制造半导体器件的方法与流程

文档序号:14723332发布日期:2018-06-18 12:16阅读:162来源:国知局

本申请要求2015年1月7日提交给韩国知识产权局的申请号为10-2015-0001901的韩国专利申请的优先权,其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本发明的示例性实施例涉及一种制造半导体器件的方法,具体而言涉及一种形成图案的方法。



背景技术:

随着半导体器件变得更加高度集成及其设计规格缩小,其孔图案的尺寸也缩小。由于其设计规格继续缩小,需要用于克服当前所用曝光设备的分辨率的限制的图案化技术。

正在使用各种图案化技术来形成孔图案。例如,正在使用单图案化技术和双图案化技术(DPT)。

单图案化技术用于通过本领域熟知的光刻处理来形成孔图案。然而,在单图案化技术的情况下,由于曝光设备的分辨率的限制,难以形成微细孔图案。

双图案化技术可以通过选择性地组合多个硬掩模层和间隔件图案化技术(SPT)而形成具有微细宽度和微细节距的图案。然而,在双图案化技术中,工艺变得复杂,处理步骤的数量增加,引发高成本,以及出现重叠问题(overlayissue)。



技术实现要素:

各种实施例针对制造半导体器件的方法,所述方法能够克服曝光设备的分辨率的限制并且形成微细图案。

在一个实施例中,一种制造半导体器件的方法可以包括:在刻蚀目标层的第一区域之上形成多个线条图案,以及在刻蚀目标层的第二区域和第三区域之上形成预焊盘图案;在线条图案之上形成多个柱体,以及在第二区域的预焊盘图案之上形成牺牲焊盘图案;在柱体的侧壁之上形成多个第一间隔件,使得第一间隔件彼此接触并在其间形成多个第一预开口;去除柱体来形成多个第二预开口;通过第一预开口和第二预开口来切割线条图案,以及在第一区域之上形成多个切割图案;利用牺牲焊盘图案作为刻蚀掩模来刻蚀预焊盘图案,以及在第二区域之上形成焊盘图案;以及利用切割图案和焊盘图案作为刻蚀掩模来刻蚀刻蚀目标层,以分别在第一区域和第二区域之上限定第一图案和第二图案。制造半导体器件的所述方法还可以包括:形成第一间隔件之前形成开放掩模,所述开放掩模开放多个柱体并且覆盖牺牲焊盘图案。形成第一间隔件可以包括:在第三区域的开放掩模的侧壁之上形成第二间隔件。形成第二间隔件之后,制造半导体器件的所述方法还可以包括:去除开放掩模;利用第二间隔件作为刻蚀掩模来刻蚀预焊盘图案,以及在第三区域之上形成防护图案;以及利用防护图案作为刻蚀掩模来刻蚀刻蚀目标层,以在第一图案与第二图案之间形成第三图案,其中,防护图案与切割图案和焊盘图案同时形成。制造半导体器件的所述方法还可以包括:形成线条图案和预焊盘图案之前,在刻蚀目标层之上形成缓冲层,所述缓冲层包括相对于线条图案和预焊盘图案具有刻蚀选择性的材料。制造半导体器件的所述方法还可以包括:形成多个柱体和牺牲焊盘图案之前,在多个线条图案和预焊盘图案之上形成中间层,所述中间层包括相对于线条图案和预焊盘图案具有刻蚀选择性的材料。第一间隔件包括多晶硅。

在一个实施例中,一种制造半导体器件的方法可以包括:在刻蚀目标层的第一区域之上形成多个线条图案,以及在刻蚀目标层的第二区域和第三区域之上形成预焊盘图案;在线条图案之上形成多个柱体;在柱体的侧壁之上形成多个第一间隔件,使得第一间隔件彼此接触并在其间形成多个第一预开口;在第二区域之上形成第二反向间隔件,以及在第三区域之上形成第三反向间隔件;去除柱体来形成多个第二预开口;通过第一预开口和第二预开口来切割线条图案,以及在第一区域之上形成多个切割图案;利用第二反向间隔件和第三反向间隔件作为刻蚀掩模来刻蚀预焊盘图案,以及分别在第二区域和第三区域之上形成焊盘图案和防护图案;以及利用切割图案、焊盘图案和防护图案作为刻蚀掩模来刻蚀刻蚀目标层,以分别在第一区域、第二区域和第三区域之上限定第一图案、第二图案和第三图案。间隔件层由氧化物形成,以及平坦化层由碳层形成。制造半导体器件的所述方法还可以包括:形成线条图案和预焊盘图案之前,在刻蚀目标层之上形成缓冲层,所述缓冲层包括相对于线条图案和预焊盘图案具有刻蚀选择的材料。制造半导体器件的所述方法还可以包括:形成所述多个柱体之前,在所述多个线条图案和预焊盘图案之上形成中间层,所述中间层包括相对于线条图案和预焊盘图案具有刻蚀选择性的材料。线条图案由多晶硅形成,柱体由碳层形成,以及第一间隔件、第二反向间隔件和第三反向间隔件由氧化物形成。

在一个实施例中,一种制造半导体器件的方法可以包括:在刻蚀目标层的第一区域之上形成多个线条图案;在线条图案之上形成刻蚀停止层;在刻蚀停止层之上形成具有多个第一预开口和多个第二预开口的间隔件,所述多个第一预开口和所述多个第二预开口与线条图案重叠;利用间隔件来刻蚀刻蚀停止层以形成第一刻蚀停止层图案;利用第一刻蚀停止层图案来切割线条图案以形成多个切割图案;以及利用切割图案作为刻蚀掩模来刻蚀刻蚀目标层,以在第一区域之上限定多个第一图案。制造半导体器件的所述方法还可以包括:形成刻蚀停止层之前,在刻蚀目标层的第二区域之上形成预焊盘图案;形成刻蚀停止层之后,在第二区域的刻蚀停止层之上形成间隔件耦合结构,所述间隔件耦合结构包括牺牲焊盘图案、牺牲焊盘图案之上的保护层图案以及牺牲焊盘图案的侧壁之上的阻障间隔件;利用间隔件耦合结构作为刻蚀掩模来刻蚀刻蚀停止层,以及形成第二刻蚀停止层图案;利用第二刻蚀停止层图案作为刻蚀掩模来刻蚀预焊盘图案,以及形成焊盘图案;以及利用焊盘图案作为刻蚀掩模来刻蚀刻蚀目标层,以在第二区域之上限定第二图案。形成间隔件和形成间隔件耦合结构可以包括:在刻蚀停止层之上层叠模层和保护层;刻蚀保护层和模层,以及在第一区域之上形成多个柱体以及在第二区域之上形成牺牲焊盘图案;在柱体的侧壁之上形成所述多个间隔件,使得间隔件彼此接触并在其间形成所述多个第一预开口;在牺牲焊盘图案的侧壁之上形成阻障间隔件;以及去除柱体,以及形成所述多个第二预开口。刻蚀保护层和模层之后,保护层分别保留在柱体和牺牲焊盘图案之上作为牺牲保护层图案和预保护层图案,以及预保护层图案保留得厚于牺牲保护层图案。制造半导体器件的所述方法还可以包括:去除柱体之前,去除牺牲保护层图案,以及其中,在牺牲保护层图案被去除之后,预保护层图案作为保护层图案而保留。模层包括碳层,以及保护层包括氮氧化硅。制造半导体器件的所述方法还可以包括:形成刻蚀停止层之前,在所述多个线条图案和预焊盘图案之上形成中间层,所述中间层包括相对于线条图案和预焊盘图案具有刻蚀选择性的材料。

