半导体制程方法与半导体结构的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种可产生具有不同直径的半导体通孔的半导体制程方法，其包含：提供第一材料与不同于该第一材料的第二材料；以及使用蚀刻制程来对第一材料与第二材料进行蚀刻以形成通过第一材料与第二材料的半导体通孔；其中蚀刻制程针对第一材料与第二材料会具有不同的蚀刻率，这样一来半导体通孔会具有不同的直径。
【专利说明】半导体制程方法与半导体结构
【技术领域】
[0001]本发明是涉及一种半导体制程方法与半导体结构，尤指一种可以通过单一蚀刻制程来调整半导体通孔的直径的半导体制程方法与半导体结构。
【背景技术】
[0002]在半导体结构中，使用了一个触孔(contact)来接触金属与另一个结构。然而，在一些情形中，同一个触孔的直径会需要被改变而非保持不变。图1绘示习知触孔h0的示意图。如图1所示，触孔h0是被要求接触目标结构101但须避免与非目标结构103接触。为了制造这样的结构，形成触孔h0的控制良好的步骤(像是蚀刻步骤)会需要用来产生具有精确直径的触孔。然而，由于电子装置日益变小，需要的是具有更小直径的触孔，因此形成具有所需的直径的触孔h0的步骤会更难以控制。
[0003]另外，如图1中的虚线所示，当靠近非目标结构103时，会需要相关技术来减小触孔的直径，然而，这样的制程比一般制程需要更多步骤。例如，需要第一蚀刻步骤来形成具有较小直径的触孔h0的一部分ha，接着会执行第二蚀刻步骤来形成具有较大直径的触孔h0的另一部分hb。这些步骤增加了制造时间，并比一般制程难以控制。
【发明内容】
[0004]因此，本发明的一个目的在于公开一种可使用简单步骤形成具有不同直径的触孔(或其它种类的半导体通孔)的半导体制程方法。
[0005]本发明的另一个目的在于公开具有触孔(或其它种类的半导体通孔)的半导体结构。
[0006]本发明的一个实施例公开了一种可产生具有不同直径的半导体通孔的半导体制程方法，其包含:提供第一材料与不同于该第一材料的第二材料；以及使用蚀刻制程来对第一材料与第二材料进行蚀刻以形成通过第一材料与第二材料的半导体通孔；其中蚀刻制程针对第一材料与第二材料会具有不同的蚀刻率，这样一来半导体通孔会具有不同的直径。
[0007]本发明也公开了对应上述方法的半导体结构，其包含:第一材料；不同于该第一材料的第二材料；以及通过第一材料与第二材料并具有不同直径的半导体通孔，其中该半导体通孔是通过对第一材料与第二材料进行蚀刻的单一蚀刻制程所形成，其中该蚀刻制程针对第一材料所具有的蚀刻率小于针对第二材料所具有的蚀刻率。
[0008]在上述实施例的观点中，所要的半导体通孔直径可以不需要复杂的步骤即可获得。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1是习知触孔的示意图。
[0010]图2与图3是本发明半导体制程方法与半导体结构的实施例的示意图。[0011]其中，附图标记说明如下:
[0012]101、205 目标结构
[0013]103、207 非目标结构
[0014]201第一材料
[0015]203 第二材料
【具体实施方式】
[0016]在说明书及前面的权利要求当中使用了某些词汇来指称特定的元件。所属领域中具有通常知识者应可理解，硬件制造商可能会用不同的名词来称呼同一个元件。本说明书及前面的权利要求并不以名称的差异来作为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及前面的权利要求当中所提及的「包含」是一开放式的用语，故应解释成「包含但不限定于」。
[0017]图2与图3分别是本发明半导体制程方法的一个实施例的示意图。如图2所示，提供了第一材料201 (也称为指导材料(steering material))与第二材料203,在这个实施例中，第一材料201是是氮化物(nitride),第二材料203是氧化物(oxide),以及第一材料201是由第二材料203所包围。请注意，目标结构(target feature) 205与非目标结构(non-target feature) 207是位于图2所示的第一材料201与第二材料203之下,但这两装置只用在说明本发明的一个应用，而非代表本发明必须具有这两个装置。同样地，熟习技艺者可轻易得知如何提供图2所示的第一材料201与第二材料203的各式各样方法，故这些方法的细节在此省略以求简洁。
[0018]在图3中，执行了一个蚀刻步骤以对第一材料201与第二材料203进行蚀刻，这样一来，会形成通过第一材料201与第二材料203的一个半导体通孔(hole)h。该蚀刻制程针对第一材料201所具有的蚀刻率(etching rate)是小于针对第二材料203所具有的蚀刻率，因此半导体通孔h可包含一个减小的直径。假如只有使用第二材料203，则原始直径会被标记为图3中的虚线，因而会与非目标结构207相接触。通过第一材料201的使用，当碰到第一材料201时，半导体通孔h的直径可被减小。在第一材料201下的半导体通孔h的直径也被减小，这样一来，半导体通孔h可以只与目标结构205相接触，但避免与非目标结构207相接触。金属线M可提供在上述的第二材料203之上，在这个情形下，半导体通孔h便是一个触孔。
