TWI287852B - Manufacturing method of node contact opening - Google Patents
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- TWI287852B TWI287852B TW90104470A TW90104470A TWI287852B TW I287852 B TWI287852 B TW I287852B TW 90104470 A TW90104470 A TW 90104470A TW 90104470 A TW90104470 A TW 90104470A TW I287852 B TWI287852 B TW I287852B
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A7 B7 1287852 丄^ 6485twf.doc/006 美、發明說明(I) 本發明是有關於一種半導體的製造方法,且特別有關 於一種節點接觸窗(Nude Contact)的製造方法。 動態隨機存取記憶體(Dynamic Random Aeeess Memory;) 是一種廣泛應用的積體電路元件,隨著產業進展,對於更 高容量之動態隨機存取記憶體的需要亦隨之殷切。在每一 個動態隨機存取記憶胞中,電容元件與電晶體之間以一個 節點接觸窗相連接。節點接觸窗的製造方法是餓刻基底上 方的介電層,形成一個節點接觸窗開口暴露出基底,之後 將導體塡入此節點接觸窗中,使金屬連線連接至摻雜矽基 底中的源極/汲極區與電晶體中的複晶矽化金屬閘極。 第1A圖至第1C圖爲習知一種節點接觸窗的製造流程 圖。請參照第1A圖,在已形成導電元件1〇2、第一絕緣 層104的基底100上,形成矽化金屬線106,然後於矽化 金屬線106形成間隙壁108。接著,在第一絕緣層1〇4上 形成第二絕緣層110,再於第二絕緣層110上形成光阻層 112,然後,於光阻層112定義出節點接觸窗開口的位置。 接著,請參照第1B圖,以光阻層ι12爲罩幕,去除 部份的第二絕緣層,並在第二絕緣層110形成節點接觸窗 開口 114。 最後,請參照第1C圖,繼續對第一絕緣層1〇4進行 鈾刻,形成完整的接觸窗開口 114,並露出導電元件1〇2 的表面。最後,再於節點接觸窗114內塡入導體材料116 以形成節點接觸窗。 然而習知的方法有下列的缺點: 3 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝--------訂---------. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1287852 · 6485twf.doc/006 pj ,.一___B7 ___ ___—_____ 蓋、發明說明(1) 在形成矽化金屬線的間隙壁,再沈積第二絕緣層後, 必須使用光罩以定義出節點接觸窗的位置。而且,在定義 出形成節點接觸窗的位置後,爲了使節點接觸窗開口與基 底元件接觸,必須蝕刻兩層介電層。此時因爲使用節點接 觸窗光罩及較長的蝕刻製程,容易造成對準(Alignment)的 問題,且增加製程的複雜程度而耗費時間。 有鑑於上述製程的缺點,本發明的目的爲提供一種節 點接觸窗的製造方法,能夠簡化製程並且降低製程成本。 本發明的另一目的爲提供一種節點接觸窗的製造方 法,能夠在形成節點接觸窗時即能準確的與底層的導電元 件電性相接。 本發明再一目的爲提出一種製造節點接觸窗的方法, 在不需要增加製程步驟的情況下,在具有導電元件、第一 絕緣層的基底上,利用矽化金屬線及元件的配置形成節點 接出窗。 爲了達到上述的目的,本發明提供一種節點接觸窗的 製造方法,藉由形成矽化金屬線及元件時,定義矽化金屬 線及元件的配佈位置。圍繞在矽化金屬線以及元件的間隙 壁亦用於構成接觸窗開口。因此得以簡化製程,降低製程 成本。 本發明的製造方法係在已形成有導電元件、第一絕緣 層的基底上,以一預定的距離,在基底上定義矽化金屬線 及元件的配佈位置。