附图说明

图1A至图1D是解释根据一个实施例的通过柱体图案化来切割线条图案的方法的图。

图2是解释根据一个对比例子的通过双孔图案化来切割线条图案方法的图。

图3A至图3O是解释根据第一实施例的制造半导体器件方法的平面图。

图4A至图4O是沿图3A至图3O的线A-A’截取的剖视图。

图5A至图5L是解释根据第二实施例的制造半导体器件的方法的平面图。

图6A至图6L是沿图5A至图5L的线A-A’截取的剖面图。

图7A至图7J是解释根据第三实施例的制造半导体器件方法的平面图。

图8A至图8J是沿图7A至图7J的线A-A’截取的从剖视图。

具体实施方式

以下将参考附图来详细描述各种实施例。然而本发明可以实现为不同的形式且不应当解释为局限于本文所述的实施例。确切地说,提供这些实施例使得本公开将是彻底和完全的,且对本领域技术人员来说将完全覆盖本发明的范围。贯穿本公开,贯穿本发明的各种附图和实施例相同的参考标号指代相同的部分。

附图不一定成比例,在某些实例中,比例可能已经被放大以便清楚地说明实施例的特征。当第一层被称为在第二层“上”或在衬底“上”,不仅指的是第一层直接形成在第二层或衬底上的情形,还指的是第三层存在于第一层与第二层或衬底之间的情形。

在以下描述中,实施例公开了在第一区域中形成具有微细宽度和微细节距高密度第一图案、同时在第二区域中形成低密度第二图案的方法。例如,实施例可以适用于制造存储器件的方法,第一区域可以是单元阵列区域,且第二区域可以是外围电路区域。

在该实施例中,可以用以下方法来形成用于在第一区域中形成高密度第一图案的刻蚀掩模图案(或硬掩模图案)。首先,可以由间隔件图案化技术(SPT)处理来形成线条图案。然后,可以用柱体图案化处理来切割线条图案。

这样,该实施例可以通过组合间隔件图案化技术和柱体图案化技术来形成用于形成高密度第一图案的刻蚀掩模图案。

图1A至图1D是解释根据一个实施例的利用柱体图案化来切割线条图案的方法的图。

图2是解释根据一个对比实施例的利用双孔图案化技术(DPT)来切割线条图案的方法的图。

参考图1A,根据该实施例,多个线条图案101形成在刻蚀目标层100上。

如图1B所示,多个柱体102形成在线条图案101上。在相应的柱体102的侧壁上形成多个间隔件103。所述多个间隔件103彼此接触,且相应地,第一预开口103A由多个间隔件103限定。

参考图1C,柱体102被去除。柱体被从中去除的空间变为第二预开口103B。结果,由间隔件103以自对准的方式同时形成第一预开口103A和第二预开口103B。

参考图1D,线条图案101利用间隔件103作为刻蚀掩模被切割。利用第一预开口103A和第二预开口103B来切割线条图案101。切割线条图案101之后,形成切割图案101C。邻近的切割图案101C可以通过分离孔H彼此分离。切割图案101C可以是岛型图案。

随后,可以利用切割图案101C作为刻蚀掩模来刻蚀刻蚀目标层100。

参考图2,在对比例子中,多个线条图案201形成。具有第一分离孔203A和第二分离孔203B(所述第一分离孔203A和第二分离孔203B由双孔图案化技术形成)的刻蚀掩模图案202形成在线条图案201上。首先形成第一分离孔203A之后,可以其次形成第二分离孔203B。随后,可以利用刻蚀掩模图案202来切割线条图案201,且相应地,可以形成切割图案(未显示)。

图2的对比例子应用双孔图案化技术来形成第一分离孔203A和第二分离孔203B。因此,需要两片浸入式掩模。

结果,在对比例子中,由于应用双孔图案化技术,因此出现重叠问题。即,两个掩模之间的覆盖引起了工艺裕度(processmargin)的减小。同样,由于重叠问题,因此长轴的长度有可能改变。

相反地,在本发明实施例中,由于第一预开口103A和第二预开口103B利用柱体102和间隔件103来形成,因此不会出现第一预开口103A和第二预开口103B之间的重叠问题。而且,由于仅需要一片用于形成柱体的浸入式掩模,因此可以节省成本。

图3A至图3O是解释根据第一实施例的制造半导体器件的方法的平面图。图4A至图4O是沿图3A至图3O的线A-A’截取的剖面图。

如图3A和图4A所示,准备一个刻蚀目标层即衬底11。衬底11可以包括用于半导体处理的适当工件。例如,衬底11可以包括硅衬底、硅锗衬底或绝缘体上硅(SOI)衬底。衬底11可以由第一区域R1、第二区域R2和第三区域R3限定。第一区域R1可以包括将形成高密度第一图案的区域,且第二区域R2可以包括将形成低密度第二图案的区域。例如,第一区域R1可以包括单元阵列区域,且第二区域R2可以包括外围电路区域。第三区域R3可以包括介于第一区域R1与第二区域R2之间的边界区域。第三区域R3可以包括防护区。防护区可以保护第一区域R1免受后续处理。以供参考,如本文中所用,“单元阵列区域”被限定为在此形成多个存储器单元的区域。“外围电路区域”包括在此形成感测放大器或子字线驱动器(SWD)的核心区域。

多个硬掩模层可以形成在衬底11上。

首先,底层13可以形成在衬底11上。底层13可以由相对于衬底具有刻蚀选择性的材料形成。底层13可以包括氧化物、多晶硅或它们的组合。底层13可以用作硬掩模。相应地,底层13可以被称为底硬掩模层。

形成底层13之前,可以形成缓冲层12。缓冲层12可以由相对于衬底11和底层13具有刻蚀选择性的材料形成。缓冲层12可以包括氧化物、氮化物、氮氧化物或它们的组合。例如,缓冲层12可由氧化硅形成。在这种情况下,底层13可以由多晶硅层形成。在另一实施例中,底层13相对于衬底11具有刻蚀选择性,可以省略缓冲层12。

如图3B和图4B所示,底层13可以被图案化。相应地,多个线条图案13A和预焊盘图案13B可以形成在缓冲层12上。线条图案13A可以是线与间隔型图案。线条图案13A可以形成在第一区域R1之上。预焊盘图案13B可以形成在第二区域R2和第三区域R3之上。预焊盘图案13B的一部分可以延伸至第一区域R1的边缘区域。线条图案13A和预焊盘图案13B可以由相同的材料形成。线条图案13A可以沿任意一个方向延伸。线条图案13A可以是沿斜方向延伸的线条图案。为了形成线与间隔型的线条图案13A,可以应用间隔件图案化技术(SPT)。

间隔件图案化技术可以包括正SPT(P-SPT)和负SPT(N-SPT)。

描述正SPT的一个例子,在底层13上形成硬掩模层之后,形成牺牲图案。在牺牲图案的侧壁上形成间隔件之后,去除牺牲图案。此后,利用间隔件作为掩模来刻蚀硬掩模层。换句话说,在正SPT中,间隔件的形状变为最终图案的形状。底层13利用硬掩模层作为刻蚀掩模来被刻蚀。

描述负SPT的一个例子,在底层13上形成硬掩模层之后,形成第一牺牲图案。在第一牺牲图案上形成间隔件之后,利用填充间隔件之间的空间的间隙填充材料形成第二牺牲图案。此后,去除间隔件,以及利用第一牺牲图案和第二牺牲图案作为掩模来刻蚀硬掩模层。也就是,在负SPT中,不是间隔件的形状而是间隔件之间的空间的形状变为最终图案的形状。底层13利用硬掩模层作为刻蚀掩模来被刻蚀。

通过利用如上所述的间隔件图案化技术(SPT),可能实现具有均匀且微细线宽的线与间隔型的线条图案13A。线条图案13A可以是高密度图案。

如图3C和图4C所示,中间层ML可以形成在线条图案13A和预焊盘图案13B上。中间层ML可以包括平坦化层。中间层ML可以由相对于线条图案13A和预焊盘图案13B具有刻蚀选择性的材料形成。中间层ML可以包括含碳材料、氮氧化硅(SiON)、二氧化硅(SiO2)或它们的组合。例如,可以顺序地层叠第一碳层14、第一氮氧化硅(SiON)14’和二氧化硅14”来形成中间层ML。由于第一碳层14由旋压碳(spin-on-carbon,SOC)形成,因此平坦化可以得到改善。

