用于制造半导体器件的方法与流程

本申请要求于2016年4月25日在韩国知识产权局提交的第10-2016-0050200号韩国专利申请的优先权，该韩国专利申请的公开通过引用全部包含于此。

本发明构思涉及用于制造半导体器件的方法。

背景技术：

随着半导体器件高度集成并且它们的图案变得微小，为了制造具有改善的特性的半导体器件，已经做出了各种尝试。具体地，可以执行用于制造接合垫(landingpad，或称为接垫、着垫或着陆垫)的各种方法，所述接合垫支持偏心(eccentricity)，同时在诸如具有蜂窝结构的存储单元的结构中确保诸如位线或存储电极的上导体与下导体之间的稳定的接触。

技术实现要素：

本发明构思的方面提供了允许利用预先图案化的栅栏来执行自对齐并且/或者允许在形成接合垫中减少光刻工艺的用于制造半导体器件的方法。

本发明构思的另一方面提供了允许通过部分地蚀刻接合垫确保工艺余量的用于制造半导体器件的方法。

然而，本发明构思的方面不局限于这里阐述的方面。通过参照下面给出的对本发明构思的详细描述，本发明构思的以上和其他的方面对本发明构思所属领域的普通技术人员将变得更明显。

根据本发明构思的方面，提供了一种用于制造半导体器件的方法，所述方法包括：在基底中形成在第一方向上延伸的栅极线，在栅极线的侧表面上形成杂质区，在基底上形成绝缘膜图案，绝缘膜图案在第一方向上延伸并且包括用于暴露杂质区的第一通孔，在第一通孔上形成阻挡金属层，形成填充第一通孔并且电连接到杂质区的导电线接触件，在导电线接触件和绝缘膜图案上形成第一掩模图案，第一掩模图案在与第一方向不同的第二方向上延伸并且包括第一开口，通过使用第一掩模图案执行光刻工艺形成接合垫，通过部分地蚀刻阻挡金属层去除角部。

根据本发明构思的另一方面，提供了一种用于制造半导体器件的方法，所述方法包括：在基底中形成在第一方向上延伸的栅极线，在栅极线的侧表面上形成杂质区，在基底上形成在第一方向上延伸的绝缘膜图案，使用绝缘膜图案作为负图案在位于绝缘膜图案之间的第一通孔中形成导电线接触件，在第一通孔上形成阻挡金属层，在绝缘膜图案上形成第一掩模图案，第一掩模图案在与第一方向不同的第二方向上延伸并且包括第一开口，通过使用第一掩模图案作为正图案执行光刻工艺形成接合垫，通过部分地蚀刻阻挡金属层去除角部。

根据本发明构思的另一方面，提供了一种用于制造半导体器件的方法，所述方法包括：在基底中形成在第一方向上延伸的栅极线，在栅极线的侧表面上形成杂质区，在基底上形成绝缘膜图案，绝缘膜图案在第一方向上延伸并且包括被构造为暴露杂质区的第一通孔，在第一通孔上形成阻挡金属层，形成填充第一通孔并且电连接到杂质区的导电线接触件，通过部分地蚀刻阻挡金属层去除阻挡金属层的角部。

附图说明

通过参照附图详细地描述本发明构思的示例实施例，本发明构思的以上和其他方面以及特征将变得更明显，在附图中：

图1是用于示出根据本发明构思的一些实施例的半导体器件的平面图；

图2至图10是用于示出根据本发明构思的一些实施例的用于制造半导体器件的方法的剖视图；

图11是用于解释根据本发明构思的一些实施例的半导体器件的透视图；

图12是用于示出图11的半导体器件的俯视图；

图13至图15是示出根据本发明构思的一些其他实施例的用于制造半导体器件的方法的剖视图；

图16和图17是用于示出图13至图15的半导体器件的透视图；

图18至图20是示出根据本发明构思的一些其他实施例的用于制造半导体器件的方法的剖视图；

图21至图23是示出根据本发明构思的一些其他实施例的用于制造半导体器件的方法的剖视图；

图24至图26是根据本发明构思的一些实施例的半导体器件应用于其的示例性半导体系统。

具体实施方式

将参照附图详细地描述实施例。然而，发明构思可以以各种不同的形式实施，并且不应解释为仅局限于示出的实施例。相反，这些实施例被提供为示例，使得本公开将是彻底的和完整的，并且将向本领域的技术人员充分地传达发明构思的构思。因此，关于发明构思的一些实施例，不再描述已知的工艺、元件和技术。除非另外表示，否则贯穿附图和书面描述，同样的附图标记表示同样的元件，因此将不再重复描述。在附图中，为了清楚，会夸大层和区域的尺寸和相对尺寸。