然後形成一層氮化矽覆蓋在矽化金屬 線及元件上,其厚度必須大於矽化金屬線與元件間距離的 4 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 I I I 訂111!11· Ϊ紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) A7 B7 !287852 6485twf.doc/〇〇6 i、發明說明(多) 一半。而ί化矽層會於特定位置形成凹槽,且此些凹槽經 由後續的步驟以形成節點接觸窗開口。接著,去除氮化矽 層以於矽化金屬線與元件的側壁形成間隙壁,間隙壁間極 爲所需的節點接觸窗開口。繼續去除節點接觸窗開口處之 第一絕緣層以露出導電元件表面,再於節點接觸窗內塡入 導體材料。之後,形成第二絕緣層,並去除部份第二絕緣 層以形成開口,並露出節點接觸窗。最後經由習知的方法, 完成電容器結構,且電容器與節點接觸窗電性連接。 依照本發明實施例所述,本發明所定義之矽化金屬線 及元件的配列位置以及氮化矽的沈積厚度爲本發明的重要 特徵’在定義矽化金屬線及元件的配列位置時,元件間的 距離必須大於矽化金屬線與元件間的距離,而形成的氮化 矽層厚度必須大於矽化金屬線與元件間的距離的一半,如 此所得到的沈積結果,將使得元件之間的氮化矽層形成凹 槽構造’且凹槽處即爲接觸窗開口處。所以本發明在形成 矽化金屬線及元件上之間隙壁的同時,即已定義出接觸窗 開口’因此本發明不須使用節點接觸窗光罩,且只需對第 一絕緣層進行蝕刻步驟,蝕刻距離以及時程縮短,蝕刻步 驟得以簡化。 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: 圖式之簡單說明: 第1Α至1C圖繪示爲習知一種節點接觸窗的製造流程 5 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 [287852 6 4 8 5 twf . doc /0 0 6 蓋、發明說明(红) 的剖面示意圖; 第2A圖以及第2B圖繪示爲半導體基底的上視圖;以 及 第2C圖至第2F圖繪示爲依照本發明之一較佳實施例 的一種節點接觸窗的製造方法的剖面示意圖。 圖式之標示說明: 100、200 ·•基底 102、222 :導電元件 104、224 :第一絕緣層 106、202 :矽化金屬線 108、230 :間隙壁 110、234 :第二絕緣層 112 :光阻層 114、214 :節點接觸窗開口 116、232 :節點接觸窗 204 :元件 206 :元件與矽化金屬線間寬度 208 :元件間寬度 210 :矽化金屬線間寬度 212 :凹槽 228 :氮化矽層 236、242 :導體層 238 :半球形砂晶粒層 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ,-裝 ----訂---------, 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 [287852 6485twf.doc/006 丑、發明說明(ς) 240 ··介電層 實施例 首先,請參照第2Α圖。第2Α圖爲基底200的上視圖, 且該基底200具有第一矽化金屬層的結構。爲了增加元件 的集積度,傳統呈平行排列的元件,現在已由交錯排列的 矽化金屬線202以及元件204所取代。在第2Α圖中,元 件204與矽化金屬線202間具有元件與矽化金屬線間寬度 206,元件204之間具有元件間寬度208,而矽化金屬線202 之間具有矽化金屬線間寬度210。並定義元件間寬度208 及矽化金屬線間寬度210,使元件間寬度208、矽化金屬 線間寬度210皆大於元件與矽化金屬線間寬度206。 接著,請參照第2Β圖。第2Β圖爲基底200的另一上 視圖。形成一層氮化矽層覆蓋矽化金屬線202與元件204, 此時氮化矽層的厚度必須大於元件204與矽化金屬線202 間寬度206的一半,如此元件204與矽化金屬線202間的 間隙會由氮化矽層塡補。然而,由於元件間寬度2〇8及矽 化金屬線間寬度210皆大於元件與矽化金屬線間寬度 206,塡入的氮化矽無法將矽化金屬線202間及元件204 間的空隙塡補起來,因此在氮化矽層表面會自然的形成凹 槽212。第2Β圖中所繪示的基底200,其剖面圖如第2C 圖所示。 接著,請參照第2C圖。在第2C圖中’在具有導電元 件222、第一絕緣層224的基底200上,形成矽化金屬線 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) π裝 ----訂---------. