半导体器件的制作方法_3

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存储器区MR的平面布局。如图所示,半导体器件SD具有多个位线BL、多个字线WL和多个有源区AR。
[0083]在平面图中,位线BL在第一方向(图中的X-轴方向)上延伸。在平面图中,位线BL布置在垂直于第一方向的第二方向(在图中垂直于X-轴的y_轴方向)上。字线WL在第二方向上延伸。字线WL布置在第一方向上。因此,位线BL和字线WL在平面图中组成晶格。位线BL由导电材料(例如,金属诸如钨、铜或者铝)形成。字线WL也由导电材料(例如,多晶硅或者金属)形成。
[0084]有源区AR形成在衬底SUB的表面上。场氧化膜FOX (元件间隔离层)形成在衬底SUB的表面层上方。在平面图中,场氧化膜FOX包围有源区AR。因此,通过场氧化膜FOX隔开该有源区和另一有源区。
[0085]每个有源区AR的平面形状像是具有纵向方向和横向方向的岛。在该图中示出的示例中,有源区AR的平面形状是椭圆形。在平面图中,有源区AR的平面形状的纵向方向相同并相当于第一方向(图中的X-轴方向)倾斜。在平面图中,每个有源区AR被两个相邻的字线WL分成三部分。在这种情况下,这三个部分的中心部分在平面图中与位线BL重叠。
[0086]在平面图中有源区AR与位线BL重叠的部分中,形成了触点BCTl和BCT2。该有源区AR经由触点BCTl和BCT2电连接到位线BL。而且,触点CCTl和CCT2形成在上述三个部分的两个端部中。该有源区AR经由触点CCTl和CCT2连接到电容器CP。
[0087]晶体管TRl形成在每个有源区AR中。更具体地,部分字线WL变成栅电极GEl。在这种情况下,在平面图中在字线WL与有源区AR重叠的区域中,字线WL用作栅电极GE1。因此,晶体管TRl形成在平面图中有源区AR对角地横过字线WL的部分中。换句话说,在有源区AR中,两个晶体管TRl由两个相邻的字线WL形成。
[0088]扩散层DIF1(晶体管TRl的源极或漏极)形成在有源区AR的表面上方。在平面图中,有源区AR的扩散层DIFl被字线WL分成三个部分。三个部分的中心部分的扩散层DIFl由上述两个晶体管TRl共用。其它部分的扩散层DIFl分别由上述两个晶体管TRl使用。
[0089]在平面图中,有源区AR规则地布置在衬底SUB的表面上方。更具体地,有源区AR的触点BCTl和BCT2位于在位线BL和在下文中将要描述的多个倾斜直线之间的互连上方。倾斜直线在由位线BL和字线WL形成的晶格中被相邻的位线BL和相邻的字线WL包围的区域彼此对接且对准的方向上延伸。横过两个相邻的倾斜直线的位线BL的部分经由第一方向(图中的X-轴方向)上的四个字线WL彼此相邻。在第一方向(图中的X-轴方向)上的有源区AR的纵向方向上的正或负倾角与倾斜直线的正或负倾角是相对的。
[0090]图4至14是示出图1至3所示的半导体器件SD的生产过程的截面图。如图4所示,首先在衬底SUB上方形成晶体管TRl和TR2。
[0091]更具体描述地,首先在衬底SUB中形成场氧化膜F0X。随后,按照顺序在衬底SUB上方形成绝缘膜和多晶硅膜。该绝缘膜是将要变成栅极绝缘膜GIl和GI2的绝缘膜。上述多晶硅膜是将要变成栅电极GEl和GE2的导电膜。然后,图案化上述绝缘膜和多晶硅膜。由此,在存储器区MR中形成栅电极GEl和栅极绝缘膜GI1,并在逻辑区LR中形成栅电极GE2和栅极绝缘膜GI2。
[0092]然后,在衬底SUB和栅电极GEl和GE2上方形成绝缘膜。该绝缘膜是将要变成侧壁SWl和SW2的绝缘膜。然后,回蚀刻该绝缘膜。由此,在栅电极GEl的侧表面上形成侧壁SWl,并在栅电极GE2的侧表面上形成侧壁SW2。
[0093]然后,在栅电极GEl和GE2、侧壁SWl和SW2和场氧化膜FOX上形成抗蚀掩模,以在衬底SUB的表面上方注入离子。该离子注入之后,例如通过灰化移除抗蚀膜。由此,在存储器区MR中形成扩散层DIFl (晶体管TRl的源极和漏极),并在逻辑区LR中形成扩散层DIF2 (晶体管TR2的源极和漏极)。
[0094]然后,按照顺序在衬底SUB、栅电极GEl和GE2和侧壁SWl和SW2上方,形成蚀刻停止层BEST和绝缘膜DLl。此后,在绝缘膜DLl中形成触点CCTl和触点LCTl。然后,在绝缘膜DLl上方形成绝缘膜BDL。然后,在绝缘膜BDL中形成触点BCT2,并在触点BCT2上方形成位线BL。在这种情况下,整体地形成触点BCT2和位线BL。然后,在绝缘膜BDL和位线BL上方形成绝缘膜DL2。然后,在绝缘膜DL2中形成触点CCT2和LCT2。