将理解的是，尽管在此可使用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种元件、组件、区域、层和/或部分，但是这些元件、组件、区域、层和/或部分不应被这些术语限制。这些术语仅用来将一个元件、组件、区域、层或部分与另一区域、层或部分区分开。因此，在不脱离发明构思的教导的情况下，下面讨论的第一元件、组件、区域、层或部分可被命名为第二元件、组件、区域、层或部分。

为了易于描述，在这里可以使用诸如“在……之下”、“在……下方”、“下”、“在……下面”、“在……上方”和“上”等的空间相对术语来描述如附图中所示的一个元件或特征与其他元件或特征的关系。将理解的是，空间相对术语意图包含除了在图中描绘的方位之外的装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的装置被翻转，则被描述为“在”其他元件或特征“下方”、“之下”或“下面”的元件随后被定位为“在”所述其他元件或特征“上方”。因此，示例术语“在……下方”或“在……下面”可以包含上方和下方两种方位。装置可以被另外定位(旋转90度或在其他方位处)，并相应地解释在这里使用的空间相对描述语。此外，还将理解的是，当层被称作“在”两层“之间”时，它可以是两层之间的唯一层，或者也可以存在一个或更多个中间层。

在此使用的术语仅是为了描述具体实施例的目的而不意图限制发明构思。如这里使用的，除非上下文另外明确地指出，否则单数形式“一个”、“一种”和“该(所述)”也意图包括复数形式。还将理解的是，当本说明书中使用术语“包括”和/或“包含”时，说明存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但是不排除存在或附加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。如这里使用的，术语“和/或”包括一个或更多个相关所列项的任意组合和所有组合。此外，术语“示例性”意图指示例或说明。

将理解的是，当元件或层被称为“在”另一元件或层“上”、“连接到”另一元件或层、“结合到”另一元件或层或者“相邻于”另一元件或层时，该元件或层可以直接在所述另一元件或层上、直接连接到、结合到或相邻于所述另一元件或层，或者可以存在中间元件或层。相反，当元件被称为“直接在”另一元件或层“上”、“直接连接到”另一元件或层、“直接结合到”另一元件或层或者“直接相邻于”另一元件或层时，不存在中间元件或层。

除非另外定义，否则这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明构思所属领域的普通技术人员所通常理解的意思相同的意思。还将理解的是，除非这里明确这样定义，否则诸如在通用字典中定义的术语应该被解释为具有与相关领域的上下文和/或本说明书中它们的意思一致的意思，而将不会以理想的或过于形式化的含义来进行解释。

通过参照下面的优选实施例和附图的详细描述，本公开的优点和特征及其实现方法可以更容易地被理解。

图1是用于示出根据本发明构思的一些实施例的半导体器件的平面图。

参照图1，根据本发明构思的一些实施例的半导体器件包括栅栏(fence)130和第二接触件137b。

栅栏130包括例如sin的绝缘材料。栅栏130形成为在第一方向dr1上延伸，并且形成在包括掩埋栅极结构的栅极线108上，如以下结合图7描述的。栅栏130用作分离膜并且也可以用于使第二接触件137b在第一方向dr1上自对齐。

第二接触件137b包括蜂窝结构140a，并且可以用作接合垫(landingpad，或称为接垫、着垫或着陆垫)。在本发明构思的一些实施例中，作为接合垫的第二接触件137b可以具有平行四边形形状。

因此，可以在第二接触件137b上形成栅栏130以及包括在一个方向上延伸的第一开口155b的第一掩模图案155。第一掩模图案155还包括限定第一开口155b(例如，在相邻的第一开口155b之间)的实体部155a。这里，所述一个方向可以与第一方向dr1形成例如60°的锐角。此外，第一开口155b包括线形状，所述一个方向可以与第一方向dr1形成锐角。具体地，线形状可以包括斜线形状。

这样的平行四边形形状的接合垫可以通过使用第一掩模图案155执行光刻工艺来形成。因此，根据本发明构思的一些实施例的接合垫可以使用预先图案化的栅栏130在第一方向dr1上自对齐，其后，接合垫可以使用第一掩模图案155仅通过单个光刻工艺来形成。即，这样的栅栏130可以用作使接合垫在第一方向dr1上自对齐的负图案，第一掩模图案155可以在用于以平行四边形形状形成接合垫的光刻工艺中用作正图案。因此，能够降低工艺成本。

