專利名稱：制造接觸接合墊的方法及半導(dǎo)體器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及集成電路以及它們用于生產(chǎn)半導(dǎo)體器件的處理。更具體地，本發(fā)明涉 及制造接觸接合墊的方法及半導(dǎo)體器件。
背景技術(shù)：
集成電路或“IC”已經(jīng)從在單個硅芯片上制造的一些互連器件，發(fā)展到數(shù)以百萬計(jì) 的器件。目前的IC提供的性能和復(fù)雜度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出當(dāng)初的想象。為了在復(fù)雜度和電路密度 (即在給定芯片區(qū)域上能夠被封裝的器件的數(shù)量)上獲得改進(jìn)，每一代IC的最小器件特征 的尺寸，也叫做器件“幾何尺寸”，變得越來越小。目前所制造的半導(dǎo)體器件的特征小于四分 之一微米。電路密度的提高不僅改進(jìn)了 IC的復(fù)雜度和性能，還為消費(fèi)者提供了更低的成本。 一臺IC制造設(shè)備可以花費(fèi)幾億、甚至幾十億美元。每臺制造設(shè)備會生產(chǎn)一定量的晶片，每 個晶片上會有一定數(shù)量的IC。因此，通過使IC的各個器件更小，在每個晶片上可以制造更 多的器件，從而提高制造設(shè)備的產(chǎn)量。使器件更小是非常有挑戰(zhàn)性的，因?yàn)镮C制造中所使 用的每個工藝都有限度。也就是說，特定的工藝通常僅降低到一定的特征尺寸，然后需要改 變該工藝或者器件布局。這種限度的一個例子就是以成本效益和效率的方式形成集成電路 的生產(chǎn)所使用的幾何尺寸越來越小的器件。使用芯片代工服務(wù)來制造定制的集成電路已經(jīng)發(fā)展了很多年。無廠芯片公司通常 設(shè)計(jì)定制的集成電路。這些定制的集成電路需要一組通常稱為“掩模版”的定制掩模以用 于制造。進(jìn)行代工服務(wù)的芯片公司的一個例子是中國上海的叫做中芯國際集成電路制造有 限公司(SMIC)的芯片代工公司。盡管無廠芯片公司和代工服務(wù)已經(jīng)逐年增多，但還是存在 許多限制。例如，隨著器件幾何尺寸不斷縮小，形成小的接觸孔變得越來越困難。圖Ia-Ic 是傳統(tǒng)的接觸孔圖形化方法的視圖。如所示出的，圖Ia是接觸孔布局圖的俯視圖，其接觸 孔橫向尺寸約130nm，縱向尺寸約140到180nm。圖Ib是被疊加在接觸孔布局圖形上的光 致抗蝕劑圖形的俯視圖?？梢钥闯龉庵驴刮g劑中所形成的接觸孔圖形是具有不同尺寸的圓 形結(jié)構(gòu)。圖Ic是光致抗蝕劑中的接觸孔圖形的3維視圖，示出了圓形開口和不同的尺寸。 整個說明書都對這些限制以及其他的限制進(jìn)行描述，特別是以下部分。通過上面的描述，發(fā)現(xiàn)期望一種改進(jìn)的用于對半導(dǎo)體器件進(jìn)行處理的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了用于生產(chǎn)半導(dǎo)體器件的技術(shù)。更具體地，本發(fā)明提供 了用于使用連續(xù)線型圖形來形成半導(dǎo)體器件中的多晶硅接觸接合墊的方法及相應(yīng)的半導(dǎo) 體器件。僅舉例來說，本發(fā)明已應(yīng)用于動態(tài)隨機(jī)存取存儲器裝置。但可以認(rèn)識到本發(fā)明具 有更廣泛的應(yīng)用范圍。例如，本發(fā)明可應(yīng)用于諸如專用集成電路、微處理器、微控制器、其他 存儲器應(yīng)用等等。在一種實(shí)施方式中，本發(fā)明提供了一種制造接觸接合墊的方法，包括提供半導(dǎo)體襯底；在半導(dǎo)體襯底中形成隔離區(qū)；在半導(dǎo)體襯底中形成多個有源區(qū)，所述有源區(qū)由隔離 區(qū)分隔，每個有源區(qū)包括一個或多個接觸區(qū)；形成多個預(yù)定高度的凸起結(jié)構(gòu)，所述凸起結(jié)構(gòu) 位于各個接觸區(qū)之間；沉積覆蓋層；在覆蓋層上形成絕緣體層；在絕緣體層上形成光致抗 蝕劑層；去除光致抗蝕劑層的一部分以形成連續(xù)線型開口，所述連續(xù)線型開口暴露了絕緣 體層的至少位于接觸區(qū)上的部分；去除光致抗蝕劑的連續(xù)線型開口中被暴露的絕緣體層； 去除覆蓋層的一部分以暴露接觸區(qū)處的半導(dǎo)體襯底；去除預(yù)定厚度的被暴露的半導(dǎo)體襯 底；去除剩余的光致抗蝕劑層；沉積導(dǎo)電填充材料；以及，通過將位于每個凸起結(jié)構(gòu)上的覆 蓋層用作拋光停止層來對導(dǎo)電填充材料和絕緣體層執(zhí)行化學(xué)機(jī)械拋光工藝，從而形成多個 接觸接合墊，由所述凸起結(jié)構(gòu)對所述多個接觸接合墊進(jìn)行分隔。