顶层TL可以形成在中间层ML上。顶层TL可以由相对于中间层ML具有刻蚀选择性的材料形成。顶层TL可以包括含碳材料、氮氧化硅或它们的组合。顶层TL可以具有多个层的层叠结构。例如,可以通过层叠第二碳层15’和第二氮氧化硅15”来形成顶层TL。第二碳层15’由旋压碳(SOC)形成。

如上所述,缓冲层12、线条图案13A、预焊盘图案13B、中间层ML和顶层TL是用作硬掩模的材料。线条图案13A可以用作缓冲层12的刻蚀掩模。中间层ML可以用作线条图案13A的刻蚀掩模。顶层TL可以用作中间层ML的刻蚀掩模。缓冲层12可以用作衬底11的刻蚀掩模。

如图3D和图4D所示,多个牺牲柱体16C可以形成在第一区域R1的顶层TL上。牺牲掩模图案16P可以形成在第二区域R2的顶层TL上。牺牲柱体16C和牺牲掩模图案16P可以形成在从衬底11起的相同的水平或高度。牺牲柱体16C和牺牲掩模图案16P可以包括相对于顶层TL具有刻蚀选择性的材料。牺牲柱体16C和牺牲掩模图案16P可以由相同的材料形成。例如,牺牲柱体16C和牺牲掩模图案16P可以包括光刻胶图案。牺牲柱体16C和牺牲掩模图案16P可以不形成在第三区域R3中。顶层TL的顶表面可以由牺牲柱体16C和牺牲掩模图案16P暴露。当俯视时,多个牺牲柱体16C可以在第一区域R1中沿列和行二维地排列。所述行可以平行于第一方向,且所述列可以平行于第二方向。第二方向横过第一方向。根据一个实施例,所述行可以平行于x轴,且所述列可以平行于y轴。根据一个实施例,所述行可以平行于衬底11的长轴,且所述列可以平行于衬底11的短轴。

可以部分地刻蚀顶层TL。利用牺牲柱体16C和牺牲掩模图案16P作为刻蚀掩模来刻蚀第二氮氧化硅15”和第二碳层15’。相应地,可以形成第二氮氧化硅图案15”C和15”P。同样,可以形成第二碳层图案15C和15P。

形成在第一区域R1中的第二碳层图案15C可以被称为“柱体15C”。形成在第二区域R2中的第二碳层图案15P可以被称为“牺牲焊盘图案15P”。柱体15C和牺牲焊盘图案15P可以由旋压碳形成。柱体15C可以是旋压碳柱体。当俯视时,多个柱体15C可以在第一区域R1中沿列和行二维地排列。所述行可以平行于第一方向,且所述列可以平行于第二方向。第二方向横过第一方向。根据一个实施例,所述行平行于x轴,且所述列平行于y轴。

牺牲焊盘图案15P和柱体15C不形成在第三区域R3中。牺牲焊盘图案15P和柱体15C可以形成在与衬底11相同的水平或高度。

如图3E和图4E所示,牺牲柱体16C和牺牲掩模图案16P被去除。相应地,可以暴露第二氮氧化硅图案15”C和15”P。同样,可以暴露牺牲焊盘图案15P和柱体15C的侧壁。

如图3F和图4F所示,可以形成开放掩模17。开放掩模17可以开放第一区域R1以及覆盖第二区域R2。当第一区域R1是单元阵列区域时,开放掩模17可以被称为单元开放掩模(COM)。第一区域R1和第三区域R3可以被开放掩模17开放。开放掩模17可以包括光刻胶图案。多个柱体15C和第二氮氧化硅图案15”C可以被开放掩模17暴露。开放掩模17可以覆盖牺牲焊盘图案15P的侧壁以及第二氮氧化硅图案15”C的侧壁和顶表面。即,开放掩模17可以包覆牺牲焊盘图案15P。

如图3G和图4G所示,间隔件层18可以形成在包括开放掩模17和柱体15C的合成结构上。间隔件层18可以由相对于柱体15C具有刻蚀选择性的材料形成。间隔件层18可以包括多晶硅。

如图3H和图4H所示,多个第一间隔件18C可以形成。可以各向异性地刻蚀间隔件层18来在柱体15C的侧壁上形成第一间隔件18C。通过第一间隔件18C,空隙型空间19A可以被横向地限定在柱体15C外部。中间层ML的顶表面(即二氧化硅14”)可以被间隙空间19A暴露。可以在开放掩模17的侧壁上形成第二间隔件18G。

当俯视时,第一间隔件18C可以具有环形。多个第一间隔件18C可以彼此接触并且具有合并部18M。多个第一间隔件18C可以具有非接触部。空隙型空间19A可以由多个第一间隔件18C的非接触部限定。在下文中,空隙型空间19A将被称为“第一预开口19A”。

如图3I和图4I所示,柱体15C和第二氮氧化硅图案15”C被去除。相应地,内部空间19B可以被限定在第一间隔件18C之间。在下文中,内部空间19B将被称为“第二预开口19B”。由于开放掩模17,第二区域R2的第二氮氧化硅图案15”P可以不去除而可以保留。

去除开放掩模17。第二间隔件18G可以置于第三区域R3之上。

去除柱体15C之后,第一间隔件18C可以保留在第一区域R1中。第一预开口19A和第二预开口19B可以由第一间隔件18C限定。第二预开口19B是柱体15C被从中去除的空间,以及第一预开口19A是横向地形成在第一间隔件18C外部的空间。去除开放掩模17之后,第二间隔件18G可以保留在第三区域R3中。牺牲焊盘图案15P和第二氮氧化硅图案15”P可以保留在第二区域R2中。

这样,多个第一间隔件18C可以形成在中间层ML上。第一间隔件18C可以包括第一预开口19A和第二预开口19B。通过第一预开口19A和第二预开口19B,中间层ML的顶表面(即二氧化硅14”)可以被部分地暴露。二氧化硅14”的其余的顶表面可以由第一间隔件18C和第二间隔件18G覆盖。

第一预开口19A的尺寸和第二预开口19B的尺寸可以由第一间隔件18C的厚度控制。第一预开口19A和第二预开口19B可以排列成与线条图案13A重叠。

如图3J和图4J所示,中间层ML可以被部分地刻蚀。例如,二氧化硅14”可以被刻蚀。可以通过干法刻蚀诸如等离子刻蚀来刻蚀二氧化硅14”。相应地,可以形成二氧化硅图案14”C、14”P、14”G。二氧化硅图案14”C、14”P、14”G可以包括第一中间二氧化硅图案14”C、第二中间二氧化硅图案14”P和第三中间二氧化硅图案14”G。第一中间二氧化硅图案14”C可以形成在第一区域R1之上。第二中间二氧化硅图案14”P可以形成在第二区域R2之上。第三中间二氧化硅图案14”G可以形成在第三区域R3之上。为了形成第一至第三中间二氧化硅图案14”C、14”P、14”G,可以利用第一间隔件18C、牺牲焊盘图案15P和第二间隔件18G作为刻蚀掩模来刻蚀二氧化硅14”。

通过第一中间二氧化硅图案14”C、第二中间二氧化硅图案14”P和第三中间二氧化硅图案14”G,可以部分地暴露第一氮氧化硅14’的顶表面。

如图3K和图4K所示,第一间隔件18C、第二间隔件18G和牺牲焊盘图案15P可以被去除。

可以刻蚀中间层ML的保留层。例如,可以利用第一中间二氧化硅图案14”C、第二中间二氧化硅图案14”P和第三中间二氧化硅图案14”G作为刻蚀掩模来刻蚀第一氮氧化硅14’和第一碳层14。通过刻蚀第一碳层14,可以形成中间层图案14C、14P、14G。中间层图案14C、14P、14G可以包括第一中间层图案14C、第二中间层图案14P和第三中间层图案14G。第一中间层图案14C可以形成在第一区域R1之上,第二中间层图案14P可以形成在第二区域R2之上,以及第三中间层图案14G可以形成在第三区域R3之上。第一氮氧化硅图案14’C、14’P、14’G可以分别形成在第一中间层图案14C、第二中间层图案14P和第三中间层图案14G上。