同时，在本发明构思的一些其他实施例中作为接合垫的第二接触件137b的形状可以通过具有波形形状的第一开口155d(图18)的第一掩模图案155来限定，第二接触件137b的形状也可以通过第一掩模图案155来限定，该第一掩模图案155包括具有在一个方向上延伸的线形状的第一开口155f(图22)。

这将在后面参照图13至图23详细描述。

在下文中，将参照图2至图10描述根据本发明构思的一些实施例的用于制造半导体器件的方法。

图2至图10是用于示出根据本发明构思的一些实施例的用于制造半导体器件的方法的剖视图。

参照图2，半导体器件1包括基底100、位线90和栅极线108。

基底100包括杂质区104，杂质区104可以形成在栅极线108之间，栅极线108形成在基底100中。此外，杂质区104可以包括源和漏。

栅极线108在第一方向dr1上延伸，并且通过被掩埋在基底100中来形成。位线90在第二方向dr2上延伸，并且形成在基底100上。具体地，位线90形成为与栅极线108交叉，第二方向dr2可以与第一方向dr1垂直。

参照图2和图3，在第一方向dr1上延伸的栅极线108形成在基底100中，杂质区104形成在栅极线108的侧表面上。

具体地，为了形成包括掩埋栅极结构的栅极线108，在元件隔离膜105中形成沟槽107。可以使用蚀刻工艺形成沟槽107，例如，可以包括光刻工艺和干法蚀刻工艺。在蚀刻工艺之后，在沟槽107中形成栅极导电层108a。栅极导电层108a可以包括但是不限于多晶硅。栅极导电层108a通过蚀刻工艺仅保留在沟槽107的下部中。蚀刻工艺可以包括回蚀工艺。在回蚀工艺之后，栅极金属层108b形成在包括栅极导电层108a的基底100上。栅极金属层108b可以包括但是不限于ti、ta、tin、tan、w、wn和/或wsi。

在形成栅极金属层108b之后，执行cmp(化学机械抛光)工艺直至暴露基底100的上表面。栅极导电层108a和栅极金属层108b通过cmp工艺顺序地形成在沟槽107中，完成掩埋栅极结构。

杂质区104是形成在有源区103的顶部上的区域并且可以包括源和漏，但其不限于此。例如，杂质区104可以形成在栅极线108之间。

参照图4，绝缘膜图案的形成可以包括栅极硬掩模层110、牺牲膜115和层间绝缘膜120的形成。

具体地，可以在形成有栅极金属层108b的基底100上形成栅极硬掩模层110。即，形成与栅极线108叠置的栅极硬掩模层110。

可以在栅极硬掩模层110之间形成牺牲膜115。牺牲膜115例如可以包括但是不限于氮化物膜。具体地，可以在包括图案化的栅极硬掩模层110的基底100上形成牺牲膜115。在形成牺牲膜115之后，执行cmp工艺直至暴露栅极硬掩模层110的顶表面。

在形成牺牲膜115之后，在牺牲膜115和栅极硬掩模层110上形成层间绝缘膜120。层间绝缘膜120例如可以包括但是不限于氧化物层。

参照图5，在层间绝缘膜120上形成屏蔽膜123。

例如，屏蔽膜123可以包括但是不限于氧化物膜或多晶硅膜。屏蔽膜123可以去除半导体器件中产生的干扰信号并且/或者可以阻止干扰信号发射到外部。此外，屏蔽膜123可以防止外部干扰信号影响半导体器件。

在屏蔽膜123上形成第二掩模图案124。第二掩模图案124在第一方向(图1中的dr1)上延伸，并且包括与栅极线108叠置的第二开口124a。具体地，第二掩模图案124可以包括第二开口124a和限定第二开口124a的区域124b。

参照图6，形成贯穿屏蔽膜123、层间绝缘膜120和栅极硬掩模层110的第二通孔125。

具体地，第二通孔125的形成可以包括使用第二掩模图案124作为蚀刻掩模去除屏蔽膜123、层间绝缘膜120和栅极硬掩模层110。通过第二通孔125来暴露栅极线108。也就是说，第二通孔125暴露栅极金属层108b。例如，可以使用湿法蚀刻、干法蚀刻和它们的组合中的一种来形成第二通孔125。在执行蚀刻工艺之后，去除第二掩模图案124。

参照图7，通过用绝缘材料填充第二通孔125来形成栅栏130。

用来形成栅栏130的绝缘材料例如可以包括sin，并且可以具有对于屏蔽膜123和层间绝缘膜120的高的蚀刻选择性。此外，栅栏130不仅可以用作分离膜，而且也可以用于使第一通孔135在第一方向(图2中的dr1)上自对齐。