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1287852 6485twf.doc/〇〇6 A7 B7 基、發明說明(4 ) (未圖示)及元件226。接著在砂化金屬線及元件204上 形成氮化矽層228,形成的方法例如使用化學氣相沈積法。 此時氮化矽層228的厚度必須控制大於第2A圖中,元件 與矽化金屬線間寬度206的一半,但由於元件間寬度208 大於元件與矽化金屬線間寬度206,氮化矽層228將無法 塡補元件204間的空隙而形成凹槽212,此凹槽212用於 後續製程形成節點接觸窗。 接著,請參照第2D圖。回蝕氮化矽層228以在元件 226的側壁形成間隙壁230,並同時在凹槽處212形成節 點接觸窗開口 214,回鈾氮化矽層228的方法例如使用乾 式蝕刻法。接著,繼續去除節點接觸窗開口 214處的第一 絕緣層224以暴露出導電元件222的表面,去除第一絕緣 層224的方法例如使用電漿蝕刻法。由於節點接觸窗開口 214已形成,所以不須使用節點接觸窗光罩定義節點接觸 窗位置,蝕刻製程亦不須蝕刻第二絕緣層。 接著,請參照第2E圖。在節點接觸窗開口 214內塡 入導體材料以形成節點接觸窗232,塡入的材質例如是複 晶矽,形成的方法例如爲化學氣相沈積法。然後,形成第 二絕緣層234覆蓋於第一絕緣層224及節點接觸窗232上。 第二絕緣層的材料例如是氮化矽,沈積的方法例如是化學 氣相沈積法。 最後,請參照第2F圖。可於基底200上形成嵌入式 電容器,其中電容器可用如下所述的習知方法形成:首先, 移除部分的第二絕緣層234以形成暴露出節點接觸窗232 8 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產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(210 X 297公釐) A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 287852 6485twf . doc/006 ί蓋、發明說明(Ί ) 的開口(未圖示)。然後於開口中形成作爲電容器下電極的 導體層236,其材質例如是複晶矽,形成的方法例如是化 學氣相沈積法。接著,於導體層236上形成半球形矽晶粒 層238,再於半球形矽晶粒層238上形成介電層240,介 電層的材質例如是氧-氮-氧的結構,形成方法例如是化學 氣相沈積法。最後,於介電層240上形成作爲電容器上部 電極的導體層242。 本發明最重要的特徵爲在第2A圖中,矽化金屬線及 元件的配列位置以及在第2C圖中,氮化矽層228的沈積 厚度。在定義砂化金屬線及元件的配列位置時,元件間的 距離必須大於矽化金屬線與元件間的距離。氮化矽層的厚 度必須大於矽化金屬線與元件間的距離的一半,如此所得 到的結果將使得元件之間的氮化矽層自然形成凹槽,不須 如同傳統使用節點接觸窗光罩以定義節點接觸窗的位置。 且在形成矽化金屬線及元件上之間隙壁的同時,即已定義 出接觸窗開口,因此只需對第一絕緣層進行蝕刻步驟,蝕 刻步驟得以簡化。 綜上所述’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)
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐)
Claims (1)
1287852 6485twf . doc/006 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1. 一種節點接觸窗的製造方法,適用於一基底,該基 底上具有一第一導電元件及一絕緣層,該方法包括: 在該絕緣層上形成至少二條導線,其中該些導線間具 有一第一寬度; 在該絕緣層上形成至少二個第二導電元件,其中該些 第二導電元件間具有一第二寬度,以及於其中之一導線與 其中之一第二導電元件間具有一第三寬度,且該第一寬 度、該第二寬度皆大於該第三寬度; 在該基底上以一厚度形成一隔離層以覆蓋該絕緣層、 該些導線以及該些第二導電元件,且該隔離層於該些第二 導電元件間更具有一凹槽; 移除部份該隔離層,於該些導線側壁及該些第二導電 元件側壁形成一間隙壁,並於加深該凹槽以形成暴露該絕 緣層的一開口; 加深該開口以暴露出該第一導電元件卜以及 於該開口中塡入一導體材料。 