一些线条图案13A的顶表面可以被第一中间层图案14C暴露。第一中间层图案14C可以用作切割掩模图案。当俯视时,第一中间层图案14C可以具有与第一间隔件18C的形状相同的形状。

第一开口20A和第二开口20B可以形成在第一中间层图案14C中。第一开口20A可以形成自第一间隔件18C的第一预开口19A。第二开口20B可以形成自第一间隔件18C的第二预开口19B。第一开口20A和第二开口20B可以具有圆形。因为中间层ML是被等离子刻蚀的,第一开口20A因刻蚀负载效应而可以具有圆形。换句话说,通过利用具有菱形的第一预开口19A来等离子刻蚀中间层ML,第一开口20A可以被形成而具有圆形。第一开口20A和第二开口20B二者可以具有圆形。

当俯视时,第二中间层图案14P可以具有与牺牲焊盘图案15P的形状相同的形状,以及第三中间层图案14G可以具有与第二间隔件15G的形状相同的形状。

如图3L和图4L所示,第一中间二氧化硅图案14”C、第二中间二氧化硅图案14”P和第三中间二氧化硅图案14”G可以被去除。然后,第一氮氧化硅图案14’C、14’G、14’P可以被去除。

可以刻蚀线条图案13A和预焊盘图案13B。例如,可以利用第一至第三中间层图案14C、14P、14G作为刻蚀掩模来刻蚀线条图案13A和预焊盘图案13B。穿过第一开口20A和第二开口20B来切割线条图案13A。

通过切割处理,线条图案13A可以被分离。例如,一个线条图案13A被分离为多个切割图案13C。切割图案13C可以具有隔离的岛形。切割图案13C可以具有有着短轴和长轴的岛形。可以通过第一分离孔21A和第二分离孔21B使在长轴方向相邻的切割图案13C彼此分离。可以通过线条图案13A之间的空间使在短轴方向相邻的切割图案13C彼此分离。

多个切割图案13C可以形成在第一区域R1之上。第一分离孔21A和第二分离孔21B可以沿切割图案13C的长轴交替地布置。焊盘图案13P形成在第二区域R2之上,以及防护图案13G形成在第三区域R3之上。当俯视时,焊盘图案13P可以具有与第二中间层图案14P相同的形状,以及防护图案13G可以具有与第三中间层图案14G相同的形状。切割图案13C、焊盘图案13P和防护图案13G可以包括多晶硅。

这样,由第一分离孔21A和第二分离孔21B分离的多个切割图案13C可以形成在第一区域R1之上,以及同时,焊盘图案13P可以形成在第二区域R2之上。

如图3M和图4M所示,第一至第三中间层图案14C、14P、14G可以被去除。

根据上述一系列处理,在该实施例中,可以同时地形成切割图案13C、焊盘图案13P和防护图案13G。

如图3N和图4N所示,利用切割图案13C、焊盘图案13P和防护图案13G作为刻蚀掩模来刻蚀缓冲层12。缓冲层12被刻蚀之后,形成缓冲层图案12C、12P、12G。例如,可以形成第一缓冲层图案12C、第二缓冲层图案12P和第三缓冲层图案12G。俯视时,第一至第三缓冲层图案12C、12P、12G可以分别具有与切割图案13C、焊盘图案13P和防护图案13G相同的形状。

衬底11可以被刻蚀。当刻蚀衬底11的同时,可以去除切割图案13C、焊盘图案13P和防护图案13G。相应地,第一至第三缓冲层图案12C、12P、12G可以用作用于刻蚀衬底11的刻蚀掩模。

这样,衬底11被刻蚀之后,多个图案11C、11P、11G形成在衬底11中。例如,多个第一图案11C可以形成在第一区域R1中,以及第二图案11P可以形成在第二区域R2中。而且,第三图案11G可以形成在第三区域R3中。第一图案11C可以是高密度图案,以及第二图案11P和第三图案11G可以是低密度图案。第一图案11C可以是尺寸小于第二图案11P和第三图案11G的图案。

多个第一图案11C可以由第一沟槽T1限定。第二图案11P可以由第二沟槽T2限定。第三图案11G可以限定在第一沟槽T1与第二沟槽T2之间。第一图案11C可以被称为第一有源区11C,以及第二图案11P可以被称为第二有源区11P。第三图案11G可以被称为防护区11G。

如图3O和4O所示,第一至第三缓冲层图案12C、12P、12G可以被去除。

电介质材料被形成以填充第一沟槽T1和第二沟槽T2。相应地,隔离层22可以形成。隔离层22可以由氮化硅、氧化硅或它们的组合而形成。

通过隔离层22,多个第一图案11C、第二图案11P和第三图案11G可以彼此分离。

根据第一实施例,用于在第一区域R1、第二区域R2和第三区域R3分别形成第一图案11C、第二图案11P和第三图案11G的刻蚀掩模可以同时形成。也就是,切割图案13C、焊盘图案13P和防护图案13G可以同时形成。

进一步,在第一实施例中,不另行需要用于切割线条图案13A的切割掩模。特别地,不需要执行双孔图案化技术来切割线条图案13A。相应地,用于切割线条图案13A的浸入式掩模的数量可以减少,而可以节省成本。

图5A至图5L是解释根据第二实施例的制造半导体器件的方法的平面图。图6A至图6L是沿图5A至图5L的线A-A’截取的剖面图。在第二实施例中,对于直至形成顶层TL为止的处理,可以参照第一实施例。

如图5A和图6A所示,线条图案13A和预焊盘图案13B可以形成在刻蚀目标层(即衬底11)上。中间层ML可以形成在线条图案13A和预焊盘图案13B上。顶层TL可以形成在中间层ML上。

多个牺牲柱体16C可以形成在第一区域R1的顶层TL上。牺牲掩模图案16P可以形成在第二区域R2的顶层TL上。边缘牺牲掩模图案16E可以形成在第一区域R1的边缘区域的顶层TL上。牺牲柱体16C、牺牲掩模图案16P和边缘牺牲掩模图案16E可以形成在从衬底11起的相同的水平或高度。牺牲柱体16C、牺牲掩模图案16P和边缘牺牲掩模图案16E可以由相同的材料形成。例如,牺牲柱体16C、牺牲掩模图案16P和边缘牺牲掩模图案16E可以包括光刻胶图案。

顶层TL可以被部分地刻蚀。利用牺牲柱体16A、牺牲掩模图案16P和边缘牺牲掩模图案16E作为刻蚀掩模来刻蚀包括在顶层TL中的第二氮氧化硅和第二碳层。相应地,第二氮氧化硅图案15”C、15”E、15”P可以形成。同样,第二碳层图案15C、15E、15P可以形成。

形成在第一区域R1中的第二碳层图案15C可以被称为“柱体15C”。形成在第二区域R2中的第二碳层图案15P可以被称为“牺牲焊盘图案15P”。形成在第一区域R1的边缘区域中的第二碳层图案15E可以被称为“边缘牺牲焊盘图案15E”。柱体15C、边缘牺牲焊盘图案15E和牺牲焊盘图案15P可以由旋压碳形成。柱体15C可以是旋压碳柱体。当俯视时,多个柱体15C可以在第一区域R1中沿列和行二维地排列。所述行可以平行于第一方向,且所述列可以平行于第二方向。第二方向可以横过第一方向。根据一个实施例,所述行平行于x轴,且所述列平行于y轴。根据一个实施例,所述行平行于衬底11的长轴,且所述列平行于衬底11的短轴。

如图5B和图6B所示,牺牲柱体16C、边缘牺牲掩模图案16E和牺牲掩模图案16P被去除。

间隔件层23可以形成。间隔件层23可以共形地(conformally)形成在包括柱体15C、牺牲焊盘图案15P和边缘牺牲焊盘图案15E的合成结构上。间隔件层23可以由相对于柱体15C具有刻蚀选择性的材料形成。间隔件层23可以包括氧化物。间隔件层23可以由超低温度氧化物(ULTO)形成。间隔件层23可以在第一区域R1中填充柱体15C之间的空间,以及可以共形地形成在第二区域R2和第三区域R3中。