[0019]更详细来说，半导体通孔h包含第一部分h1、第一部分hi下方的第二部分h2以及第二部分h2下方的第三部分h3。第二部分h2所具有的直径是小于第一部分hi所具有的直径。在这个实施例中，第二部分h2的直径是由顶部往底部逐渐减小。第三部分h3所具有的直径是小于第二部分h2所具有的直径。第一部分hi只接触第二材料203，也就是说，第一部分hi的两侧同时是第二材料203。第二部分h2同时与第一材料201与第二材料203相接，也就是说，第二部分h2的一侧是第一材料201而第二部分h2的另一侧则是第二材料203。此外，第三部分h3只与第二材料203相接,故与第一部分hi相同。
[0020]可以形成图3中的半导体通孔h的形状的一个理由是:不同的非等向性(anisotropic)蚀刻率会造成「指导(steering)」机制。由于材料中的蚀刻率变慢,直径变的较小，氧化物中的蚀刻轮廓(etching profile)的部分会继续蚀刻,而触及氮化物的部分会因为蚀刻率变慢而造成直径的缩小。
[0021]请注意，上述的实施例只是举例说明，而非对本发明的范畴设限。例如，第一材料201与第二材料203可以是氧化物与氮化物以外的材料。另外，图2中的结构可以只包含Pl部分(其仅具有第二材料203)以及P2部分(其同时具有第一材料201与第二材料203)，在这个情形中，图3中的半导体通孔h只具有第一部分hi与第二部分h2。此外，图2中的结构可以只包含了 P2部分(其同时具有第一材料201与第二材料203)以及P3部分(其仅具有第二材料203)，在这个情形中，图3中的半导体通孔h只具有第二部分h2与第三部分h3。
[0022]基于上述的实施例可知，本发明可以不需要复杂的步骤即可获得所要的半导体通孔直径。
[0023]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种可以产生具有不同直径的半导体通孔(hole)的半导体制程方法，包含:提供第一材料以及不同于该第一材料的第二材料；以及 使用蚀刻制程来对该第一材料与该第二材料进行蚀刻，以形成穿过该第一材料与该第二材料的半导体通孔； 其中该蚀刻制程针对该第一材料与该第二材料具有不同的蚀刻率(etching rate),以使该半导体通孔会有不同的直径。
2.如权利要求1所述的半导体制程方法，其中该第一材料是被该第二材料所包围。
3.如权利要求1所述的半导体制程方法，其中该第一材料是氮化物，而该第二材料是氧化物。
4.如权利要求1所述的半导体制程方法，另包含: 在提供该第一材料与该第二材料之前，提供目标装置；以及 在该第二材料之上提供金属线，该金属线可通过该半导体通孔而接触该目标装置。
5.如权利要求1所述的半导体制程方法，其中该半导体通孔包含第一部分以及位在该第一部分之下的第二部分；该第二部分的直径小于该第一部分的直径；以及该第二部分会一并接触该第一材料与该第二材料，而该第一部分只会接触该第二材料。
6.如权利要求5所述的半导体制程方法，其中该半导体通孔另包含: 第三部分，是位在该第二部分之下； 其中该第三部分的直径小于该第二部分的该直径，以及该第三部分只会接触该第二材料。
7.如权利要求5所述的半导体制程方法，其中该第二部分的该直径是由顶部往底部逐渐减小。
8.如权利要求1所述的半导体制程方法，其中该半导体通孔包含第二部分以及位在该第二部分之下的第三部分；该第三部分的直径小于该第二部分的直径；该第二部分会一并接触该第一材料与该第二材料，而该第三材料只会接触该第二材料。
9.如权利要求8所述的半导体制程方法，其中该第二部分的该直径是由顶部往底部逐渐减小。
10.一种具有不同直径的半导体通孔的半导体结构，包含: 第一材料； 第二材料，其不同于该第一材料；以及 半导体通孔，其具有不同的直径并穿过该第一材料与该第二材料，其中该半导体通孔是由单一蚀刻制程对该第一材料与该第二材料进行蚀刻所形成，且该单一蚀刻制程针对该第一材料所具有的蚀刻率是小于针对该第二材料所具有的蚀刻率。
11.如权利要求10所述的半导体结构，另包含: 目标装置，其位在该第一材料与该第二材料之下；以及 金属线，其位在该第二材料之上，该金属线可通过该半导体通孔而接触该目标装置。
12.如权利要求10所述的半导体结构，其中该半导体通孔包含第一部分以及位在该第一部分之下的第二部分；该第二部分的直径小于该第一部分的直径；该第二部分会一并接触该第一材料与该第二材料，而该第一部分只会接触该第二材料。
13.如权利要求12所述的半导体结构，其中该半导体通孔另包含:第三部分，其位在该第二部分之下； 其中该第三部分的直径小于该第二部分的该直径，以及该第三部分只会接触该第二材料。
14.如权利要求10所述的半导体结构，其中该半导体通孔包含第二部分以及位在该第二部分之下的第三部分；该第三部分的直径小于该第二部分的直径；该第二部分会一并接触该第一材料与该第二 材料，而该第三部分只会接触该第二材料。
【文档编号】H01L21/768GK103456682SQ201310143436
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年4月23日 优先权日:2012年5月31日
【发明者】丹尼斯·J·培迪, 泰伦斯·B·丹尼尔 申请人:南亚科技股份有限公司