专利名称：一种氮－氧－氮sac结构的cob－dram位线制作方法
技术领域：
本发明涉及位线上电容型随机动态存储器(Capacitance Over BitLine-Dynamic Random Access Memory，COB-DRAM)的位线制作方法，特别是具有氮-氧-氮硬掩模的自对准接触(Self Aligned Contact，SAC)结构的COB-DRAM位线的制作方法。
背景技术：
在目前的位线上电容型动态随机存储器(COB-DRAM)的制作过程中，应用自对准接触(SAC)方法形成接触孔结构。但是在目前的自对准接触(SAC)技术的应用中，存在自对准接触(SAC)技术应用的制程容许度过小的问题。随着器件尺寸越来越小，自对准接触(SAC)技术应用的制程容许度会越来越小。
在位线上电容型动态随机存储器(COB-DRAM)的制作过程中，完成自对准接触(SAC)刻蚀和后续的将导体淀积填充到自对准接触SAC孔中的过程以后，容易导致位线与自对准接触(SAC)孔中的导体桥接。这种桥接问题的产生将导致产品的低合格率，因此，这种自对准接触(SAC)应用的制程容许度较小是容易导致产品的低合格率的主要原因。
在目前的COB-DRAM制作过程中，由于较小的器件设计规则，位线和位线之间的较小间隔的结合以及光刻过程的叠层偏移，因此应用一种自对准接触方法。
如图1A和1B所示是现有技术的应用自对准接触的位线制作过程中存在的问题，已知在应用自对准接触(SAC)技术中，存在肩部氮化硅(Si3N4)112残留和底部关键尺寸113之间平衡的问题。可是，随着器件尺寸的持续下降，要同时在较大的底部关键尺寸113和较高的肩部氮化硅(Si3N4)112残留之间进行平衡很困难。
由于肩部氮化硅(Si3N4)残留不足以保护位线，所以存在位线106和SAC孔中淀积的多晶硅111之间的桥接问题，如图1B所示。随着器件尺寸越来越小，越来越难于同时得到足够的肩部氮化硅残留和满意的底部关键尺寸。
发明内容
为了解决上述问题，提出了本发明。
本发明的目的是提供一种氮-氧-氮SAC结构的位线制作方法。
本发明的一种氮-氧-氮SAC结构的COB-DRAM位线制作方法，包括如下步骤a)位线金属与氧化物层之间阻障层(Barrier)金属淀积和位线金属淀积；b)位线的氮-氧-氮硬掩模层淀积；c)形成位线光刻胶图案；d)位线硬掩模刻蚀；e)位线金属刻蚀；f)位线间隔层材料淀积和回蚀(Etching Back)；g)氧化物淀积，用于形成第三多晶硅接触；h)形成第三多晶硅接触SAC光刻胶图案；i)第三多晶硅接触SAC刻蚀。
根据本发明的方法，以钛/氮化钛为位线金属与氧化物层之间阻障层(Barrier)金属，而位线金属采用钨。
根据本发明方法，位线的氮-氧-氮硬掩模包括氮化硅、氧化铝、氮化硅，而且其总厚度为1600～1700，其中第一氮化硅为900～1100，氧化铝厚度为100～300，第二氮化硅厚度为400～600。
根据本发明的方法，所述位线间隔层材料是氮化硅。
根据本发明的方法，所述氧化物是高密度等离子氧化物(High DensityPlasma，HDP)。
根据本发明的方法，所述氮-氧-氮硬掩模中，氮化硅层采用低压化学气相沉积法(Low Pressure Chemical Vapor Deposition，LPCVD)淀积，氧化物，如氧化铝用原子层淀积(Atom Layer Deposition，ALD)方法形成。
根据本发明的氮-氧-氮硬掩模中，氮化硅层采用反应性离子刻蚀(Reactive Ion Etch，RIE)方法刻蚀，氧化物，如氧化铝采用反应性离子刻蚀(Reactive Ion Etch，RIE)方法刻蚀。
本发明采用氮-氧-氮硬掩模，特别是氮化硅、氧化铝、氮化硅的硬掩模，由于在同样的SAC刻蚀过程中，具有氧化硅对氧化铝的选择性高于氧化硅对氮化硅的选择性的特点，因此，在SAC刻蚀之后可以保留更多的氮化硅间隔层肩部，避免位线与SAC孔中的多晶硅之间的桥接问题，从而提高SAC刻蚀的工艺容许度。
下面结合附图详细介绍本发明。然而需要注意的是，这些附图只是用来说明本发明的典型实施例，而不构成为对本发明的任何限制，在不背离本发明的构思的情况下，可以具有其他更多等效实施例。而本发明的保护范围由权利要求书决定。
