变成第一光刻胶图案108。第一光刻胶图案108具有间距P。第一光刻胶图案108的结构形成为具有比由所述结构限定的间隙b更宽的宽度a。
在第一光刻胶图案108上涂覆含硅的硅烷化试剂。进行烘烤。该硅烷化试剂扩散进入第一光刻胶图案108的外侧部分。此时，该硅烷化试剂由SiO2形成。
结果，如图2B所示，形成含硅的硅烷化光刻胶110a和未硅烷化光刻胶110b。
参照图2C和2D，通过干法蚀刻过程移除含硅的硅烷化光刻胶110a的上部区域。该过程期间，也移除未硅烷化光刻胶110b。因此，在硅烷化光刻胶110a中形成图案111，该图案111的间距(1/2P)为第一光刻胶图案108的间距的一半。
参照图2E，使用硅烷化光刻胶110a的图案111作为掩模，通过实施各向异性蚀刻过程来蚀刻第二硬掩模层106。随后移除图案111。提供具有间距(1/2P)的第二硬掩模层图案106a。在本实施方案中，第二硬掩模层图案106a的间距为1/2P，但可以是小于P的不同间距。
图2F是沿图1B中的线B-B的器件截面图，和图2G是沿图1B中的线C-C的器件截面图。参照图1B、2F和2G，第二光刻胶图案112形成在包括第二硬掩模层图案106a的基本整个表面上方。第二光刻胶图案112限定暴露区域和未暴露区域。在沿图1B的线B-B的器件截面图中，第二硬掩模层图案106a的区域是未暴露区域(参见图2F)。因此，在该区域的第二硬掩模层图案106a的上方和之间涂覆第二光刻胶图案112。
另一方面，在沿图1B中的线C-C的器件截面图中，第二硬掩模层图案106a的区域是暴露区域(参见图2G)。因此，第二光刻胶图案112没有涂覆在第二硬掩模层图案106a上方。第二硬掩模层图案106a在该区域上保持开放。
图2H是沿图1C中的线D-D的器件截面图。参照图1C和2H，使用第二光刻胶图案112和第二硬掩模层图案106a作为掩模，蚀刻第一硬掩模层104，形成具有类矩形形状的第一硬掩模层图案104a。
参照图2I，使用类矩形形状的第一硬掩模层图案104a作为掩模，蚀刻层间绝缘层102，形成接触孔114，通过接触孔114暴露出半导体衬底100的某些区域。由于利用第一硬掩模层图案104a来形成接触孔114，因此接触孔114具有类矩形形状。
参照图2J，在以填充接触孔114的方式在整个表面上沉积多晶硅层之后，抛光该多晶硅层，以形成具有类矩形形状的接触塞116。
以下参照图3A和3B来描述根据本发明另一实施方案的制造快闪存储器件的方法。
形成漏极接触的加工步骤类似于本发明上述实施方案。一个不同之处在于形成第一光刻胶图案和硅烷化所形成的第一光刻胶图案的过程。
参照图3A，在其中形成有给定结构的半导体衬底200上顺序形成层间绝缘层202、第一硬掩模层204、第二硬掩模层206和第一光刻胶图案208。第一光刻胶图案208可形成为具有比间隙的宽度D更窄的宽度C。
参照图3B，隔离物材料210形成在包括第一光刻胶图案208的整个表面上。隔离物材料210可由含硅的无机材料或有机材料形成。移除隔离物材料210的上部以暴露出第一光刻胶图案208。移除暴露的光刻胶图案208以限定用于蚀刻第二硬掩模层206的掩模图案。
后续过程基本上与图2C至2J所示的过程相同，并且适当地省略相应的说明。
如上所述，本发明具有以下特征。
第一，由于形成矩形(或类矩形)形状的接触塞，因此可以改善接触塞的电特性。
第二，由于形成类矩形形状的接触塞，因此接触孔边缘部分附近的粗糙度可得以控制，从而增加接触孔之间的一致性。
第三，由于形成类矩形形状的接触塞，因此长轴和短轴上的偏压控制可以容易地实施。
第四，使用间距为接触孔间距两倍的第一光刻胶图案来实施蚀刻过程。因此，可以获得与使用当曝光设备的分辨率是常规方法的2倍或更多倍时的设计规则相同的结果。
虽然已参照具体实施方案做出上述说明，但应该理解本领域技术人员可以进行本专利的变化和更改，而不偏离本专利和所附权利要求的实质和范围。

Claims (20)

1.一种制造快闪存储器件的方法，所述方法包括：
在半导体衬底上方形成绝缘层、第一和第二硬掩模层、和第一光刻胶图案，所述第一光刻胶图案具有第一间距；
在所述第一光刻胶图案上方涂覆含硅的硅烷化试剂；
