TW384527B - Manufacturing method for contact windows - Google Patents

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3146twf.doc/008 A7 B7 »-*·-· .冬.· 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（（） ★ · 本發明是有關於一種接觸窗開口（contact window)的 製造方法，且特別是有關於一種具有較小尺寸之接觸窗開 口的製造方法。 但隨著整個半導體工業對於元件積集度（integration) 的要求’繼續往0·25μιη或更小的線寬（line width)發展， 相對的接觸窗尺寸（contact size)也越來越小。以動態隨機: 存取記憶體（dynamic random access memory ;以下簡稱 DRAM)之接觸窗尺寸來說，要做到製程的線寬爲〇.25μιη 或更小之接觸窗，會使其光罩（photo mask)的圖案轉移 (pattern transfer)之解析度（res〇iuti〇n)變差，不適合現今高 積集度半導體製程的需要，量產實有困難。 請參照第1圖，第1圖係繪示習知之接觸窗蘭口的製 造流程剖面示意圖。首先，在介電層10上形成一光阻12 做爲罩幕，而形成光阻12的方法，爲微影(ph〇tolithography) .製程技術。並以乾蝕刻法定義介電層10，形成一接觸窗開 口丨4 ’例如以電漿蝕刻法(plasma etching)。而該接觸窗開 口 14之接觸窗尺寸16,與光阻12所提供線路圖案之尺寸 相同，達成圖案轉移。 但是，當半導體元件越縮越小，接觸窗開口也越來越 小，因此在兼顧光罩圖案轉移之解析度與量產製程的前提 下，傳統製程技術的瓶頸有待突破，以滿足半導體工業對 於元件積集度的要求。 有鑑於此，本發明的主要目的就是在提供一種接觸窗 開口的製造方法，且特別是有關於一種具有較小尺寸之接 觸窗開口的製造方法，以因應半導體元件縮小的需要，改 3 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

3146twf.doc/008 A7 B7 五、發明説明（> ) 善半導體製程技術。 ----------\ί 參—-- (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 爲達成上述和其它之目的，本發明提供一種以傾斜鈾 刻（slope etch)出較小尺寸之接觸窗開口的製造方法，藉以 克服接觸窗開口小於〇.25μηι時，避免因光罩圖案轉移 時，所引起解析度不佳的問題。 ： 依照本發明之一較佳實施例，所提出一種接觸窗開口. 的製造方法，本發明係在預定形成接觸窗開口之介電層 上’先沈積一層材質做爲罩幕層，然後將一具有較大尺寸 的光阻圖案，轉移至罩幕層表面上。接著，以此光阻圖案 做爲蝕刻罩幕層’並在介電層上形成一斜角開口。而具有 斜角之開口在介電層與罩幕層交界處之尺寸較小，再以此 罩幕層做爲罩幕，對於介電層進行蝕刻，即可蝕刻出具有 較小尺寸之接觸窗開口。 爲讓本發明之上述目的、特徵、和優點能更明顯易 懂’下文特舉一較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說 明如下： 價式之簡單說明： 第1圖係繪示習知之接觸窗開口的製造流程剖面示意 圖， 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 第2Α圖至第2C圖係繪示根據本發明之第一較佳實 施例，一種接觸窗開口的製造流程剖面示意圖；以及 第3Α圖至第3D圖係繪示根據本發明之第二較佳實 施例，一種接觸窗開口的製造流程剖面示意圖。 圖式標記說明： . 10、20、200 :介電層 4 本紙張尺度適用中國國家榡隼（CNS ) Α4規格（210X297公釐） 3146twf.doc/008 A7 B7 五、發明説明（$ ) 12、- 24、240 :光阻 14 :接觸窗開口 16 :接觸窗尺寸 22 :罩幕層 26、260 :斜角.