参照图8，在形成栅栏130之后，去除屏蔽膜123、层间绝缘膜120、牺牲膜115和栅极硬掩模层110以形成第一通孔135。

具体地，蚀刻层间绝缘膜120和屏蔽膜123。利用栅栏130作为掩模来执行蚀刻工艺，并且蚀刻工艺可以包括湿法蚀刻工艺。例如，层间绝缘膜120和屏蔽膜123对在湿法蚀刻中使用的蚀刻剂的蚀刻速率可以比栅栏130对在湿法蚀刻中使用的蚀刻剂的蚀刻速率大。具体地，因为栅栏130的蚀刻速率很慢，所以栅栏130被保留下来而未被蚀刻，而层间绝缘膜120和屏蔽膜123被蚀刻。在蚀刻层间绝缘膜120和屏蔽膜123之后，蚀刻栅极硬掩模层110和牺牲膜115。例如，可以使用栅栏130作为掩模来蚀刻栅极硬掩模层110和牺牲膜115。此时，执行蚀刻工艺至部分地暴露栅极金属层108b的深度。这使得在下一个工艺中形成的第一接触件137a将栅极线108与位线(图2中的90)连接。

参照图9，沿栅栏130的侧表面形成阻挡金属层145。在本发明构思的一些实施例中，阻挡金属层145可以沿栅栏130的侧表面共形地形成。同时，在本发明构思的一些实施例中，阻挡金属层145可以包括但是不限于ti、ta、tin、tan、w、wn和/或wsi。

参照图10，填充形成有阻挡金属层145的第一通孔135以形成电连接到杂质区104的导电线接触件137。

具体地，导电线接触件137的形成可以包括部分地填充第一通孔135的第一接触件137a的形成以及在第一接触件137a上的第二接触件137b的形成。例如，第一接触件137a可以包括栅极位线接触垫。此外，第一接触件137a可以用于将栅极线108和位线90连接。第二接触件137b可以包括接合垫线。此外，第二接触件137b可以包括但是不限于金属膜、多晶硅膜、利用可选择的外延生长的外延硅膜和/或多晶硅膜的层叠结构、利用可选择的外延生长的外延硅膜和金属膜的层叠结构中的一种。

包括第一接触件137a和第二接触件137b的导电线接触件137可以与栅栏130自对齐。即，导电线接触件137可以在第一方向(图9中的dr1)上与栅栏130自对齐。

图11是用于示出根据本发明构思的一些实施例的半导体器件的透视图，图12是用于示出图11的半导体器件的俯视图。

参照图11和图12，可以在与图10不同的方向上检查第二接触件137b在第一方向dr1上与栅栏130的自对齐。

图13至图15是示出根据本发明构思的一些其他实施例的用于制造半导体器件的方法的剖视图，图16和图17是用于示出图13至图15的半导体器件的透视图。

参照图13至图15，部分地蚀刻沿接合垫线的第二接触件137b形成的阻挡金属层145a以去除其角部(corner)。在本发明构思的一些实施例中，蚀刻可以包括湿法蚀刻。

具体地，如图13中所示，可以如图11和图12中所示的在半导体器件的顶表面上形成栅栏130和第一掩模图案155，第一掩模图案155包括在第二接触件137b上沿一个方向延伸的第一开口155b。这里，所述一个方向可以与第一方向dr1形成例如60°的锐角。此外，第一开口155b包括线形状，所述一个方向可以与第一方向dr1形成锐角。具体地，线形状可以包含斜线形状。在斜线形状的情况下，第二接触件137b可以包括蜂窝结构140a。

参照图16一起，沿栅栏130的两个侧表面形成阻挡金属层145a。

随后，参照图13，在栅栏130和第一掩模图案155的基础上部分地蚀刻阻挡金属层145a以去除其角部。参照图17一起，在至少三个方向上蚀刻沿栅栏130的侧表面形成的阻挡金属层145a。因此，部分地去除阻挡金属层145a的两个侧表面以及顶表面。即，图14与沿图17的线d1截取的剖面对应，在去除阻挡金属层145a之后设置的孔147a形成在图13中存在有阻挡金属层145a的区域中。

随后，参照图15，图15与沿图17的线d2的剖面对应，孔147a形成在图13中存在有阻挡金属层145a的区域的两端上，形成具有减小的尺寸的形状的阻挡金属层145a。