在另一實(shí)施方式中，本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體器件，包括半導(dǎo)體襯底；半導(dǎo)體襯 底中的隔離區(qū)；半導(dǎo)體襯底中的多個源區(qū)，所述有源區(qū)由隔離區(qū)分隔，每個有源區(qū)包括一個 或多個接觸區(qū)；各接觸區(qū)間預(yù)定高度的凸起結(jié)構(gòu)；位于凸起結(jié)構(gòu)上的覆蓋層，所述覆蓋層 還覆蓋凸起結(jié)構(gòu)的側(cè)面；以及，復(fù)數(shù)個接觸接合墊，由所述凸起結(jié)構(gòu)對所述接觸接合墊彼此 進(jìn)行分隔。本發(fā)明相對于傳統(tǒng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了許多優(yōu)點(diǎn)。例如，本發(fā)明的技術(shù)很容易使用依靠傳 統(tǒng)技術(shù)的工藝。半導(dǎo)體器件因此，與傳統(tǒng)技術(shù)工藝的兼容性較好，無需對傳統(tǒng)的設(shè)備和工藝 進(jìn)行實(shí)質(zhì)性的修改。此外，本發(fā)明的技術(shù)提高光刻焦深以及曝光寬容度。根據(jù)實(shí)施例，可以實(shí)現(xiàn)這些優(yōu) 點(diǎn)中的一個或多個優(yōu)點(diǎn)。在整個說明書中、特別是下面的部分，將對這些優(yōu)點(diǎn)以及其他優(yōu)點(diǎn) 進(jìn)行更加詳細(xì)的描述。參考隨后的詳細(xì)描述以及附圖，可以更完整地理解本發(fā)明的各種額外的目的、特 征以及優(yōu)點(diǎn)。


圖Ia-Ic是傳統(tǒng)的接觸孔圖形化方法的視圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于制造半導(dǎo)體器件的方法的簡化流程圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于制造半導(dǎo)體器件的方法的簡化俯視布局圖；圖4是器件結(jié)構(gòu)400的簡化橫截面視圖，用于示意根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于制造 半導(dǎo)體器件的方法；圖5是器件結(jié)構(gòu)500的簡化橫截面視圖，用于示意根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于制造 半導(dǎo)體器件的方法；圖6a_6c是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于形成多晶硅接觸接合墊圖形的方法的簡化 視圖；圖7-9是器件結(jié)構(gòu)的簡化橫截面視圖，用于示意根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于制造半 導(dǎo)體器件的方法；圖10是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于制造半導(dǎo)體器件的方法的簡化橫截面SEM圖；圖11是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于制造半導(dǎo)體器件的方法的簡化俯視SEM圖；圖12a是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于形成光致抗蝕劑圖形的方法的簡化曝光寬容 度圖；以及
圖12b是用于形成光致抗蝕劑圖形的傳統(tǒng)方法的簡化曝光寬容度圖。