图1A是现有技术的SAC制作方法中，刻蚀形成SAC孔后的截面示意图。
图1B是现有技术的SAC制作方法中，存在位线金属与SAC孔中填充的多晶硅之间的桥接问题的扫描电子显微镜照片。
图2是根据本发明的SAC制作方法中刻蚀形成SAC孔后的截面示意图。
图3A是现有技术的SAC制作方法中，刻蚀形成SAC结构的截面的扫描电子显微镜照片。
图3B是根据本发明的SAC制作方法中，刻蚀形成SAC结构的截面的扫描电子显微镜照片。
附图标记说明101 前置层102 用于第二多晶硅接触的高密度等离子氧化物层(HDP)103 接触金属与氧化物层之间阻障层(Barrier)钛/氮化钛104 钨金属插塞
105 位线金属与氧化物层之间阻障层(Barrier)钛/氮化钛106 位线钨107 氮化硅硬掩模108 氮化硅间隔层109 用于形成第三多晶硅接触的高密度等离子氧化物层(HDP)110 SAC孔111 SAC孔中填充的多晶硅112 氮化硅间隔层肩部113 SAC孔底部关键尺寸201 前置层202 用于第二多晶硅接触的高密度等离子氧化物层203 接触金属与氧化物层之间阻障层(Barrier)钛/氮化钛204 钨金属插塞205 位线金属与氧化物层之间阻障层(Barrier)钛/氮化钛206 位线钨207 第一氮化硅硬掩模208 氧化铝保护层209 第二氮化硅硬掩模210 氮化硅间隔层211 用于形成第三多晶硅接触的高密度等离子氧化物层(HDP)212 SAC孔214 氮化硅间隔层肩部具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细说明。
比较例现有技术的一SAC结构的COB-DRAM位线制作方法，包括如下步骤在前置层101上，淀积用于形成第二多晶硅接触的高密度等离子氧化物层102，形成第二多晶硅接触孔，然后淀积钛/氮化钛。此钛/氮化钛同时作为接触金属与氧化物层的阻障层(Barrier)103、位线金属与氧化物层之间的阻障层(Barrier)105，然后依次进行a)钨淀积，此钨同時作为插塞金属104和位线金属106；b)位线的氮化硅硬掩模层107淀积，淀积厚度为1600；c)形成位线光刻胶图案；d)位线硬掩模刻蚀，形成硬掩模107；e)位线钨金属刻蚀，形成位线106；f)位线氮化硅间隔层材料淀积和回蚀(Etching Back)，形成位线间隔层108；g)高密度等离子氧化硅109淀积，用于形成第三多晶硅接触；h)形成第三多晶硅接触SAC光刻胶图案；i)第三多晶硅接触SAC刻蚀，形成SAC孔110。
实施例本发明的一种氮-氧-氮SAC结构的COB-DRAM位线制作方法，包括如下步骤如图2所示，在前置层201上，淀积用于形成第二多晶硅接触的高密度等离子氧化物层202，形成第二多晶硅接触孔，然后淀积钛/氮化钛。此钛/氮化钛同时作为接触金属与氧化物层的阻障层(Barrier)203、位线金属与氧化物层之间的阻障层(Barrier)205，然后依次进行a)钨淀积，此钨同時作为插塞金属204和位线金属206；b)位线的氮-氧-氮硬掩模层淀积，其中，第一氮化硅层207厚度为1000，氧化铝层208厚度为100，第二氮化硅层209厚度为500；氮化硅采用化学气相淀积方法(LPCVD)形成，而氧化铝采用原子层淀积方法(ALD)形成；c)形成位线光刻胶图案；d)位线硬掩模刻蚀，其中氮化硅层采用反应性离子刻蚀(RIE)刻蚀；而氧化铝采用反应性离子刻蚀(RIE)刻蚀，刻蚀气体主要包含BCl3/Cl2；e)以常规技术，如反应性离子刻蚀(RIE)进行位线钨金属刻蚀，形成位线206；f)位线间隔层材料采用氮化硅，淀积并回蚀(Etching Back)，形成位线间隔层210；g)用于形成第三多晶硅接触的氧化物211采用高密度等离子氧化物(HDP)，进行淀积；h)形成第三多晶硅接触SAC光刻胶图案；i)第三多晶硅接触SAC刻蚀，刻蚀采用氟基(C4F8/CH2F2或C5F8/CH2F2)气体为主体的刻蚀方法。
由于氧化铝在氟基(C4F8/CH2F2或C5F8/CH2F2)气体为主体的刻蚀方法中刻蚀率很低，在同样的SAC刻蚀过程中，氧化硅对氧化铝的选择性高于氧化硅对氮化硅的选择性。当进行SAC氧化硅刻蚀时，因部份的氮化硅硬掩模被相同厚度的氧化铝所取代，最终可以降低氮化硅硬掩模和氮化硅间隔层的损失。