開口 - 28、30、280、300 :開□尺寸-32、340 :接觸窗開口 210 :第一罩幕層 220 :第二罩幕層 320 :開口 第一實施例 ' 第2A圖至第2C圖係繪示根據本發明之第一較佳實 施例，一種接觸窗開口的製造流程剖面示意圖。其中，利 用多矽氧化矽物質做爲罩幕層，以形成一較小尺寸之接觸 窗開口。 請參照第2A圖，在介電層20(比如是氧化矽）表面上， 沈積一罩幕層22，例如以低壓化學氣相沈積法（low pressure chemical vapor depo.sition ;以下簡稱 LPCVD)， 沈積多砂氧化砂層（silicon-rich silicon oxide ; SRO)。罩幕 層22亦可爲其他材質，比如：多晶矽、氮化矽等，惟須 與介電層20具有較高蝕刻選擇比。然後，在罩幕層22之 表面上，以微影製程技術，形成一光阻24做爲罩幕。 請參照第2B圖，接著，以乾蝕刻法定義罩幕層22， 直至暴露出介電層20之表面，形成斜角開口 26。其中， 以對於罩幕層22與介電層20，具有高蝕刻選擇比之方法 5 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -6

T 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 3146twf.doc/008 A7 B7 五、發明説明（斗） 進行蝕刻，例如反應性離子蝕刻法（reactive ion etch ;以 下簡稱RIE)。最重要的是，斜角開口 26呈85。斜角，使 得斜角開口 26於罩幕層22表面之開口尺寸28,大於斜角 開口 26於介電層20表面之開口尺寸30。開口尺寸28爲 光阻Μ所提供之圖案轉移之尺寸，係指斜角開口 26_最上 方的尺寸大小，位於光阻24與罩幕層.22之間；而開口尺 寸30 ’係指斜角開口 26最下方的尺寸大小，位於介電層 20之表面。 . 因爲光阻24與罩幕層22具有高蝕刻選擇比，在進行 RIE時，若改變反應條件’如溫度、反應氣體等，可使蝕 刻開口之側壁’因部份高分子物質(p〇lymer)的沈積，而形 成一餓刻斜角。此斜角之大小’會隨著反應條件而改變。 因此’尺寸30的大小，可由反應條件加以改變，不同於 習知之製程中，直接藉由光阻圖案轉移之尺寸進行蝕刻。 請參照第2C圖，再以乾蝕刻法蝕刻介電層2〇，利用 罩幕層22做爲蝕刻罩幕’藉由斜角開口 26之開口尺寸3〇 做爲製程線寬（line width)之控制，例如以高蝕刻選擇比之 RIE ’形成較小尺寸之接觸窗開口 32。 第二實施例 第3A圖至弟3D圖係繪7^根據本發明之第二較佳實 施例’ 一種接觸窗開口之製造流程剖面示意圖。其中，利 用多矽氧化矽物質與氧化矽物質做爲罩幕層，以形成一較 小尺寸之接觸窗開口。 請參照第3A圖，在介電層2〇0(比如是氧化砂）上形成 —第一罩幕層210，例如是以LPCVD，而第—罩幕層21〇 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) Λ. 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 3146twf.doc/008 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（匕） 的材質，包括多晶砂（polysilicon)、氮化砂（silicon nitride) 或多矽氧化矽（SRO)。接著，在第一罩幕層210上，再以 LPCVD形成第二罩幕層220，例如爲氧化矽。然後，再於 第二罩幕層22〇上形成一光阻24〇，做爲罩幕。 請參照第3B圖，如同第2B圖所述之步驟，以：RIE 蝕刻第二罩幕層220，直至暴露出第一罩幕層210、的表 面，形成斜角開口 260。其中，斜角開口 260呈85。斜角， 而開口尺寸280大於開口尺寸300。 