具體實(shí)施例方式半導(dǎo)體器件如前所述，隨著器件幾何尺寸不斷縮小，形成小的接觸孔變得越來越 困難。對于復(fù)雜的半導(dǎo)體器件，已經(jīng)開發(fā)出一種方法來形成接觸接合墊，在其上可以在絕緣 體材料中形成接觸孔。然而，當(dāng)器件幾何尺寸減小到0. llym，光刻的需求超出高NA KrF掃 描器的限度。一種昂貴的替代方式是使用高分辨率的掃描器，如193nm掃描器，結(jié)合高質(zhì)量 的光致抗蝕劑。另一種替代方式是開發(fā)新的工藝使用更便宜的248nm KrF掃描器。例如， 248nm激光器所提供的焦深(DOF)裕度(margin)通常不足以限定一致的孔關(guān)鍵尺寸(CD) 約為130nm的接合接觸孔結(jié)構(gòu)。通常需要使用分辨率增強(qiáng)方法。例如，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了 RELACS、 SAFIER以及熱流工藝這些化學(xué)技術(shù)。然而，光刻工藝窗口仍然是受限制的。在0. 11 μ m DRAM 應(yīng)用中，有許多接觸孔的工藝窗口小。這種工藝的生產(chǎn)產(chǎn)量往往很低。因此，需要一種改進(jìn) 的在高級存儲器裝置中形成接觸結(jié)構(gòu)的技術(shù)。下面會簡要概述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于形成多晶硅接觸接合墊多晶硅接觸接 合墊的方法。1.(步驟210)提供包括器件結(jié)構(gòu)的襯底；2.(步驟220)沉積氮化物覆蓋層；3.(步驟230)沉積絕緣體層；4.(步驟240)在光致抗蝕劑中形成連續(xù)線型圖形；5.(步驟250)蝕刻以形成線型圖形；6.(步驟260)沉積多晶硅；7.(步驟270)平坦化多晶硅和絕緣體層，在氮化物層停止；以及8.(步驟27O)執(zhí)行后段(backend)工藝。上面的一系列步驟提供了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于形成接合多晶硅接觸(多晶 硅接觸接合墊)結(jié)構(gòu)的方法。如所示出的，該方法使用了包括在用于形成接合多晶硅接觸 墊結(jié)構(gòu)的光致抗蝕劑中形成連續(xù)線型圖形的步驟的組合。當(dāng)增加步驟、去掉一個或多個步 驟、或者以不同順序提供一個或多個步驟時(shí)，在不脫離本發(fā)明權(quán)利要求的范圍的情況下，還 可以提供其他替代方式。在整個說明書、特別是下面參見圖2的部分可以找到當(dāng)前方法的 進(jìn)一步的細(xì)節(jié)。圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于制造半導(dǎo)體器件的方法200的簡化流程圖。該圖 僅僅是示例，不應(yīng)該不恰當(dāng)?shù)叵拗票景l(fā)明權(quán)利要求的范圍。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員會認(rèn)識 到其他的變型、修改和替代方式。如所示出的，該方法使用連續(xù)線型光致抗蝕劑圖形來形成 多晶硅接觸接合墊。該方法包括提供包含器件結(jié)構(gòu)的襯底(步驟210)。在優(yōu)選實(shí)施例中， 器件結(jié)構(gòu)包括有源區(qū)和隔離區(qū)。在具體實(shí)施例中，器件結(jié)構(gòu)是可以包括內(nèi)置于有源區(qū)中的 晶體管、用于電荷存儲的電容器、諸如淺溝隔離區(qū)的隔離結(jié)構(gòu)等等的DRAM器件。當(dāng)然，還存 在其他的變型、修改以及替代方式。僅僅作為該方法所提供的器件結(jié)構(gòu)的實(shí)例，圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于形成 半導(dǎo)體器件的方法的簡化俯視布局圖300。該圖僅僅是示例，不應(yīng)該不恰當(dāng)?shù)叵拗票景l(fā)明權(quán) 利要求的范圍。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員會認(rèn)識到其他的變型、修改和替代方式。如所示出的，器件布局圖300包括諸如301和302等等的有源區(qū)(AA)。圖3還包括諸如WLk、WLk+1、 WLk+2等等的許多字線，以及諸如311、312和313等等的接觸區(qū)。布局圖300還包括線型多 晶硅接觸圖形331和332，以下將對其進(jìn)行更詳細(xì)的描述。