2. 如申請專利範圍第1項所述之節點接觸窗的製造方 法,其中該隔離層的材質包括氮化矽。 3. 如申請專利範圍第2項所述之節點接觸窗的製造方 法,其中形成該隔離層的方法包括化學氣相沈積法。 4. 如申請專利範圍第2項所述之節點接觸窗的製造方 法,其中移除該隔離層的方法包括乾式蝕刻法。 5. 如申請專利範圍第1項所述之節點接觸窗的製造方 法,其中該厚度大於該第三寬度的一半。 10 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1287852 错 6 4 8 5 t wf . doc / 006 C8 D8 六、申請專利範圍 6. 如申請專利範圍第1項所述之節點接觸窗的製造方 法,其中該導體材料包括複晶矽。 7. 如申請專利範圍第6項所述之節點接觸窗的製造方 法,其中於該開口中塡入該導體材料的方法包括化學氣相 沈積法。 8. 如申請專利範圍第1項所述之節點接觸窗的製造方 法,其中該些導線包括矽化金屬。 9. 如申請專利範圍第1項所述之節點接觸窗的製造方 法,其中該些第二導電元件包括矽化金屬。 10. —種節點接觸窗的製造方法,適用於一基底,該基 底上具有一第一導電元件及一絕緣層,該方法包括: 在該絕緣層上形成一第一導線以及一第二導線,其中 該第一導線與該第二導線間具有一第一寬度; 在該絕緣層上形成與該第一導線連接的一第二導電元 件以及與該第二導線連接的一第三導電元件,其中該第二 導電元件與該第三導電元件間具有一第二寬度,以及該第 二導電兀件與該第二導線間具有一第二寬度,且該第一寬 度、該第二寬度皆大於該第三寬度; 在該基底上以一厚度形成一隔離層以覆蓋該絕緣層、 該第一導線、該第二導線、該第二導電元件以及該第三導 電元件,且該隔離層於該第二導電元件與該第三導電元件 間更具有一凹槽; 移除部份該隔離層,於該第二導電元件側壁、該第三 導電元件側壁形成一間隙壁,並於加深該凹槽以形成暴露 11 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ----訂---------線- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 AIB{§ 1287852 6485twf.doc/006 六、申請專利範圍 該絕緣層的一開口; 加深該開口以暴露出該第一導電元件;以及 於該開口中塡入一導體材料。 11. 如申請專利範圍第10項所述之節點接觸窗的製造 方法,其中該隔離層的材質包括氮化矽。 12. 如申請專利範圍第11項所述之節點接觸窗的製造 方法,其中形成該隔離層的方法包括化學氣相沈積法。 13. 如申請專利範圍第11項所述之節點接觸窗的製造 方法,其中移除該隔離層的方法包括乾式蝕刻法。 14. 如申請專利範圍第10項所述之節點接觸窗的製造 方法,其中該厚度大於該第三寬度的一半。 15. 如申請專利範圍第10項所述之節點接觸窗的製造 方法,其中該導體材料包括複晶矽。 16. 如申請專利範圍第15項所述之節點接觸窗的製造 方法,其中於該開口中塡入該導體材料的方法包括化學氣 相沈積法。 17. 如申請專利範圍第10項所述之節點接觸窗的製造 方法,其中該第一導線以及該第二導線包括矽化金屬。 18. 如申請專利範圍第10項所述之節點接觸窗的製造 方法,其中該第二導電元件以及該第三導電元件包括矽化 金屬。 12 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 χ 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 零裝--------訂---------線. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
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MK4A | Expiration of patent term of an invention patent |