图18至图20是示出根据本发明构思的一些其他实施例的用于制造半导体器件的方法的剖视图。

参照图18至图20，部分地蚀刻沿接合垫线的第二接触件137b形成的阻挡金属层145c以去除其角部。在本发明构思的一些实施例中，蚀刻可以包括湿法蚀刻。

具体地，如图18中所示，可以如图11和图12中所示的在半导体器件的顶表面上形成栅栏130和第一掩模图案155。第一掩模图案155包括在第二接触件137b上以波形形状延伸的第一开口155d。在波形形状的情况下，第二接触件137b可以包括蜂窝结构140a。同时，与图13的描述相似，沿栅栏130的两个侧表面形成阻挡金属层145c。

接下来，参照图19，在栅栏130和第一掩模图案155的基础上部分地蚀刻阻挡金属层145c以去除其角部。与图14的描述相似，在至少三个方向上蚀刻沿栅栏130的侧表面形成的阻挡金属层145c。因此，部分地去除阻挡金属层145c的两个侧表面以及顶表面。即，与图14的描述相似，在图18的存在有阻挡金属层145c的区域中形成在去除阻挡金属层145c之后设置的孔147c。

接下来，参照图20，与图15的描述相似，孔147c形成在图18中存在有阻挡金属层145c的区域的两端处，形成具有减小的尺寸的形状的阻挡金属层145c。

图21至图23是示出根据本发明构思的一些其他实施例的用于制造半导体器件的方法的剖视图。

参照图21至图23，部分地蚀刻沿接合垫线的第二接触件137b形成的阻挡金属层145e以去除其角部。在本发明构思的一些实施例中，蚀刻可以包括湿法蚀刻。

具体地，如图21中所示，可以如图11和图12中所示的在半导体器件的顶表面上形成栅栏130和第一掩模图案155。第一掩模图案155包括在第二接触件137b上沿一个方向延伸的第一开口155f。第一开口155f的所述一个方向可以是与第一方向dr1垂直的第二方向dr2。在这种情况下，第二接触件137b可以包括正方形结构140b而不是蜂窝结构140a。同时，与图13的描述相似，沿栅栏130的两个侧表面形成阻挡金属层145e。

接下来，参照图22，在栅栏130和第一掩模图案155的基础上部分地蚀刻阻挡金属层145e以去除其角部。与图14的描述相似，在至少三个方向上蚀刻沿栅栏130的侧表面形成的阻挡金属层145e。因此，部分地去除阻挡金属层145e的两个侧表面以及顶表面。即，与图14的描述相似，在图21中的存在有阻挡金属层145e的区域中形成在去除阻挡金属层145e之后设置的孔147e。

接下来，参照图23，与图15的描述相似，孔147e形成在图21中存在有阻挡金属层145e的区域的两端处，形成具有减小的尺寸的阻挡金属层145e。

因此，根据本发明构思的一些实施例的接合垫可以使用提前图案化的栅栏130在第一方向dr1上自对齐，并且可以使用第一掩模图案155仅通过单个光刻工艺来形成。即，这样的栅栏130可以用作用于使接合垫在第一方向dr1上自对齐的负图案，第一掩模图案155可以用作正图案。因此，能够降低工艺成本。

此外，如果需要，通过部分地蚀刻沿接合垫线的第二接触件137b形成的阻挡金属层145以去除其角部，工艺余量(processmargin)可以是足够的。

图24至图26是示出可以应用根据本发明构思的一些实施例的半导体器件的半导体系统的示例的图。

图24示出了平板个人电脑(pc)1200，图25示出了笔记本电脑1300，图26示出了智能电话1400。根据本发明构思的一些实施例的半导体器件可以用于平板pc1200、笔记本电脑1300和智能电话1400等中。

此外，对本领域的技术人员明显的是，根据本发明构思的一些实施例的半导体器件也可以应用于除了这里阐述的那些之外的其他ic装置。即，虽然以上仅将平板pc1200、笔记本电脑1300和智能电话1400作为其中可使用根据本实施例的半导体器件的示例进行了描述，但是根据本实施例的一些实施例的半导体器件的应用示例不限于此。在本发明构思的一些实施例中，半导体装置可以设置为计算机、超级移动pc(umpc)、工作站、上网本电脑、个人数字助理(pda)、便携式电脑、无绳电话、移动电话、电子书、便携式多媒体播放器(pmp)、便携式游戏控制台、导航装置、黑盒子、数码相机、三维电视机、数码录音机、数码音频播放器、数码图像记录器、数码图像播放器、数码视频记录器和/或数码视频播放器等。

虽然已经参照本发明构思的示例实施例具体地示出并且描述了本发明构思，但是本领域的普通技术人员将理解的是，在不脱离本发明构思的如权利要求所限定的精神和范围的情况下，在此可以做出形式和细节上的各种改变。示例实施例应被认为仅仅是描述性的含义而非出于限制的目的。