圖4是沿圖3中的虛線CC’的器件結(jié)構(gòu)400的橫截面視圖。該圖僅僅是示例，不應(yīng) 該不恰當(dāng)?shù)叵拗票景l(fā)明權(quán)利要求的范圍。如所示出的，器件結(jié)構(gòu)400包括襯底410和擴(kuò)散 區(qū)431、432和433等等，這些擴(kuò)散區(qū)可以是晶體管的源/漏極并且可以被用作接觸區(qū)。器 件結(jié)構(gòu)還包括隔離區(qū)441和442。在具體實(shí)施例中，隔離區(qū)可以是淺溝隔離(STI)區(qū)。器件 結(jié)構(gòu)400還包括諸如411、412、413和414的字線。在具體實(shí)施例中，諸如412的每個字線 包括位于多晶硅柵區(qū)424上的硅化物區(qū)422。在400所示的實(shí)例中，字線411位于隔離區(qū) 441上，且字線414位于隔離區(qū)442上。該圖僅僅是示例，不應(yīng)該不恰當(dāng)?shù)叵拗票景l(fā)明權(quán)利 要求的范圍。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員會認(rèn)識到其他的變型、修改以及替代方式。圖5是示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于制造半導(dǎo)體器件的方法200的器件結(jié)構(gòu) 500的簡化橫截面視圖。該圖僅僅是示例，不應(yīng)該不恰當(dāng)?shù)叵拗票景l(fā)明權(quán)利要求的范圍。本 領(lǐng)域的普通技術(shù)人員會認(rèn)識到其他的變型、修改以及替代方式。參考圖2和5，該方法包括 在器件結(jié)構(gòu)上沉積氮化物覆蓋層510 (步驟220)。該方法還包括在氮化物層上形成絕緣體 層520(步驟230)。在一個實(shí)施例中，所述氮化物覆蓋層510可以為氮化硅，絕緣體層520 是包括諸如硼磷硅玻璃(BPSG)、氟化玻璃(FSG)等。優(yōu)選地，該方法包括沉積光致抗蝕劑層以及圖形化該光致抗蝕劑層以形成多晶硅 接觸接合墊，步驟240。此前在圖3的簡化布局圖300中示出了連續(xù)線型多晶硅接觸接合墊 圖形的實(shí)例。諸如圖3中的331和332的連續(xù)線型多晶硅接觸接合墊圖形是在光致抗蝕劑 層中形成的。如圖3所示，在諸如301和302等的兩個或多個有源區(qū)上沿著一定的方向來 形成多晶硅接觸接合墊多晶硅接觸接合墊圖形以包括大量的接觸區(qū)。在具體實(shí)施例中，垂 直于字線方向并沿著位線(未示出)方向來形成多晶硅接觸接合墊圖形。在某實(shí)施例中， 多晶硅接觸接合墊圖形可以包括沿著DRAM存儲器陣列的位線的長度方向的有源區(qū)中的所 有接觸區(qū)。在一些實(shí)施例中，位線可以與數(shù)千個有源區(qū)相關(guān)聯(lián)，且每個有源區(qū)可以包括兩個 或多個接觸區(qū)。當(dāng)然，存在其他的變型、修改和替代方式。在優(yōu)選實(shí)施例中，沿著一定的線路來形成多晶硅接觸接合墊圖形以包括大量的接 觸區(qū)。圖6a_6c是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體器件形成多晶硅接觸接合墊圖形的方法的簡 化視圖。這些圖僅僅是示例，不應(yīng)該不恰當(dāng)?shù)叵拗票景l(fā)明權(quán)利要求的范圍。本領(lǐng)域的普通 技術(shù)人員會認(rèn)識到其他的變型、修改以及替代方式。如所示出的，圖6a是橫向尺寸約IlOnm 的線型多晶硅接觸接合墊圖形布局圖的俯視圖。圖6b是被疊加在多晶硅接觸接合墊布局 圖形上的光致抗蝕劑的附視圖?？梢钥闯觯庵驴刮g劑中所形成的多晶硅接觸接合墊圖形 是具有一致寬度的線型結(jié)構(gòu)。圖6c是光致抗蝕劑中的多晶硅接觸接合墊圖形的3維視圖， 示出了光致抗蝕劑中的線型開口。在步驟250，該方法包括蝕刻步驟，以通過把圖形化的光致抗蝕劑作為掩模來形成 多晶硅接觸接合墊結(jié)構(gòu)。圖7是器件結(jié)構(gòu)700的簡化視圖，用于示意根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的 用于制造半導(dǎo)體器件的方法200。該圖僅僅是示例，不應(yīng)該不恰當(dāng)?shù)叵拗票景l(fā)明權(quán)利要求 的范圍。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員會認(rèn)識到其他的變型、修改以及替代方式。如圖7所示，該 方法包括去除諸如BPSG或FSG。該方法包括使用用于在BPSG和氮化物之間提供蝕刻選擇