如图5C和6C所示,阻挡(blocking)掩模图案24形成。阻挡掩模图案24可以包括光刻胶图案。阻挡掩模图案24可以形成在第二区域R2、第三区域R3和第一区域R1的边缘区域之上。

如图5D和图6D所示,可以形成多个第一间隔件23C。可以各向异性地刻蚀间隔件层23来在柱体15C的侧壁上形成第一间隔件23C。通过第一间隔件23C,空隙型空间23A可以被横向地限定在柱体15C外部。第一氮氧化硅(SiON)14’的顶表面可以被空隙型空间23A暴露。间隔件层23’可以保留在第二区域R2、第三区域R3和第一区域R1的边缘区域中。

当俯视时,第一间隔件23C可以具有环形。多个第一间隔件23C可以彼此接触并且具有合并部23M。多个第一间隔件23C可以具有非接触部。空隙型空间23A可以由多个第一间隔件23C的非接触部限定。在下文中,空隙型空间23A将被称为“第一预开口23A”。

如图5E和图6E所示,阻挡掩模图案24被去除。相应地,第一间隔件23C保留在第一区域R1中,间隔件层23’可以保留在第二区域R2和第三区域R3中。间隔件层23’也可以保留在第一区域R1的边缘区域中。

如图5F和图6F所示,第三碳层25形成。第三碳层25可以形成在所有的第一区域R1、第二区域R2和第三区域R3之上。由于第三碳层25可以由旋压碳形成,因此平坦化可以得到改善。

如图5G和图6G所示,第三碳层25可以被平坦化。可以执行第三碳层25的平坦化直到暴露柱体15C的顶表面。相应地,可以去除第二氮氧化硅图案15”C、15”E、15”P。进一步,间隔件层23’被平坦化之后,可以形成第二间隔件23P和第三间隔件23G。第二间隔件23P可以形成在第二区域R2中,以及第三间隔件23G可以形成在第三区域R3中。可以利用回蚀处理(etch-backprocess)来执行第三碳层25和间隔件层23’的平坦化。

第三碳层25被平坦化之后,第三碳层图案25P和25G可以形成在第二区域R2和第三区域R3中。第三碳层图案25P和25G分别可以置于第二间隔件23P和第三间隔件23G上。第二间隔件23P和第三间隔件23G可以具有U形。相应地,第三碳层图案25P和25G的底表面和侧表面可以分别接触第二间隔件23P和第三间隔件23G。第三碳层25’可以保留在第一区域R1中。第三碳层25’可以填充第一预开口23A,以及可以保留在第一氮氧化硅14’上。

如图5H和图6H所示,第三碳层25’、第三碳层图案25P和25G、柱体15C、边缘牺牲焊盘图案15E和牺牲焊盘图案15P可以被去除。

相应地,第一间隔件23C可以保留在第一区域R1中。第二间隔件23P可以保留在第二区域R2中。第三间隔件23G可以保留在第三区域R3中。第一预开口23A和第二预开口23B可以由第一间隔件23C限定。第二预开口23B可以是柱体15C从中被去除的空间,以及第一预开口23A是横向形成在第一间隔件23C外部的空间。

第一预开口23A和第二预开口23B的尺寸可以由第一间隔件23C的厚度控制。第一预开口23A和第二预开口23B可以被排列成与线条图案13A重叠。第一预开口23A和第二预开口23B可以具有与根据第一实施例的第一预开口19A和第二预开口19B相同的尺寸。

第三间隔件23G具有大于第一实施例的第二间隔件18G(见图4I)的临界尺寸(CD)。例如,第二实施例的第三间隔件23G的临界尺寸W2可以是第一实施例的第二间隔件18G的临界尺寸W1的约两倍大。

第二间隔件23P和第三间隔件23G可以分别被称为第二反向间隔件和第三反向间隔件。这是因为他们通过例如不是刻蚀间隔件层而是平坦化第三碳层25而形成。结果,在第三碳层25的平坦化处理期间,可以分别在第二区域R2和第三区域R3中形成第二反向间隔件23P和第三反向间隔件23G。

如图5I和图6I所示,中间层ML可以被刻蚀。可以通过干法刻蚀诸如等离子刻蚀来刻蚀中间层ML。例如,可以利用第一间隔件23C、第二间隔件23P和第三间隔件23G作为刻蚀掩模来刻蚀第一氮氧化硅14’和第一碳层14。相应地,中间层图案14C、14P、14G可以形成。中间层图案14C、14P、14G可以包括第一中间层图案14C、第二中间层图案14P和第三中间层图案14G。第一中间层图案14C可以形成在第一区域R1之上,第二中间层图案14P可以形成在第二区域R2之上,第三中间层图案14G可以形成在第三区域R3之上。第一氮氧化硅图案14'C、14'P、14'G可以分别保留在第一中间层图案14C、第二中间层图案14P和第三中间层图案14G上。

一些线条图案13A的顶表面可以被第一中间层图案14C暴露。第一中间层图案14C可以用作切割掩模图案。当俯视时,第一中间层图案14C可以具有与第一间隔件23C的形状相同的形状。

可以在第一中间层图案14C中形成第一开口20A和第二开口20B。第一开口20A可以形成自第一间隔件23C的第一预开口23A。第二开口20B可以形成自第一间隔件23C的第二预开口23B。第一开口20A和第二开口20B可以具有圆形。因为中间层ML是被等离子刻蚀的,由于刻蚀负载效应,因此第一开口20A可以具有圆形。换句话说,通过利用具有菱形的第一预开口23A来等离子刻蚀中间层ML,第一开口20A可以形成而具有圆形。第一开口20A和第二开口20B二者可以具有圆形。

当俯视时,第二中间层图案14P可以具有与第二间隔件23P的形状相同的形状,以及第三中间层图案14G可以具有与第三间隔件23G的形状相同的形状。

如图5J和图6J所示,第一间隔件23C、第二间隔件23P和第三间隔件23G可以被去除。第一氮氧化硅图案14’C、14’G、14’P可以被去除。

线条图案13A和预焊盘图案13B可以被刻蚀。例如,可以利用第一至第三中间层图案14C、14P、14G作为刻蚀掩模来刻蚀线条图案13A和预焊盘图案13B。线条图案13A通过第一开口20A和第二开口20B被切割。

通过切割处理,可以分离线条图案13A。例如,一个线条图案13A被分离为多个切割图案13C。切割图案13C可以具有隔离的岛形。切割图案13C可以具有有着短轴和长轴的岛形。可以通过第一分离孔21A和第二分离孔21B使在长轴方向相邻的切割图案13C彼此分离。可以通过线条图案13A之间的空间使在短轴方向相邻的切割图案13C彼此分离。

多个切割图案13C可以形成在第一区域R1之上。第一分离孔21A和第二分离孔21B可以沿切割图案13C的长轴交替地布置。焊盘图案13P形成在第二区域R2之上,以及防护图案13G形成在第三区域R3之上。当俯视时,焊盘图案13可以具有与第二中间层图案14P的形状相同的形状,以及防护图案13G可以具有与第三中间层图案14G的形状相同的形状。切割图案13C、焊盘图案13P和防护图案13G可以包括多晶硅。

这样,由第一分离孔21A和第二分离孔21B分离的多个切割图案13C可以形成在第一区域R1之上,以及同时,焊盘图案13P可以形成在第二区域R2之上。切割图案13C可以置于第一区域R1之上,焊盘图案13P可以置于第二区域R2之上,防护图案13G可以置于第三区域R3之上。

如图5K和图6K所示,第一至第三中间层图案14C、14P、14G可以被去除。

根据上述一系列处理,在该实施例中,切割图案13C、焊盘图案13P和防护图案13G可以同时形成。

利用切割图案13C、焊盘图案13P和防护图案13G作为刻蚀掩模来刻蚀缓冲层12。缓冲层12被刻蚀之后,缓冲层图案12C、12P、12G形成。例如,第一缓冲层图案12C、第二缓冲层图案12P和第三缓冲层图案12G可以形成。俯视时,第一至第三缓冲层图案12C、12P、12G可以分别具有与切割图案13C、焊盘图案13P和防护图案13G相同的形状。

