TW407339B - Method for fabricating a contact of a semiconductor device - Google Patents
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Description
經濟部中央梯準局員工消費合作社印製 407339 4342pif.d〇c/008 A7 B7 ' — ----- —___——-—- 五、發明説明(I ) 發明範圍 本發明是有關於一種半導體元件之製造方法,且特,別 是有關於一種半導體元件之接觸窗的製造方法。 發明背景 第1A圖至第1B圖繪示習知一種半導體元件之接觸窗 的製造方法的步驟流程圖。 請參照第1A圖,在一個半導體基底2上形成一個含 有源極/汲極區(未繪示)以及閘極電極層(未繪示)的電晶體 (未繪示)。 在包括電晶體的半導體基底2上形成層間介電層4。 在層間介電層4上,形成光阻層圖案6以定義出接觸窗形 成區。光阻層圖案6爲具有一個開口 6a。以光阻層圖案6 作爲罩幕,非等向性触刻層間介電層4直到暴露出部分的 源極/汲極區。如第1B圖所示,在層間介電靥4中開出一 個通往源極/汲極區的接觸窗開口 4a。 非等向性鈾刻層間介電層4。由於受限於微影製程的 限制’只藉由照光的步驟來形成直徑小於〇.2微米的接觸 窗開口是相當困難的。若用於形成接觸窗開口 ;>4a之層間 介電層4較厚,其上直徑會由於光阻層的腐蝕而具有一個 大於光阻層圖案ό中的開口 6a。因此,在形成儲存電極 (Storage Node)的步驟中’接觸窗開口 4a與儲存電極重疊 邊緣會減小。 發明槪沭 基於上述的問題完成本發明,因此本發明的目的就是 5 本:尺度適用中國國家標準(CNS ) 210x]97公釐) 一 ------— 111.------裝------訂-------1 (請先閱读背面之注意事項再填寫本頁) Λ 7 37 4342pii'.doc/008 407339 五、發明説明(z ) 在提供一種半導體元件之接觸窗的製造方法,形成直徑小 於光阻層圖案所定義之開口的接觸窗開口。 , 本發明的另一目的是在提供一種半導體元件之接觸窗 開口的製造方法,其可增大接觸窗開口與儲存電極間之重 疊邊緣。 根據本發明之上述目的,描述一種製造接觸窗開口的 方法。此方法包括於半導體基底上形成層間介電層;依序 形成第一物質層與第二物質層於層間介電層上,第一物質 層與第二物質層相對於層間介電層具有蝕刻選擇性;在第 二物質層上形成具有第一開口圖案之光阻層;使用光阻層 圖案爲罩幕,鈾刻第二物質層以暴露出第一物質層,同時 形成聚合物於第二物質層之兩側的側壁上,以形成一個直 徑小於第一開口之第二開口;利用聚合物與光阻層爲罩 幕,非等向性的斜向蝕刻第一物質層以形成直徑小於第二 開口的第三開口;以及利用第一物質層與光阻層圖案爲罩 幕,非等向垂直蝕刻層間介電層以暴露出部分之基底,因 此形成第四開口。 在本發明的較佳實施例中,此製造接觸窗開口的方法 更包括在形成第四開口的步驟之後,移除光阻層圖案、聚 合物及第二物質層形成一層包括第三開口與第四開口的導 電層於第一物質層上;圖案導電層與第一物質層並形成與 半導體基底電性連接的接觸電極。 依照本發明,在被蝕刻後的氮化矽層兩側的側壁上形 成聚合物,因此會形成直徑小於第一開口的第二開口。斜 6 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4祝格(210X297公釐) 1^--------裝------訂-------京 (請先閱讀背面之注意事項再^:寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 4342pifd1h7339 五、發明説明(> ) 向蝕刻複晶矽層以形成第三開口。垂直蝕刻層間介電層以 形成第四開口。根據此方法,藉著在層間介電層上依序形 成複晶砂層以及氮化砍層,在形成聚合物的情況下定義一 接觸窗形成區以蝕刻氮化矽層,並且斜向蝕刻複晶矽層, 可以形成一個直徑小於以光阻層圖案定義之開口的接觸窗 開口。因此可以增加接觸窗開口與接觸電極間重疊邊緣的 部分。 圖式之簡單說明 爲讓本發明之上述和其他目的、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: 第1A圖至第1B圖係繪示習知一種半導體元件之接觸 窗的製程方法的流程圖;以及 第2A圖至第2D圖係繪示依照本發明之一較佳實施例 半導體元件之接觸窗的新製程方法的流程圖。 圖式之標記說明= 2、100 :半導體基底 4、102 :層間介電層 4a :接觸窗開口 6、108 :光阻層圖案 6a :開口 102a :第四開口 104:第一物質層 104a :第三開口 7 —1-------裝------訂—^-----S. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 4342pif.d 訊7339 4342pif.d 訊7339 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明(u) 106 :第二物質層 107 :聚合物 108a :第一開口 110 :儲存電極 較佳實施例之詳細說明 較佳實施例將配合圖示作詳細的描述。 第2A圖至第2D圖係繪示依照本發明之一較佳實施例 半導體元件之接觸窗的製程流程圖。 請參照第2A圖,在半導體基底100上形成一個包括 源極/汲極區(未繪示)與閘極電極層之電晶體(未繪示)。形 成一層比如爲氧化砂層的層間介電層102覆蓋於半導體基 底100。依序形成相對於層間介電層102有蝕刻選擇性之 第一物質層1〇4與第二物質層106於層間介電層102上。 