7性的干蝕刻工藝。在一個實(shí)施例中，該方法去除所有暴露的BPSG，而去除相對少的氮化物。 該方法包括去除被暴露在圖形化的抗蝕劑的開口中的剩余氮化物材料。該方法還包括額外 的硅掘入蝕刻以暴露硅表面用于形成接觸墊。圖7中示出了去除字線間的凹陷硅層和氮化 硅之后的器件結(jié)構(gòu)的實(shí)例。如所示出的，諸如710的氮化物覆蓋區(qū)保留在諸如720的字線 的頂部和側(cè)面。這些圖僅僅是示例，不應(yīng)該不恰當(dāng)?shù)叵拗票景l(fā)明權(quán)利要求的范圍。本領(lǐng)域 的普通技術(shù)人員會認(rèn)識到其他的變型、修改以及替代方式。在步驟260，在接著蝕刻工藝去除光致抗蝕劑層之后，該方法沉積多晶硅層。圖8 是包括僅僅用于示意出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于形成多晶硅接觸接合墊結(jié)構(gòu)的方法的一 些特征的各種器件結(jié)構(gòu)的器件結(jié)構(gòu)800的簡化橫截面視圖。該圖僅僅是示例，不應(yīng)該不恰 當(dāng)?shù)叵拗票景l(fā)明權(quán)利要求的范圍。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員會認(rèn)識到其他的變型、修改以及 替代方式。如所示出的，該方法沉積多晶硅層810，以位于被暴露的器件結(jié)構(gòu)上。例如，這 樣的器件結(jié)構(gòu)可以包括位于字線或晶體管柵極830上的氮化物層820、擴(kuò)散區(qū)840、絕緣區(qū) 850以及隔離區(qū)860。優(yōu)選地，多晶硅填充材料是摻雜的多晶硅材料，如原位摻雜的多晶硅 材料。根據(jù)應(yīng)用的不同，可以以無定形或多晶硅狀態(tài)來沉積材料。如果以無定形狀態(tài)沉積， 它之后會結(jié)晶成多晶硅狀態(tài)。根據(jù)應(yīng)用的不同，摻雜劑可以是濃度范圍從約1. 4E2°cnT3到約 1. 4E21cm-3的磷。當(dāng)然，可以有其他的變型、修改和替代方式。接下來，該方法執(zhí)行平坦化工藝(步驟270)。在優(yōu)選實(shí)施例中，該方法對多晶硅材 料執(zhí)行化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)工藝。該方法不斷進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光工藝以去除絕緣體材料和 多晶硅膜材料，直到每個字線器件結(jié)構(gòu)上的覆蓋氮化物層被暴露。優(yōu)選地，同時(shí)去除多晶硅 填充材料和絕緣體材料。該方法將位于每個器件結(jié)構(gòu)上的覆蓋氮化物層作為拋光停止層。 當(dāng)然，可以有其他的變型、修改和替代方式。圖9是器件結(jié)構(gòu)900的簡化橫截面視圖，用于示意根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于在半 導(dǎo)體器件中制造多晶硅接觸接合墊結(jié)構(gòu)的方法。該圖僅僅是示例，不應(yīng)該不恰當(dāng)?shù)叵拗票?發(fā)明權(quán)利要求的范圍。如所示出的，在CMP工藝之后，氮化物覆蓋層920以及絕緣體層950 已經(jīng)被平坦化。多晶硅接合墊接觸結(jié)構(gòu)930和940已經(jīng)形成。在具體實(shí)施例中，自對準(zhǔn)的 多晶硅接觸接合墊930和940被氮化物覆蓋的字線所分隔。在替代實(shí)施例中，多晶硅接合 墊結(jié)構(gòu)可以被氮化物覆蓋的假圖形(dummy pattern)所分隔。當(dāng)然，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員會認(rèn)識到其他的變型、修改和替代方式。在具體實(shí)施例中，本發(fā)明提供了一種使用氧化物漿來同時(shí)拋光多晶硅、BPSG以及 氮化硅，并在柵氮化硅停止的方法。