接着,衬底11可以被刻蚀。当刻蚀衬底11的同时,切割图案13C、焊盘图案13P和防护图案13G可以被消耗与去除。相应地,第一至第三缓冲层图案12C、12P、12G可以用作用于刻蚀衬底11的刻蚀掩模。

这样,衬底11被刻蚀之后,多个有源区11C、11P、11G形成在衬底11中。例如,多个第一图案11C可以形成在第一区域R1中,以及第二图案11P可以形成在第二区域R2中。而且,第三图案11G可以形成在第三区域R3中。多个第一图案11C可以由第一沟槽T1限定。第二图案11P可以由第二沟槽T2限定。第三图案11G可以限定在第一沟槽T1与第二沟槽T2之间。第一图案11C可以被称为第一有源区11C,以及第二图案11P可以被称为第二有源区11P。第三图案11G可以被称为防护区11G。

如图5L和6L所示,第一至第三缓冲层图案12C、12P、12G可以被去除。

电介质材料被形成以填充第一沟槽T1和第二沟槽T2。相应地,隔离层22可以形成。隔离层22可以由氮化硅、氧化硅或它们的组合而形成。

通过隔离层22,多个第一图案11C、第二图案11P和第三图案11G可以彼此分离。

根据第二实施例,用于分别在第一区域R1、第二区域R2和第三区域R3形成第一图案11C、第二图案11P和第三图案11G的刻蚀掩模可以同时形成。也就是,切割图案13C、焊盘图案13P和防护图案13G可以同时形成。

进一步,在第二实施例中,不另行需要用于切割线条图案13A的切割掩模。特别地,不需要执行双孔图案化技术来切割线条图案13A。相应地,用于切割线条图案13A的浸入式掩模的数量可以减少,而可以节省成本。

另外,在第二实施例中,通过增大第三间隔件23G的临界尺寸,可以稳定地形成第三间隔件23G而不存在塌陷。相应地,可以增大用于保护第一图案11C的第三图案11G的尺寸。

图7A至图7J是解释根据第三实施例的制造半导体器件的方法的平面图。图8A至图8J是沿图7A至图7J的线A-A’截取的剖面图。在第三实施例中,对于直至形成中间层为止的处理,可以参照第一实施例。第三实施例解释能够省略开放掩模而制造半导体器件的方法。同样,第三实施例解释制造不存在防护区的半导体器件的方法。

如图7A和图8A所示,缓冲层32可以形成在刻蚀目标层(即衬底31)上。缓冲层32可以包括氧化硅。线条图案33A和预焊盘图案33B可以形成在缓冲层32上。以与第一实施例相同的方式,线条图案33A可以通过SPT处理而形成。缓冲层32、线条图案33A和预焊盘图案33B可以用作底层。中间层可以形成在线条图案33A和预焊盘图案33B上。衬底31可以由第一区域R1和第二区域R2限定。可以层叠第一碳层34和第一氮氧化硅(SiON)34’来形成中间层。第一碳层34可以由旋压碳(SOC)形成以改善平坦化。

顶层TL可以形成在中间层上。顶层TL的一部分可以由相对于中间层具有刻蚀选择性的材料形成。顶层TL可以具有多个层的层叠结构。可以通过层叠刻蚀停止层35、第二碳层36和第二氮氧化硅37来形成顶层TL。刻蚀停止层35可以包括氮化硅。第二碳层36可以包括非晶碳层。作为将在后续处理中作为柱体而形成的材料,第二碳层36可以被称为模层。第二氮氧化硅37可以被称为保护层。

多个牺牲柱体38C可以形成在第一区域R1的顶层TL上。可以在第二区域R2的顶层TL上形成牺牲掩模图案38P。牺牲柱体38C和牺牲掩模图案38P可以形成在从衬底31起的相同的水平或高度。牺牲柱体38C和牺牲掩模图案38P可以包括相对于顶层TL具有刻蚀选择性的材料。牺牲柱体38C和牺牲掩模图案38P可以由相同的材料形成。例如,牺牲柱体38C和牺牲掩模图案38P可以包括光刻胶图案。顶层TL的顶表面可以由牺牲柱体38C和牺牲掩模图案38P暴露。当俯视时,多个牺牲柱体38C可以在第一区域R1中沿列和行二维地排列。所述行可以平行于第一方向,且所述列可以平行于第二方向。第二方向可以横过第一方向。根据一个实施例,所述行可以平行于x轴,且所述列可以平行于y轴。根据一个实施例,所述行可以平行于衬底31的长轴,且所述列可以平行于衬底31的短轴。

如图7B和图8B所示,顶层TL可以被部分地刻蚀。利用牺牲柱体38C和牺牲掩模图案38P作为刻蚀掩模来刻蚀第二氮氧化硅37。接着,刻蚀第二碳层36。在刻蚀第二碳层36的同时,牺牲柱体38C和牺牲掩模图案38P可以被消耗而可以不保留。刻蚀第二碳层36之后,多个柱体36C和牺牲焊盘图案36P可以形成。第二碳层36可以被刻蚀直到暴露刻蚀停止层35的顶表面。柱体36C和牺牲焊盘图案36P可以由非晶碳形成。当俯视时,多个柱体36C可以在第一区域R1中沿列和行二维地排列。所述行可以平行于第一方向,且所述列可以平行于第二方向。第二方向可以是横过第一方向的方向。根据一个实施例,所述行平行于x轴,且所述列平行于y轴。

柱体36C可以形成在第一区域R1之上。牺牲焊盘图案36P可以形成在第二区域R2之上。牺牲焊盘图案36P和柱体36C可以形成在从衬底31起的相同的水平或高度。

第二氮氧化层图案37C和37’P可以保留在柱体36C和牺牲焊盘图案36P上。第二氮氧化硅图案37C可以保留在柱体36C上,以及第二氮氧化硅图案37’P可以保留在牺牲焊盘图案36P上。第二氮氧化硅图案37C、37’P的厚度可以彼此不同。例如,牺牲焊盘图案36P上的第二氮氧化硅图案37’P的厚度D1可以厚于柱体36C上的第二氮氧化硅图案37C的厚度D2。由于柱体36C与牺牲焊盘图案36P的线宽的差异,因此这样的厚度差异可以由刻蚀负载效应引起。在下文中,第二氮氧化硅图案37C将被称为牺牲保护层图案37C,以及第二氮氧化硅图案37’P将被称为预保护层图案37’P。

如图7C和图8C所示,多个间隔件39C可以形成。类似于图4G,间隔件层(未显示)形成之后,可以各向异性地刻蚀间隔件层来在柱体36C的侧壁上形成间隔件39C。刻蚀停止层35的顶表面可以由第一预开口H1暴露。可以在牺牲焊盘图案36P的侧壁上形成阻障(barrier)间隔件39P。阻障间隔件39P可以具有围绕牺牲焊盘图案36P的侧壁的形状。

间隔件39C可以具有环形。多个间隔件39C可以彼此接触并且具有合并部分39M。多个间隔件39C可以具有非接触部。空隙型空间H1可以由多个间隔件39C的非接触部限定。在下文中,空隙型空间H1将被称为“第一预开口H1”。

如图7D和图8D所示,柱体36C被去除。相应地,内部空间H2可以限定在间隔件39C之间。在下文中,内部空间H2将被称为“第二预开口H2”。

去除柱体36C之前,可以从第一区域R1去除牺牲保护层图案37C。第二区域R2的预保护层图案37’P可以留作保护层图案37P。这是因为牺牲保护层图案37C的厚度薄于保护层图案37P的厚度,即使牺牲保护层图案37C被完全去除,保护层图案37P也可以保留在牺牲焊盘图案36P的顶表面上。