烘烤涂覆有所述硅烷化试剂的所述第一光刻胶图案，以使所述第一光刻胶图案的外侧部分转变成含硅的硅烷化光刻胶；
移除所述硅烷化光刻胶的上部区域，以形成具有第二间距的硅烷化光刻胶图案，所述第二间距小于所述第一间距；
利用所述硅烷化光刻胶图案蚀刻所述第二硬掩模层，以形成沿第一方向延伸的第二硬掩模层图案；
形成第二光刻胶图案，所述第二光刻胶图案限定未暴露的第一区域和暴露的第二区域，所述第二区域沿着与所述第一方向正交的第二方向延伸并且暴露出至少部分所述第二硬掩模层图案；
利用所述第二光刻胶图案和所述第二硬掩模层图案蚀刻所述第一硬掩模层，以形成具有类矩形形状的所述第一硬掩模层图案；和
利用所述第一硬掩模层图案蚀刻所述绝缘层以形成具有类矩形形状的接触孔，所述接触孔暴露出所述半导体衬底。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述第一光刻胶图案由化学放大型光敏剂形成。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述第一光刻胶图案限定多个结构和多个间隙，每一间隙提供在两个相邻结构之间，每一结构在所述第二方向上具有比所述间隙更宽的宽度。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述第一光刻胶图案限定多个结构和多个间隙，每一间隙提供在两个相邻结构之间，每一结构在所述第二方向上具有比所述间隙更窄的宽度。
5.如权利要求4所述的方法，其中在所述第一光刻胶图案上方形成隔离物材料。
6.如权利要求5所述的方法，其中所述隔离物材料由含硅的无机材料或有机材料形成。
7.如权利要求1所述的方法，其中所述硅烷化试剂包括SiO2。
8.如权利要求1所述的方法，其中通过实施干法蚀刻过程形成所述硅烷化光刻胶图案。
9.如权利要求8所述的方法，其中在干法蚀刻过程期间，也移除没有转变为硅烷化光刻胶的第一光刻胶图案。
10.如权利要求1所述的方法，其中所述硅烷化光刻胶图案的第二间距不大于所述第一光刻胶图案的第一间距的一半。
11.如权利要求1所述的方法，其中实施各向异性蚀刻过程以蚀刻所述第二硬掩模层。
12.如权利要求1所述的方法，其中在形成所述第二硬掩模层图案的步骤中，在所述第二区域的所述第二硬掩模层图案之间提供第二光刻胶层。
13.如权利要求1所述的方法，其中在形成所述第二硬掩模层图案的步骤中，不在所述第一区域的所述第二硬掩模层图案之间涂覆第二光刻胶层。
14.一种制造快闪存储器件的方法，所述方法包括：
提供衬底，所述衬底具有绝缘层、所述绝缘层上方的第一掩模层、所述第一掩模层上方的第二掩模层、所述第二掩模层上方的第一光刻胶图案，所述第一光刻胶图案具有第一间距；
在所述第一光刻胶图案上方提供材料层；
蚀刻所述材料层以使所述材料层转化为具有第二间距的材料层图案，所述第二间距小于所述第一间距；
利用所述材料层图案蚀刻所述第二硬掩模层，以形成沿第一方向延伸的第二硬掩模层图案；
形成第二光刻胶图案，所述第二光刻胶图案限定未暴露的第一区域和暴露的第二区域，所述第二区域沿着与所述第一方向正交的第二方向延伸；
利用所述第二光刻胶图案和所述第二硬掩模层图案蚀刻所述第一硬掩模层，以形成具有有角形状的第一硬掩模层图案；和
利用所述第一硬掩模层图案蚀刻所述绝缘层以形成具有有角形状的接触孔，所述接触孔暴露出所述绝缘层下方的材料。
15.如权利要求14所述的方法，其中所述接触孔具有类矩形形状。
16.如权利要求14所述的方法，其中所述接触孔具有成角状的角隅。
17.如权利要求14所述的方法，其中由所述接触孔暴露出的材料是硅材料。
18.如权利要求14所述的方法，其中在所述第一光刻胶图案上方涂覆所述材料层。
19.如权利要求18所述的方法，其中所述材料层是含硅的无机材料或有机材料。
20.如权利要求14所述的方法，其中在所述第一光刻胶图案上方提供所述材料层包括：
在所述第一光刻胶图案上方涂覆含硅的硅烷化试剂；和
烘烤涂覆有所述硅烷化试剂的所述第一光刻胶图案，以使部分所述第一光刻胶图案转变成含硅的所述材料层。
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