本发明涉及一种制作电容器的方法，特别是涉及一种制作动态随机存取存储器(dram)的电容器的方法。
背景技术：
随着科技日新月异，动态随机存取存储器(dram)的尺寸越来越小，为了在日渐缩小的芯片面积下容纳更多的电容器并保持一定的电容值，目前的做法是将电容器制作得又高又细且设计为阵列排列的方式。为此，需在牺牲层中制作出具有高深宽比(aspectratio)且阵列排列的穿孔，然后在此高深宽比的穿孔内形成下电极，并于下电极上形成电容介电材料与上电极。然而，目前制作具有高深宽比穿孔的步骤仍相当复杂，因此简化电容器的制作方法实为本技术领域不断努力的目标。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种制作电容器的方法，以简化电容器的制作方法。
本发明的一实施例提供一种制作电容器的方法，包括以下步骤：提供基板以及第一蚀刻停止层，其中第一蚀刻停止层设置于基板上；在第一蚀刻停止层上形成多条第一间隙壁；在第一间隙壁上依序形成第一有机层以及第二蚀刻停止层，其中第一有机层覆盖第一间隙壁；在第二蚀刻停止层上形成多条第二间隙壁，其中各第二间隙壁横跨第一间隙壁；将第二间隙壁的图案转移至第一有机层，以形成有机图案；以有机图案与第一间隙壁为掩模进行一第一蚀刻制作工艺，以蚀刻第一蚀刻停止层并移除第二蚀刻停止层，进而形成一第一蚀刻停止图案；以及将第一蚀刻停止图案转移至基板，以形成多个穿孔，其中穿孔彼此分隔开。
本发明的方法通过于蚀刻停止层上形成三层结构的方式形成沿着两个不同方向延伸的间隙壁，且通过先进图案app与蚀刻停止层es1具有高蚀刻选择比的能力，将间隙壁的图案有效地转移至具有相对高厚度的牺牲层中，如此不仅可精确形成具有高深宽比的穿孔，还可简化制作穿孔的步骤。
附图说明
图1至图14为本发明一实施例的制作电容器的方法示意图；
图15为本发明另一实施例的间隙壁之间具有锐角夹角的俯视示意图；
图16为本发明另一实施例的穿孔的排列示意图。
主要元件符号说明
sub基板es1、es2蚀刻停止层
sc存储节点接触ap先进图案膜
sa牺牲层pt图案转移层
hm硬掩模层sp1、sp2、间隙壁
sp1’、sp2’
d1第一方向tr1、tr2三层结构
ol1、ol2、ol3有机层sh1、sh2含硅层
pr1、pr2光致抗蚀剂图案shp含硅图案
p条状掩模图案d2第二方向
d2’延伸方向olp有机图案
ps2第二蚀刻停止图案ps1第一蚀刻停止图案
app先进图案hmp硬掩模图案
tp转移图案th穿孔
be下电极cd电容介电层
te上电极c电容器
hp六角形图案
具体实施方式
请参考图1至图14，其为本发明一实施例的制作电容器的方法示意图。首先，如图1所示，提供基板sub以及蚀刻停止层es1，其中蚀刻停止层es1设置于基板sub上。在本实施例中，基板sub可为含有晶体管、字符线、位线(图未示)与存储节点接触sc的基板，以通过本实施例的方法于基板sub中形成穿孔，进而于各存储节点接触sc上形成电容器。本技术领域技术人员应知晶体管、字符线、位线与存储节点接触sc的结构与其间的配置关系以及相关的变化设计，因此在此不再赘述。在本实施例中，可选择性另提供先进图案膜ap，位于基板sub与蚀刻停止层es1之间，其中先进图案膜ap包括非晶碳，由此可相对于蚀刻停止层es1与基板sub而言具有高的蚀刻选择比。