这样,当去除柱体36C的同时,牺牲焊盘图案36P由保护层图案37P保护。阻障间隔件39P可以仍然保留在牺牲焊盘图案36P的侧壁上。

在第一区域R1中形成间隔件39C,以及第一预开口H1和第二预开口H2可以由间隔件39C限定。第二预开口H2是柱体36C被从中去除的空间,以及第一预开口H1是横向形成在间隔件39C外部的空间。

这样,多个间隔件39C可以形成在第一区域R1的刻蚀停止层35上。间隔件39C可以包括第一预开口H1和第二预开口H2。通过第一预开口H1和第二预开口H2,可以部分地暴露刻蚀停止层35的顶表面。可以在第二区域R2的刻蚀停止层35上形成间隔件耦合结构。间隔件耦合结构可以包括牺牲焊盘图案36P、保护层图案37P和阻障间隔件39P。

第一预开口H1和第二预开口H2的尺寸可以由间隔件39C的厚度控制。第一预开口H1和第二预开口H2可以被排列成与线条图案33A重叠。

如图7E和图8E所示,刻蚀停止层35可以被刻蚀。相应地,多个刻蚀停止层图案35C、35P可以形成。可以利用间隔件39C作为刻蚀掩模来刻蚀刻蚀停止层35。相应地,第一刻蚀停止层35C可以形成在间隔件39C之下。可以利用间隔件耦合结构作为刻蚀掩模来刻蚀刻蚀停止层35。相应地,第二刻蚀停止层图案35P可以形成在间隔件耦合结构之下。

当俯视时,第二刻蚀停止层图案35P可以具有与间隔件耦合结构的形状相同的形状,以及第一刻蚀停止层图案35C可以具有与间隔件39C的形状相同的形状。相应地,第一刻蚀停止层图案35C可以具有第一预开口H11和第二预开口H12。第一氮氧化硅34’可以被第一刻蚀停止层图案35C和第二刻蚀停止层图案35P暴露。

如图7F和8F所示,间隔件39C、阻障间隔件39P、牺牲焊盘图案36P和防护层图案37P被去除。

相应地,第一刻蚀停止层图案35C和第二刻蚀停止层图案35P可以保留。第一刻蚀停止层图案35C可以保留在第一区域R1中,以及第二刻蚀停止层35P可以保留在第二区域R2中。

中间层可以被刻蚀。例如,可以刻蚀第一氮氧化硅34’和第一碳层34。可以利用干法刻蚀诸如等离子刻蚀来刻蚀中间层。相应地,中间层图案34C、34P可以形成。中间层图案34C、34P可以包括第一中间层图案34C和第二中间层图案34P。第一中间层图案34C可以形成在第一区域R1之上,以及第二中间层图案34P可以形成在第二区域R2之上。为了形成第一中间层图案34C和第二中间层图案34P,利用第一刻蚀停止层图案35C和第二刻蚀停止层图案35P作为刻蚀掩模来刻蚀第一碳层34。

一些线条图案33A的顶表面可以被第一中间层图案34C暴露。第一中间层图案34C可以用作切割掩模图案。当俯视时,第一中间层图案34C可以具有与第一刻蚀停止层图案35C相同的形状,以及第二中间层图案34P可以具有与第二刻蚀停止层图案35P相同的形状。

可以在第一中间层图案34C中形成第一开口40和第二开口40B。第一开口40A可以形成自第一预开口H11。第二开口40B可以形成自第二预开口H12。第一开口40A和第二开口40B可以具有圆形。因为第二碳层是等离子刻蚀的,由于刻蚀负载效应,因此第一开口20A可以具有圆形。换句话说,通过利用具有菱形的第一预开口H11来等离子刻蚀第一碳层34,第一开口40A可以形成为具有圆形。第一开口40A和第二开口40B二者都可以具有圆形。

当俯视时,第二中间层图案34P可以具有与第二刻蚀停止层图案35P的形状相同的形状。

第一氮氧化硅图案34’C、34’P可以分别形成在第一中间层图案34C和第二中间层图案34P上。

如图7G和图8G所示,第一刻蚀停止层图案35C和第二刻蚀停止层图案35P可以被去除。第一氮氧化硅图案34'C和、34'P可以被去除。

线条图案33A和预焊盘图案33B可以被刻蚀。例如,可以利用第一和第二中间层图案34C、34P作为刻蚀掩模来刻蚀线条图案33A和预焊盘图案33B。线条图案13A通过第一开口40A和第二开口40B被切割。通过切割处理,可以分离线条图案33A。例如,一个线条图案33A被分离为多个切割图案33C。切割图案33C可以具有隔离的岛形。切割图案33C可以具有有着短轴和长轴的岛形。可以通过第一分离孔41A和第二分离孔41B使在长轴方向相邻的切割图案33C彼此分离。可以通过最初线条图案33A之间的空间使在短轴方向相邻的切割图案33C彼此分离。

多个切割图案33C可以形成在第一区域R1之上。第一分离孔41A和第二分离孔41B可以沿切割图案33C的长轴交替地布置。焊盘图案33P形成在第二区域R2之上。当俯视时,焊盘图案33P可以具有与第二中间层图案34P的形状相同的形状。

这样,由第一分离孔41A和第二分离孔41B分离的多个切割图案33C可以形成在第一区域R1之上,以及同时,焊盘图案33P可以形成在第二区域R2之上。在本实施例中,切割图案33C和焊盘图案33P可以包括多晶硅。

如图7H和图8H所示,第一和第二中间层图案34C、34P可以被去除。

根据上述一系列处理,在该实施例中,切割图案33C和焊盘图案33P可以同时形成。

如图7I和图8I所示,利用切割图案33C和焊盘图案33P作为刻蚀掩模来刻蚀缓冲层32。缓冲层3被刻蚀之后,缓冲层图案32C、32P形成。例如,第一缓冲层图案32C和第二缓冲层图案32P可以形成。当俯视时,第一和第二缓冲层图案32C、32P可以分别具有与切割图案33C和焊盘图案33P相同的形状。

可以利用第一缓冲层图案32C和第二缓冲层图案32P作为刻蚀掩模来刻蚀衬底31。当刻蚀衬底31的同时,可以去除切割图案33C和焊盘图案33P。相应地,第一和第二缓冲层图案32C、32P可以用作用于刻蚀衬底31的刻蚀掩模。

这样,衬底31被刻蚀之后,多个第一图案31C和第二图案31P可以形成在衬底31中。第一图案31C可以是高密度图案,以及第二图案31P可以是低密度图案。第一图案31C可以小于第二图案31P。第一图案31C可以被称为第一有源区31C,以及第二图案31P可以被称为第二有源区31P。例如,多个第一图案31C可以形成在第一区域R1中,以及第二图案31P可以形成在第二区域R2中。多个第一图案31C可以由多个第一沟槽T1限定。第二图案31P可以由第二沟槽T2限定。

如图7J和8J所示,第一和第二缓冲层图案32C、32P可以被去除。

电介质材料形成以填充第一沟槽T1和第二沟槽T2。相应地,隔离层42可以形成。隔离层42可以由氮化硅、氧化硅或它们的组合而形成。

通过隔离层42,多个第一图案31C和第二图案31P可以彼此分离。

根据第三实施例,用于分别在第一区域R1和第二区域R2形成第一图案31C和第二图案31P的刻蚀掩模可以同时形成。也就是,切割图案33C和焊盘图案33P可以同时形成。

进一步,在第三实施例中,不另行需要用于切割线条图案33A的切割掩模。特别地,不需要执行双孔图案化来切割线条图案33A。相应地,用于切割线条图案33A的浸入式掩模的数量可以减少,而可以节省成本。

另外,在第三实施例中,可以省略开放掩模。相应地,浸入式掩模的数量可以进一步减少。

根据以上实施例的制造半导体器件的方法可以应用至动态随机存取存储器(DRAM)。进一步,不限于此,依照以上实施例的制造半导体器件的方法可以应用于存储器诸如静态随机存取存储器(SRAM)、闪存存储器、铁电随机存取存储器(FeRAM)、磁性随机存取存储器(MRAM)和相变随机存取存储器(PRAM)。