[0095]随后,在绝缘膜DL2和触点CCT2和LCT2上方形成层间绝缘膜ILDl (布线层IL的第一层间绝缘膜ILD)。然后,在层间绝缘膜ILDl中形成布线LWR1。接下来,在层间绝缘膜ILDl和布线LWRl上方形成蚀刻停止层EST。此后,在蚀刻停止层EST上方形成层间绝缘膜ILD2 (布线层IL的第二层间绝缘膜ILD)。
[0096]然后,如图5所示,在存储器区MR上方的层间绝缘膜ILD2的表面中形成凹进部RECl。在该图中示出的过程中,凹进部RECl没有穿透层间绝缘膜ILD2,且凹进部RECl的底部仅进入到层间绝缘膜ILD2中。然后,在平面图中在凹进部RECl中形成凹进部REC2。在该图中示出的示例中,凹进部REC2的底部经由蚀刻停止层EST和层间绝缘膜ILDl进入绝缘膜DL2中。
[0097]然后,如图6所示,通过例如溅射在存储器区上方形成导电膜LCF。由此,沿凹进部RECl和REC2的底部和内侧壁形成导电膜LCF。导电膜LCF是将要变成第一电极ELl的导电膜。然后,通过光刻在凹进部REC2中嵌入抗蚀膜RF1。
[0098]然后,如图7所示,通过使用抗蚀膜RFl作为掩模蚀刻凹进部RECl的底部。由此,移除导电膜LCF的位于凹进部RECl底部的部分(图6)。因此,在每个凹进部REC2中形成第一电极ELI。然后,通过例如灰化移除抗蚀膜RF1。
[0099]然后,如图8所示,通过光刻在凹进部REC2中嵌入抗蚀膜RF2。此后,通过使用抗蚀膜RF2作为掩模蚀刻凹进部RECl的底部。由此,凹进部RECl的底部穿透层间绝缘膜ILD2和蚀刻停止层EST,并到达层间绝缘膜ILDl。然后,通过例如灰化移除抗蚀膜RF2。
[0100]然后,如图9所示,在第一电极ELl上方形成电容绝缘膜CDL和第二电极EL2。因此形成了电容器CP。
[0101]然后,如图10所示,按照顺序在层间绝缘膜ILD2和电容器CP上方形成蚀刻停止层EST和层间绝缘膜ILD3 (布线层IL的第三层间绝缘膜ILD)。然后,按照顺序在层间绝缘膜ILD3上方形成绝缘硬掩模IHM和金属硬掩模MHM。在该图中示出的示例中,绝缘硬掩模IHM例如由氧化硅膜(S12)形成。同时,金属硬掩模MHM例如由氮化钛(TiN)形成。
[0102]然后,如图11所示,通过光刻在金属硬掩模MHM中形成开口 Μ0Ρ。正如下文将要详述的,基于开口 MOP的平面形状确定布线CWR的平面形状(图3)。然后,在金属硬掩模MHM和开口 MOP上方形成抗蚀膜RF3。此后,通过光刻在抗蚀膜RF3中形成开口 ROP。正如下文将要详述的,基于开口 ROP的平面形状确定通孔CVA的平面形状(图3)。
[0103]然后,如图12所示,通过使用抗蚀膜RF3作为掩模蚀刻绝缘硬掩模IHM和层间绝缘膜ILD3。在这种情况下,通过使用例如反应离子蚀刻(RIE)来执行蚀刻。由此,在绝缘硬掩模IHM中形成开口 1P。而且,在层间绝缘膜ILD3中形成连接孔CH。在该图中示出的过程中,连接孔CH没有穿透层间绝缘膜ILD3,其底部仅进入层间绝缘膜ILD3。
[0104]然后,如图13所示,通过例如灰化移除抗蚀膜RF3。此后,回蚀刻绝缘硬掩模IHM和层间绝缘膜ILD3。在这种情况下,通过使用RIE执行回蚀刻。由此,移除绝缘硬掩模IHM的金属硬掩模MHM的开口 MOP的内侧上的部分。而且,连接孔CH的底部到达第二电极EL2的表面。基于金属硬掩模MHM的开口 MOP的形状,在连接孔CH上方形成沟槽TRE。然后,移除金属硬掩模MHM和绝缘硬掩模IHM。形成沟槽TRE和连接孔CH的方法不限于该图示出的一种。例如,可以在形成沟槽TRE之后,形成连接孔CH。
[0105]在该图中示出的示例中,当执行上述回蚀刻时,在金属硬掩模MHM上方不形成抗蚀膜。因此,在形成沟槽TRE和连接孔CH之后,不需要执行用于移除抗蚀膜的灰化。该灰化可能会损坏层间绝缘膜ILD3。特别是当层间绝缘膜ILD3由低_k材料形成时,由于上述损坏,可能会增加层间绝缘膜ILD3的介电常数。与此相反,根据该图示出的示例,能够防止对层间绝缘膜ILD3的上述损坏。
[0106]然后,如图14所示,通过使用例如喷嘴在层间绝缘膜ILD3的表面上喷射清洗液CL。清洗液CL例如包括有机胺。由此,清洗层间绝缘膜ILD3的表面、沟槽TRE的内侧壁和底表面、和连接孔的内侧壁和底表面。执行该清洗以去除在形成沟槽和连接孔CH时由蚀刻产生的残留材料。
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