請參照第3C圖’利用第二罩幕層220做爲蝕刻罩幕， 藉由斜角開口 260之開口尺寸300做爲製程線寬，以乾蝕 刻法蝕刻第一罩幕層210，形成開口 320，例如以RIE。 請參照第3D圖，然後，利用第一罩幕層210之開口 之開口尺寸做爲製程線寬，蝕刻介電層200，例如以 RIE，形成較小尺寸之接觸窗開口 340。 最重要的是，介電層2〇〇與第一罩幕層210間，或第 一罩幕層210與第二罩幕層220間需要有較高蝕刻選擇 比。然而介電層200與第二罩幕層220可以爲同一材質或 不同材質。如本較佳實施例’當介電層2〇〇與第二罩幕層 22〇爲同—材質，即氧化砂，触刻介電層2〇〇中，所使用 之RIE ’與上述定義第二罩幕層22〇之RIE，必須有不同 之反應氣體配方和反應機制，使得第二罩幕層220之斜角 開口 260具有斜角之輪廓，而接觸窗開口 34〇具有垂直輪 廓。同時，此蝕刻介電層200之RIE，亦藉著第一罩幕層 210與介電層2〇〇之高蝕刻選擇比’形成具有垂直輪廓， 且具有尺寸300之大小的接觸窗開口 340。 7 本紙ϋ度適用(CNs) a妨級（2似挪公^ " - ~ ----------£------1T------©I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 3146twf.doc/008 A7 B7 五、發明説明（έ ) ' 以本發明之第二較佳實施例爲例，若欲得例如〇.25μιη 之開口 32〇,則先在介電層2〇〇上沈積第一罩幕層21〇後， 再形成一厚度爲4.4kA之第二罩幕層220，例如爲氧化 矽；接著’形成具有0.33μπι線寬圖案之光阻240同時 參照第3Α圖至第3D圖所示之步驟利用高蝕刻選擇比 之RIE’首先形成85。斜角之斜角開口 260,即可獲得線寬 爲0.2#m之尺寸300 ;然後，利用具有0·25μηι之開口尺 寸300的斜角開口 260，完成開口 320的製作，開口 320 亦具有0.25)im的線寬。利用開口 320，進行接觸窗開口 34〇的製作，因此利用本發明之方法，可以線寬較大之光 阻圖案（0.35μηι)獲得線寬較小之接觸窗開口（0.25μπι)。 綜上所述，本發明的特徵在於： 1 ·本發明提供一種較小尺寸之接觸窗開口的製造方 .法’先在基底上沈積一罩幕層，並在罩幕層形成一斜角開 口；然後，再利用此一斜角開口做爲製程線寬，以形成一 較小尺寸之接觸窗開口。 2.依照本發明之一較佳實施例，例如以多矽氧化矽做 爲第一罩幕層，以氧化矽做爲第二罩幕層；首先，在第二 罩幕層上形成一斜角開口，做爲較小尺寸之製程線寬；然 後’於第一罩幕層形成具有垂直輪廓之開口，再以第二罩 幕層做爲蝕刻罩幕，藉由高飩刻選擇比之反應性離子蝕刻 &(RIE)，完成介電層的較小尺寸之接觸窗開口的製作。 3·在本發明中，多次使用之反應性離子蝕刻法，必須 針對蝕刻之需要，提供適當之高選擇比的氣體配方與反應 8 浪尺度適用中國國家標隼（CNS ) Μ規格（210X297公釐） ^ I./V------II------{ίτ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央檩準局員工消費合作社印製 3146twf.doc/008 A7 B7 五、發明説明（1 ) 機制’以達成斜角開口或具有垂直輪廓之接觸窗開口的製 作。 雖然本發明已以一較佳實施例揭露如上，然其並非用 以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精 神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保 護範圍當視後附之申請專利範圍所界.定者爲準。· ------------ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 9 本紙張尺度適用中國國家榡準（CNS) A4規格（210><297公楚）

Claims (1)