在本实施例中，基板sub还可包括牺牲层sa、图案转移层pt与硬掩模层hm，依序堆叠于存储节点接触sc上。牺牲层sa用以形成具有高深宽比的穿孔，因此其厚度大于图案转移层pt的厚度与硬掩模层hm的厚度。并且，牺牲层sa可为多层结构，举例而言，多层结构可包括氮化硅、氧化层、氮碳化硅(sicn)、氧化层以及碳氮化硅的堆叠，其中碳氮化硅可作为支撑层，氮化硅可作为蚀刻停止层，但不以此为限。图案转移层pt用以将硬掩模层hm的图案转移至牺牲层sa中，因此可包括与硬掩模层hm以及牺牲层sa不同的材料，例如图案转移层pt包括非晶硅，硬掩模层hm包括氧化硅。
在提供基板sub与蚀刻停止层es1之后，在蚀刻停止层es1上形成多条间隙壁sp1，其中各间隙壁sp1分别沿着第一方向d1延伸设置。具体而言，如图1所示，在蚀刻停止层es1上形成三层结构tr1。在本实施例中，三层结构tr1可包括有机层ol1、含硅层sh1以及光致抗蚀剂图案pr1，依序设置于蚀刻停止层es1上。含硅层sh1可例如为含硅硬掩模底抗反射(silicon-containinghardmaskbottomanti-reflectivecoating，shb)层，可用以减少光致抗蚀剂层与基板sub之间的反射光。光致抗蚀剂图案pr1可通过光刻制作工艺图案化光致抗蚀剂层而形成。接着，如图2所示，以光致抗蚀剂图案pr1为掩模进行对含硅层sh1的蚀刻制作工艺，将光致抗蚀剂图案pr1转移至含硅层sh1，以形成含硅图案shp。随后，以含硅图案shp为掩模进行对有机层ol1的蚀刻制作工艺，将含硅图案shp转移至有机层ol1，以于蚀刻停止层es1上形成多条沿着第一方向d1延伸的条状掩模图案p，并移除光致抗蚀剂图案pr1。其中，光致抗蚀剂图案pr1可在蚀刻有机层ol1之前移除或与有机层ol1同时移除。由于含硅层sh1相对于光致抗蚀剂层与有机层ol1具有高蚀刻选择比，因此可作为蚀刻厚度较厚的有机层ol1的掩模，以在较薄的厚度下精确地将图案转移至有机层ol1，由此光致抗蚀剂层不须为了具有掩模功能而提高厚度。例如含硅层sh1的厚度可小于光致抗蚀剂层的厚度，且光致抗蚀剂层的厚度小于与有机层ol1的厚度。为清楚显示后续步骤，图2至图8省略图案转移层pt以下的膜层，且图9与图10省略牺牲层sa以下的膜层，但本发明不以此为限。
如图3所示，在条状掩模图案p与蚀刻停止层es1上均匀形成间隙壁材料，例如氧化硅。然后，进行回蚀刻制作工艺，以于条状掩模图案p的侧壁上分别形成间隙壁sp1，并暴露出蚀刻停止层es1。接着，移除条状掩模图案p，以留下宽度小于曝光极限的间隙壁sp1，由此可用以定义穿孔于第二方向d2上的间距。
图4为在间隙壁sp1上形成光致抗蚀剂图案pr的俯视示意图，图5为沿着图4的剖线a-a’、b-b’与c-c’的剖面示意图，且图6与图8到图14绘示对应图4剖线a-a’、b-b’与c-c’的不同步骤。如图4与图5所示，在间隙壁sp1上依序形成另一有机层ol2以及另一蚀刻停止层es2，其中有机层ol2填满间隙壁sp1之间的间隙，并覆盖间隙壁sp1。由于有机层ol2具有良好的填洞能力，因此可填满间隙壁sp1之间的间隙，以避免空洞产生，影响后续制作工艺品质，且可使其上表面为一平坦表面，以助于后续进行形成间隙壁sp2的步骤。