从上面的描述中可以明显地看出,根据该实施例,利用柱体图案化处理可能在第一区域中形成具有微细节距的高密度第一图案、以及同时在第二区域中形成低密度图案。相应地,浸入式掩模的数量可以最小化,可以节省成本,可以增加工艺裕度。

同样,根据该实施例,通过减小防护区的尺寸,可以增加净裸片的使用。

虽然处于说明的目的已经描述了各种实施例,但是对于本领域技术人员而言明显的是,在不脱离由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下可以做出各种改变和修改。

通过以上实施例可以看出,本申请提供了以下的技术方案。

技术方案1.一种制造半导体器件的方法,包括:

在刻蚀目标层的第一区域之上形成多个线条图案,以及在刻蚀目标层的第二区域和第三区域之上形成预焊盘图案;

在线条图案之上形成多个柱体,以及在第二区域的预焊盘图案之上形成牺牲焊盘图案;

在柱体的侧壁之上形成多个第一间隔件,使得第一间隔件彼此接触并在其间形成多个第一预开口;

去除柱体来形成多个第二预开口;

通过第一预开口和第二预开口来切割线条图案,以及在第一区域之上形成多个切割图案;

利用牺牲焊盘图案作为刻蚀掩模来刻蚀预焊盘图案,以及在第二区域之上形成焊盘图案;以及

利用切割图案和焊盘图案作为刻蚀掩模来刻蚀刻蚀目标层,以分别在第一区域和第二区域之上限定第一图案和第二图案。

技术方案2.根据技术方案1所述的方法,还包括:

形成第一间隔件之前形成开放掩模,所述开放掩模开放所述多个柱体并且覆盖牺牲焊盘图案。

技术方案3.根据技术方案2所述的方法,其中,形成第一间隔件包括:

在第三区域的开放掩模的侧壁之上形成第二间隔件。

技术方案4.根据技术方案3所述的方法,形成第二间隔件之后,还包括:

去除开放掩模;

利用第二间隔件作为刻蚀掩模来刻蚀预焊盘图案,以及在第三区域之上形成防护图案;以及

利用防护图案作为刻蚀掩模来刻蚀刻蚀目标层,以在第一图案与第二图案之间形成第三图案,

其中,防护图案与切割图案和焊盘图案同时形成。

技术方案5.根据技术方案1所述的方法,还包括:

形成线条图案和预焊盘图案之前,在刻蚀目标层之上形成缓冲层,所述缓冲层包括相对于线条图案和预焊盘图案具有刻蚀选择性的材料。

技术方案6.根据技术方案1所述的方法,还包括:

形成所述多个柱体和牺牲焊盘图案之前,在所述多个线条图案和预焊盘图案之上形成中间层,所述中间层包括相对于线条图案和预焊盘图案具有刻蚀选择性的材料。

技术方案7.根据技术方案1所述的方法,其中,第一间隔件包括多晶硅。

技术方案8.一种制造半导体器件的方法,包括:

在刻蚀目标层的第一区域之上形成多个线条图案,以及在刻蚀目标层的第二区域和第三区域之上形成预焊盘图案;

在线条图案之上形成多个柱体;

在柱体的侧壁之上形成多个第一间隔件,使得第一间隔件彼此接触并在其间形成多个第一预开口;

在第二区域之上形成第二反向间隔件,以及在第三区域之上形成第三反向间隔件;

去除柱体来形成多个第二预开口;

通过第一预开口和第二预开口来切割线条图案,以及在第一区域之上形成多个切割图案;

利用第二反向间隔件和第三反向间隔件作为刻蚀掩模来刻蚀预焊盘图案,以及分别在第二区域和第三区域之上形成焊盘图案和防护图案;以及

利用切割图案、焊盘图案和防护图案作为刻蚀掩模来刻蚀刻蚀目标层,以分别在第一区域、第二区域和第三区域之上限定第一图案、第二图案和第三图案。

技术方案9.根据技术方案8所述的方法,其中,形成第一间隔件和形成第二反向间隔件和第三反向间隔件包括:

在包括所述多个柱体合成结构之上形成间隔件层;

在第二区域和第三区域的间隔件层之上形成阻挡掩模图案;

利用阻挡掩模图案作为刻蚀掩模来刻蚀间隔件层以在第一区域之上形成第一间隔件;

去除阻挡掩模图案;

在第一区域的第一间隔件之上形成平坦化层,以及保留第二区域和第三区域的间隔件层;

将保留的间隔件层平坦化来形成第二反向间隔件和第三反向间隔件;以及

去除平坦化层。

技术方案10.根据技术方案9所述的方法,其中,间隔件层由氧化物形成,以及平坦化层由碳层形成。

技术方案11.根据技术方案8所述的方法,还包括:

形成线条图案和预焊盘图案之前,在刻蚀目标层之上形成缓冲层,所述缓冲层包括相对于线条图案和预焊盘图案具有刻蚀选择的材料。

技术方案12.根据技术方案8所述的方法,还包括:

形成所述多个柱体之前,在所述多个线条图案和预焊盘图案之上形成中间层,所述中间层包括相对于线条图案和预焊盘图案具有刻蚀选择性的材料。

技术方案13.根据技术方案8所述的方法,其中,线条图案由多晶硅形成,柱体由碳层形成,以及第一间隔件、第二反向间隔件和第三反向间隔件由氧化物形成。

技术方案14.一种半导体器件的制造方法,包括:

在刻蚀目标层的第一区域之上形成多个线条图案;

在线条图案之上形成刻蚀停止层;

在刻蚀停止层之上形成具有多个第一预开口和多个第二预开口的间隔件,所述多个第一预开口和所述多个第二预开口与线条图案重叠;

利用间隔件来刻蚀刻蚀停止层以形成第一刻蚀停止层图案;

利用第一刻蚀停止层图案来切割线条图案以形成多个切割图案;以及

利用切割图案作为刻蚀掩模来刻蚀刻蚀目标层,以在第一区域之上限定多个第一图案。

技术方案15.根据技术方案14所述的方法,还包括:

形成刻蚀停止层之前,在刻蚀目标层的第二区域之上形成预焊盘图案;

形成刻蚀停止层之后,在第二区域的刻蚀停止层之上形成间隔件耦合结构,所述间隔件耦合结构包括牺牲焊盘图案、牺牲焊盘图案之上的保护层图案以及牺牲焊盘图案的侧壁之上的阻障间隔件;

利用间隔件耦合结构作为刻蚀掩模来刻蚀刻蚀停止层,以及形成第二刻蚀停止层图案;

利用第二刻蚀停止层图案作为刻蚀掩模来刻蚀预焊盘图案,以及形成焊盘图案;以及

利用焊盘图案作为刻蚀掩模来刻蚀刻蚀目标层,以在第二区域之上限定第二图案。

技术方案16.根据技术方案15所述的方法,其中,形成间隔件和形成间隔件耦合结构,包括:

在刻蚀停止层之上层叠模层和保护层;

刻蚀保护层和模层,以及在第一区域之上形成多个柱体以及在第二区域之上形成牺牲焊盘图案;

在柱体的侧壁之上形成所述多个间隔件,使得间隔件彼此接触并在其间形成所述多个第一预开口;

在牺牲焊盘图案的侧壁之上形成阻障间隔件;以及

去除柱体,以及形成所述多个第二预开口。

技术方案17.根据技术方案16所述的方法,其中,刻蚀保护层和模层之后,保护层保留在柱体和牺牲焊盘图案之上分别作为牺牲保护层图案和预保护层图案,以及预保护层图案留得厚于牺牲保护层图案。

技术方案18.根据技术方案17所述的方法,还包括:

在去除柱体之前,去除牺牲保护层图案,以及

其中,在牺牲保护层图案被去除之后,预保护层图案作为保护层图案而保留。

技术方案19.根据技术方案16所述的方法,其中,模层包括碳层,以及保护层包括氮氧化硅。

技术方案20.根据技术方案15所述的方法,还包括;

形成刻蚀停止层之前,在所述多个线条图案和预焊盘图案之上形成中间层,所述中间层包括相对于线条图案和预焊盘图案具有刻蚀选择性的材料。

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