第一物質層104的材質是比如爲複晶矽層的導電層, 而第二物質層的材質則是比如爲由氮氧化矽(SiON)所構成 的氮化砂層106,且作爲複晶砂層104的抗反射層β此外, 此氮化物層1〇6在後續的蝕刻步驟中會形成聚合物107以 減小開口的尺寸。 複晶砂層104形成的厚度大約爲lOOnm至300nm,而 氮化砂層106的厚度則約爲20nm至l〇〇nm。在氮化砂層 106上形成光阻層圖案108以疋義接觸窗形成區。形成具 有第一開口 108a的光阻層圖案108。 請參照第2B圖,以光阻層圖案1〇8爲罩幕,蝕刻氮 化砂層106。此時,蝕刻氮化砂層1〇6是在會有聚合物1〇7 8 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS > Α4祝格(210X 297公釐〉 —I-------裝—— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
、1T 泉- 1·.' 1·.' 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 434 2pif.il 權339 i五、發明説明(ζ) 形成於氮化矽層106兩側的側壁上的情形下,以乾式蝕刻 步驟進行。以含有三氟甲烷的蝕刻氣體鈾刻氮化矽層106 時會形成聚合物107,因此會形成直徑小於第一開口 108a 的第二開口。以與光阻層圖案108之間具有良好粘著性而 眾所皆知的聚合物107,也會在第一開口 108a兩側的側壁 上形成。 以聚合物107與光阻層圖案108爲罩幕,非等向性地 斜向蝕刻複晶矽層104。因此形成第三開口 104a。斜向蝕 刻複晶矽層104可以藉由改變蝕刻複晶矽層的蝕刻氣體之 組成比例以及控制蝕刻機台的RF功率來進行。蝕刻此第 三開口 104a時,第三開口 l〇4a底部的直徑會小於第二開 口 107a的直徑。 最後,以複晶矽層104與光阻層圖案108爲罩幕,蝕 刻層間介電層102至暴露出部分的半導體基底1〇〇(部分的 源極/汲極區)。以非等向性蝕刻步驟垂直蝕刻層間介電層 102。因此,如同第2c圖所示,形成第四開口 l〇2a,也就 是接觸窗開口 l〇2a,使得電晶體的源極/汲極區以及儲存 電極之間電性連接。 請參照第2D圖,移除光阻層圖案108、聚合物107以 及氮化矽層106。形成一層比如爲複晶矽層的導電層於複 晶矽層104尙且塡滿第四開口 l〇2a以及第三開口 104a, 以作爲儲存電極。在以蝕刻法形成儲存電極110時同時定 義導電層與複晶矽層104。 如上所述,用以形成第三開口 104的複晶矽層可以作 9 —:-------,裝------?τ-------Jl (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) β張尺度適用中國國家梯準(CNS ) A4祝格(210X297公釐) ' '
Claims (1)
- ABCD 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 407339 4342pit\doc/008 六、申請專利範圍 1. 一種半導體元件之接觸窗的製造方法,其步驟包括: 形成一層間介電層於一半導體基底上; . 依序形成相對於該層間介電層具有蝕刻選擇性之一第 一與一第二物質層於該層間介電層上; 形成一具有一第一開口之一光阻層圖案於該第二物質 層上; 以該光阻層圖案爲罩幕,蝕刻該第二物質層以暴露出 該第一物質層,同時於被蝕刻之該第二物質層兩側的側壁 上形成一聚合物,因此形成直徑小於該第一開口之一第二 開口; 以該聚合物與該光阻層圖案爲罩幕,非等向性地斜向 蝕刻該第一物質層以形成直徑小於該第二開口之一第三開 口;以及 以該第一物質層與該光阻層圖案爲罩幕,非等向性垂 直蝕刻該層間介電層,暴露出部分之該半導體基底,以形 成一第四開口。 2. 如申請專利範圍第1項所述之半導體元件之接觸窗 的製造方法,其中該第一物質層爲一導電層,而第二物質 層爲一絕緣層。 3. 如申請專利範圍第1項所述之半導體元件之接觸窗 的製造方法,其中該第一物質層包括複晶矽。 4. 如申請專利範圍第1項所述之半導體元件之接觸窗 的製造方法,其中該第一物質層形成之厚度大約爲l〇〇nm 至 300nm。 . ί I 1· - - n - - I 1 I I Ml I I T n If I I _ ·—— _ I ______I____ I I: — I ^ 、1I n I I- m (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度逍用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) A8 Βδ 434 4ft^3〇39_os 六、申請專利範圍 5. 如申請專利範圍第1項所述之半導體元件之接觸窗 的製造方法,其中該第二物質層包括一氮化矽層。 , 6. 如申請專利範圍第5項所述之半導體元件之接觸窗 的製造方法,其中該第二物質層包括氮氧化矽(Si〇N)。 7. 如申請專利範圍第1項所述之半導體元件之接觸窗 的製造方法,其中該第二物質層形成之厚度大約爲20nm 至 1 OOnm。 8. 如申請專利範圍第1項所述之半導體元件之接觸窗 的製造方法,其中在形成該第四開口之後更包括步驟: 形成一導電層於具有該第四開口與該第三開口之第一 物質層上;以及 定義該導電層與該第一物質層以形成與該半導體基底 電性連接的一接觸窗開口。 I__;--------々------ΐτ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央揉率局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐)
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