所述氧化物漿包括使用針對硼磷硅玻璃/氟化玻璃和 多晶硅的選擇率為0. 7 1 1. 3 1的漿。該方法包括過拋光(over-polishing)蝕刻 以去除氮化硅上的一些接合多晶硅接觸圖形，以對氮化硅進(jìn)行接觸式拋光。優(yōu)選地，在圖形 上去除小的氮化硅膜，以獲得適當(dāng)?shù)臇诺桕P(guān)鍵尺寸、減少凹陷、并減少對多晶硅和BPSG 的侵蝕。接合多晶硅接觸通常是0. 13 μ m DRAM和下一代DRAM的關(guān)鍵工藝，但它需要在接 合多晶硅接觸多晶硅CMP步驟中保持好的頂柵AEI關(guān)鍵尺寸的統(tǒng)一性，減少凹陷和侵蝕，這 在使用傳統(tǒng)的多晶硅漿時(shí)是很難達(dá)到的。本發(fā)明的方法使用氧化物漿來同時(shí)拋光多晶硅、 BPSG和氮化硅，使得接合多晶硅接觸能夠起作用，并且獲得高產(chǎn)量。圖10是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的包括多晶硅接觸接合墊結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件的簡化橫截面SEM圖1000。該圖僅僅是示例，不應(yīng)該不恰當(dāng)?shù)叵拗票景l(fā)明權(quán)利要求的范圍。本領(lǐng)域 的普通技術(shù)人員會認(rèn)識到其他的變型、修改以及替代方式。如所示出的，多晶硅區(qū)1010僅 呈現(xiàn)出約150A的凹陷，BPSG區(qū)1020包括約300A的凹陷。圖11是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的包括多晶硅接觸接合墊結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件的簡化俯 視SEM圖1100。該圖僅僅是示例，不應(yīng)該不恰當(dāng)?shù)叵拗票景l(fā)明權(quán)利要求的范圍。本領(lǐng)域的 普通技術(shù)人員會認(rèn)識到其他的變型、修改以及替代方式。如所示出的，多晶硅區(qū)1161、1162 和1163分別被氮化物區(qū)1171和1172所分隔。如圖11的實(shí)例所示出的，諸如1181或1182 的BPSG區(qū)將兩列多晶硅接觸接合墊結(jié)構(gòu)分隔開?？蛇x地，該方法執(zhí)行蝕刻工藝用以將某多晶硅材料從線型多晶硅接觸結(jié)構(gòu)中去 除。在某些實(shí)施例中，會希望去除多晶硅材料以在可以包括許多接觸區(qū)的連續(xù)線型多晶硅 接觸結(jié)構(gòu)中形成分隔區(qū)?？梢允褂醚诒蔚姆磻?yīng)離子蝕刻(RIE)工藝來完成這種去除。當(dāng)然， 本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員會認(rèn)識到其他的變型、修改以及替代方式。在步驟280，該方法執(zhí)行后段工藝。根據(jù)實(shí)施例的不同，該方法可以包括形成電介 質(zhì)層、形成與多晶硅接觸接合墊結(jié)構(gòu)對準(zhǔn)的接觸孔、對接觸孔進(jìn)行填充、沉積金屬層、以及 圖形化該金屬層以形成互連線。在一個實(shí)施例中，該方法可以包括形成多級互連結(jié)構(gòu)。當(dāng) 然，可以有其他的變型、修改和替代方式。以上的一系列步驟提供了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的、使用連續(xù)線型圖形來形成多晶硅 接觸接合墊結(jié)構(gòu)的方法。如所示出的，該方法使用了步驟的組合，包括在光致抗蝕劑層中形 成連續(xù)線型開口，以及執(zhí)行自對準(zhǔn)平坦化工藝，以將多晶硅接觸接合墊結(jié)構(gòu)分隔成單獨(dú)的 接觸。當(dāng)增加步驟、去掉一個或多個步驟、或者以不同順序提供一個或多個步驟時(shí)，在不脫 離本發(fā)明權(quán)利要求的范圍的情況下，還可以提供其他替代方式。另外，盡管上述內(nèi)容是依據(jù) DRAM器件來描述的，還可以使用其他的器件。