1. A8 B8 3146twf.doc/008 C8 ,, D8 六、申請專利範圍 1. 一種接觸窗開口的製造方法，包括下列步驟： 提供一基底，該基底上至少具有一介電層； 於該介電層上形成一罩幕層； 定義該罩幕層，並在該罩幕層中形成一斜角開口，以 暴露出該介電層；以及 以該罩幕層做爲罩幕，蝕刻該介電層以形成一接觸窗 開口。 2. 如申請專利範圍第1項所述之接觸窗開口的製造方 法，其中該斜角開口與該介電層表面接觸部分之尺寸，小 於該斜角開口在該罩幕層表面之尺寸。 3. 如申請專利範圍第1項所述之接觸窗開口的製造方 法，其中該罩幕層與該介電層具有高蝕刻選擇比。 4. 如申請專利範圍第1項所述之接觸窗開口的製造方 法，其中定義該罩幕層之方法，更包括： 在該罩幕層上形成一光阻層； 利用微影方法定義該光阻層，以暴露出欲形成該斜角 開口之部分該罩幕層；以及 利用斜角蝕刻方法蝕刻暴露出之該罩幕層，以形成該 斜角開口。 經濟部中央標準局員工消費合作社印装 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 5. 如申請專利範圍第3項所述之接觸窗開口的製造方 法，其中該介電層之材質包括氧化矽，且該罩幕層之材質 包括多矽氧化矽。 6. 如申請專利範圍第3項所述之接觸窗開口的製造方 法，其中該介電層之材質包括氧化矽，且該罩幕層之材質 包括多晶ΐ夕。 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） 六、申請專利範圍 〃 7.如申請專利範圍第3項所述之接觸窗開口的製造方 法，其中該介電層之材質包括氧化矽，且該罩幕層之材質 包括氮化石夕。 8. —種接觸窗開口的製造方法，包括下列步驟： 提供一基底，該基底上至少具有一介電層； 於該介電層上形成一第一罩幕層..； ' 於該第一罩幕層上形成一第二罩幕層； 定義該第二罩幕層，並在該第二罩幕層中形成一斜角 開口，以暴露出該第一罩幕層； 以該第二罩幕層做爲罩幕，蝕刻該第一罩幕層，形成 一開口，以暴露出該介電層；以及 以該第一罩幕層做爲罩幕，蝕刻該介電層。 9. 如申請專利範圍第8項所述之接觸窗開口的製造方 法，其中該斜角開口與該第一罩幕層表面接觸部分之尺 寸，小於該斜角開口在該第二罩幕層表面之尺寸。 10. 如申請專利範圍第8項所述之接觸窗開口的製造 方法，其中該第二罩幕層與該第一罩幕層具有高蝕刻選擇 比，且該第一罩幕層與該介電層具有高蝕刻選擇比。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 ---------广k-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 11. 如申請專利範圍第10項所述之接觸窗開口的製造 方法，其中該第二罩幕層與該介電層可以爲相同材質。 12. 如申請專利範圍第8項所述之接觸窗開口的製造 方法，其中定義該第二罩幕層之方法更包括： 在該第二罩幕層上形成一光阻層； 利用微影方法定義該光阻層，以暴露出欲形成該斜角 開口之部分該第二罩幕層；以及 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） S84527 益 3146twf.doc/008_^ 六、申請專利範圍 利用斜角蝕刻方法蝕刻暴露出之該第二罩幕層，以形 成該斜角開口。 13. 如申請專利範圍第11項所述之接觸窗開口的製造 方法，其中該介電層與該第二罩幕層之材質包括氧化矽， 且該第一罩幕層之材質包括多矽氧化矽。 14. 如申請專利範圍第11項所述之接觸窗開口的製造 方法，其中該介電層與該第二罩幕層之材質包括氧化矽， 且該第一罩幕層之材質包括多晶矽。 15. 如申請專利範圍第11項所述之接觸窗開口的製造 方法，其中該介電層與該第二罩幕層之材質包括氧化矽， 且該第一罩幕層之材質，包括氮化矽。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 12 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）