然后，在蚀刻停止层es2上形成多条间隙壁sp2，其中间隙壁sp2沿着第二方向d2延伸设置，并横跨间隙壁sp1。在本实施例中，形成间隙壁sp2的步骤可与形成间隙壁sp1的步骤相同。具体而言，可于蚀刻停止层es2上形成另一三层结构tr2，其与三层结构tr1相同，并可包括另一有机层ol3、另一含硅层sh2以及另一光致抗蚀剂图案pr2，依序设置于蚀刻停止层es2上。光致抗蚀剂图案pr2可通过另一光刻制作工艺图案化另一光致抗蚀剂层而形成。随后，如图6所示，以光致抗蚀剂图案pr2为掩模进行对含硅层sh2的蚀刻制作工艺，将光致抗蚀剂图案pr2转移至含硅层sh2，以形成含硅图案。将含硅图案转移至有机层ol3，以于蚀刻停止层es2上形成沿着第二方向d2延伸设置的条状掩模图案，并移除光致抗蚀剂图案pr2。接下来，在条状掩模图案与蚀刻停止层es2上均匀形成间隙壁材料，例如氧化硅，并接着进行回蚀刻制作工艺，以于条状掩模图案的侧壁上分别形成第二间隙壁sp2，且暴露出蚀刻停止层es2。随后，移除条状掩模图案，以留下宽度小于曝光极限的第二间隙壁sp2，由此可用以定义穿孔于第一方向d1上的间距。通过各间隙壁sp2横跨间隙壁sp1，各穿孔的大小可分别由任两相邻的间隙壁sp1与任两相邻的间隙壁sp2所定义出。如图7所示，本实施例的间隙壁sp1与间隙壁sp2彼此垂直交错，使得所定义出的穿孔为矩形，但本发明不限于此。
在另一实施例中，如图15所示，间隙壁sp1’可不与间隙壁sp2’垂直。举例而言，间隙壁sp2’的延伸方向d2’可与第二方向d2之间具有一锐角夹角。如图16所示，穿孔th可排列成多个六角形图案hp。
在形成间隙壁sp2之后，将间隙壁sp2的图案转移至有机层ol2。具体而言，如图8所示，以间隙壁sp2作为掩模进行蚀刻制作工艺，以蚀刻蚀刻停止层es2，进而形成第二蚀刻停止图案ps2。接着，移除间隙壁sp2。然后，如图9所示，以第二蚀刻停止图案ps2作为掩模进行蚀刻制作工艺，以蚀刻有机层ol2，进而形成有机图案olp。随后，以有机图案olp与间隙壁sp1为掩模进行蚀刻制作工艺，以蚀刻蚀刻停止层es1，进而形成第一蚀刻停止图案ps1。由于蚀刻停止层es1与es2可包括相同材料，例如氮化硅，因此在形成第一蚀刻停止图案ps1时会同时移除第二蚀刻停止图案ps2。并且，各间隙壁sp2的一部分也会在此蚀刻制作工艺中被移除。
如图10所示，以第一蚀刻停止图案ps1作为掩模进行蚀刻制作工艺，以蚀刻先进图案膜ap，进而形成先进图案app并移除有机图案olp。随后，如图11所示，以先进图案app作为掩模进行蚀刻制作工艺，以蚀刻硬掩模层hm，进而形成硬掩模图案hmp。由于硬掩模层hm具有一定的深度，例如2400埃，因此在蚀刻硬掩模层hm时间隙壁sp1与第一蚀刻停止图案sp1也会被移除。通过相对于蚀刻停止层es1与基板sub具有高蚀刻选择比的先进图案app，厚度大于先进图案膜ap的硬掩模层hm可被蚀穿。
接着，如图12所示，移除先进图案app。以硬掩模图案hmp作为掩模进行蚀刻制作工艺，以蚀刻图案转移层pt，进而形成转移图案tp。随后，以转移图案tp进行蚀刻制作工艺，以于牺牲层sa中形成彼此分隔开的多个穿孔th，分别暴露出对应的一存储节点接触sc，并移除硬掩模图案hmp。
如图13所示，在各穿孔th中分别形成下电极be。然后，进行蚀刻制作工艺，以移除牺牲层sa。在另一实施例中，蚀刻制作工艺可仅移除牺牲层sa中的氧化硅，而留下支撑的碳氮化硅，以支撑住下电极be，避免倒塌。接着，如图14所示，在下电极be上均匀形成电容介电层cd。随后，在电容介电层cd上形成上电极te，如此以形成电容器c。
综上所述，本发明的方法通过于蚀刻停止层上形成三层结构的方式形成沿着两个不同方向延伸的间隙壁，且通过先进图案app与蚀刻停止层es1具有高蚀刻选择比的能力，将间隙壁的图案有效地转移至具有相对高厚度的牺牲层中，如此不仅可精确形成具有高深宽比的穿孔，还可简化制作穿孔的步骤。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。