图3A是比较例，即氮化硅硬掩模的厚度为1600的SAC结构的截面的扫描电子显微镜照片，从图中可以看到和算出，比较例的氮化硅间隔层肩部112保留为27nm；图3B是实施例，即氮化硅-氧化铝-氮化硅硬掩模厚度分别为1000-100-500的SAC结构的截面的扫描电子显微镜照片，从图中可以看到并计算出，本发明的实施例中氮化硅间隔层肩部214的保留是33nm。
由于使用本发明的方法，即硬掩模采用氮-氧-氮结构，可以使氮化硅间隔层肩部有较多保留，从而可以保护位线金属，避免位线金属与SAC孔中的导体材料产生桥接，而且也提高了SAC刻蚀工艺的制程容许度。
以上是针对本发明的一实施例进行的详细说明，但本发明的其它及进一步的实施例可以在不背离本发明的基本构思范围之下设计出，而其保护范围是由权利要求书的范围决定。
权利要求
1.一种氮-氧-氮SAC结构的位线制作方法，包括如下步骤a)位线金属与氧化物层之间阻障层(Barrier)金属淀积和位线金属淀积；b)位线的氮-氧-氮硬掩模层淀积；c)形成位线光刻胶图案；d)位线硬掩模刻蚀；e)位线金属刻蚀；f)位线间隔层材料淀积和回蚀(Etching Back)；g)氧化物淀积，用于形成第三多晶硅接触；h)形成第三多晶硅接触SAC光刻胶图案；i)第三多晶硅接触SAC刻蚀。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的位线金属与氧化物层之间阻障层(Barrier)金属是钛/氮化钛。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的位线金属是钨。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的氮-氧-氮硬掩模分别是氮化硅、氧化铝、氮化硅。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的氮-氧-氮硬掩模总厚度为1600～1700。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述的氮-氧-氮硬掩模，其中第一氮化硅为900～1100，氧化铝厚度为100～300，第二氮化硅厚度为400～600。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的位线间隔层材料是氮化硅。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的氧化物是高密度等离子氧化物(HDP)。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的硬掩模中氮化硅淀积采用低压化学气相沉积法(LPCVD)。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的硬掩模中氧化物采用原子层淀积(ALD)方法形成。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的氮-氧-氮硬掩模中氮化硅刻蚀采用反应性离子刻蚀(RIE)。
12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的氮-氧-氮硬掩模中氧化物刻蚀采用反应性离子刻蚀(RIE)，刻蚀气体包含BCl3/Cl2。
全文摘要
本发明涉及COB－DRAM的位线制作方法，特别是具有氮－氧－氮硬掩模的SAC结构的位线的制作方法。该方法的硬掩模采用氮－氧－氮型，即在氮化硅硬掩模中插入一氧化铝层，此插入的氧化铝层以取代相同厚度的氮化硅硬掩模，在同样的SAC刻蚀过程中，氧化硅对氧化铝的选择性高于氧化硅对氮化硅的选择性，因此该方法降低了在SAC刻蚀过程中氮化硅硬掩模的损失，提高SAC刻蚀过程的工艺容许度，避免产生位线金属与SAC孔中填充的多晶硅之间的桥接问题。
文档编号G03F1/26GK101075094SQ200610026589
公开日2007年11月21日 申请日期2006年5月16日 优先权日2006年5月16日
发明者颜进甫, 肖德元, 黄晓橹, 罗飞, 陶波, 赵永康 申请人:中芯国际集成电路制造(上海)有限公司