在整個說明書、特別是在下面的內(nèi)容中可以找 到這些其他器件使用本方法的進(jìn)一步的細(xì)節(jié)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，使用連續(xù)線型圖形來形成多晶硅接觸接合墊結(jié)構(gòu)相對于傳 統(tǒng)的孔型接觸結(jié)構(gòu)有很多優(yōu)點(diǎn)。僅僅作為示例，將根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于形成多晶硅接 觸接合墊光致抗蝕劑圖形的方法的焦深(DOF)和用于形成接觸孔光致抗蝕劑圖形的傳統(tǒng) 方法的焦深(DOF)進(jìn)行對比。其中，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法，對多晶硅接觸接合墊關(guān)鍵 尺寸(ADI⑶)約SOnm的情況，提供了約0.4μπι(從約-0. Ιμπι到約0.3μπι)范圍的焦深 (DOF)。而傳統(tǒng)的接觸孔形成方法，對多晶硅接觸接合墊關(guān)鍵尺寸(ADICD)約90nm的情況， 只能提供約0. Ιμπι(從約Ο.Ομπι到約0. Ιμπι)范圍的焦深(DOF)。因此，根據(jù)本發(fā)明的某 些實(shí)施例的形成多晶硅接觸接合墊方法在更寬的焦深范圍內(nèi)提供了改進(jìn)的關(guān)鍵尺寸構(gòu)造。作為另一個實(shí)例，圖12a是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于形成多晶硅接觸接合墊光致 抗蝕劑圖形的方法的簡化曝光寬容度圖。圖12b是用于形成接觸孔光致抗蝕劑圖形的傳統(tǒng) 方法的簡化曝光寬容度圖。如所示出的，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在約0.6μπι的焦深范圍內(nèi)， 能夠保持10%的曝光寬容度(EL)。作為對比，傳統(tǒng)的接觸孔形成方法只能在約0.38μπι的 焦深范圍內(nèi)提供10%的曝光寬容度(EL)。因此，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的形成多晶硅接觸接合 墊方法針對給定的曝光寬容度要求提供了改進(jìn)的焦深范圍。當(dāng)然，這些圖僅僅是示例，不應(yīng) 該不恰當(dāng)?shù)叵拗票景l(fā)明權(quán)利要求的范圍。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員會認(rèn)識到其他的變型、修 改以及替代方式。
進(jìn)行了仿真研究用以對根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的形成多晶硅接觸接合墊方法和傳統(tǒng) 的接觸孔形成方法進(jìn)行比較。結(jié)果被列出在下面的表I中。表 I
權(quán)利要求
一種半導(dǎo)體器件制造接觸接合墊的方法，包括提供半導(dǎo)體襯底；在半導(dǎo)體襯底中形成隔離區(qū)；在半導(dǎo)體襯底中形成多個有源區(qū)，所述有源區(qū)由隔離區(qū)分隔，每個有源區(qū)包括一個或多個接觸區(qū)；形成多個預(yù)定高度的凸起結(jié)構(gòu)，所述凸起結(jié)構(gòu)位于各個接觸區(qū)之間；沉積覆蓋層；在覆蓋層上形成絕緣體層；在絕緣體層上形成光致抗蝕劑層；去除光致抗蝕劑層的一部分以形成連續(xù)線型開口，所述連續(xù)線型開口暴露了絕緣體層的至少位于接觸區(qū)上的部分；去除光致抗蝕劑的連續(xù)線型開口中被暴露的絕緣體層；去除覆蓋層的一部分以暴露接觸區(qū)處的半導(dǎo)體襯底；去除預(yù)定厚度的被暴露的半導(dǎo)體襯底；去除剩余的光致抗蝕劑層；沉積導(dǎo)電填充材料；以及通過將位于每個凸起結(jié)構(gòu)上的覆蓋層用作拋光停止層來對導(dǎo)電填充材料和絕緣體層執(zhí)行化學(xué)機(jī)械拋光工藝，從而形成多個接觸接合墊，由所述凸起結(jié)構(gòu)對所述多個接觸接合墊進(jìn)行分隔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述多個凸起結(jié)構(gòu)是存儲器的字線。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，所述多個字線中的一個或多個字線是假線結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述覆蓋層包括氮化硅層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，形成絕緣體層進(jìn)一步包括平坦化所述絕緣體層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述絕緣體層包括硼磷硅玻璃層或氟化玻璃層。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，所述連續(xù)線型開口的長度等于存儲器中位線的長度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述導(dǎo)電填充材料包括多晶硅材料。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，所述多晶硅材料為原位摻雜的多晶硅。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，所述原位摻雜的多晶硅以無定形狀態(tài)沉積形成。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，所述原位摻雜的多晶硅的摻雜濃度為1.4E2°cm_3 1. 4E21cnT3。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述導(dǎo)電填充材料包括鎢。
13.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，所述化學(xué)機(jī)械拋光工藝包括使用針對硼磷硅玻璃/氟 化玻璃和多晶硅的選擇率為0. 7 1 1. 3 1的漿。
14.一種半導(dǎo)體器件，包括 半導(dǎo)體襯底；半導(dǎo)體襯底中的隔離區(qū)；半導(dǎo)體襯底中的多個源區(qū)，所述有源區(qū)由隔離區(qū)分隔，每個有源區(qū)包括一個或多個接 觸區(qū)；各接觸區(qū)間預(yù)定高度的凸起結(jié)構(gòu)；位于凸起結(jié)構(gòu)上的覆蓋層，所述覆蓋層還覆蓋凸起結(jié)構(gòu)的側(cè)面； 以及，復(fù)數(shù)個接觸接合墊，由所述凸起結(jié)構(gòu)對所述接觸接合墊彼此進(jìn)行分隔。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的半導(dǎo)體器件，所述半導(dǎo)體器件是DRAM。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體器件，所述凸起結(jié)構(gòu)為DRAM中的字線。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的半導(dǎo)體器件，所述接觸結(jié)合墊的材料為原位摻雜的多晶娃。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的半導(dǎo)體器件，所述原位摻雜的多晶硅的摻雜濃度為 1. 4E20cnT3 1. 4E21cnT3。
全文摘要
一種制造接觸接合墊的方法及半導(dǎo)體器件。所述方法包括在半導(dǎo)體襯底中依次形成隔離區(qū)及有源區(qū)，由隔離區(qū)對有源區(qū)進(jìn)行分隔，每個有源區(qū)包括一個或多個接觸區(qū)，在接觸區(qū)之間形成凸起結(jié)構(gòu)，在凸起結(jié)構(gòu)上依次形成覆蓋層、絕緣體層及光致抗蝕劑層，并去除光致抗蝕劑層的一部分以形成連續(xù)線型開口，去除開口內(nèi)的絕緣體層、覆蓋層及部分半導(dǎo)體襯底，沉積導(dǎo)電填充材料并執(zhí)行平坦化工藝，從而形成位于凸起結(jié)構(gòu)間的接觸接合墊。
文檔編號H01L23/52GK101996930SQ200910056718
公開日2011年3月30日 申請日期2009年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月20日
發(fā)明者吳金剛, 李承赫, 楊承, 王娉婷 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司