发明名称 具有深开口之半导体装置的制造方法
摘要 提供一种具有深开口之半导体装置的制造方法,该方法包含:在一基板上形成一绝缘层;选择性地蚀刻该绝缘层以形成第一开口;扩大该第一开口的区域;在该已扩大之第一开口的侧壁上形成抗曲间隔物;以及蚀刻残留在该已扩大之第一开口下的该绝缘层部份并形成第二开口。
申请公布号 TWI287271 申请公布日期 2007.09.21
申请号 TW094147248 申请日期 2005.12.29
申请人 海力士半导体股份有限公司 发明人 赵瑢泰;李海朾;祥薰
分类号 H01L21/8242(2006.01) 主分类号 H01L21/8242(2006.01)
代理机构 代理人 何金涂 台北市大安区敦化南路2段77号8楼;林荣琳 台北市大安区敦化南路2段77号8楼
主权项 1.一种制造半导体装置的方法,其至少包含: 在一基板上形成一绝缘层; 选择性地蚀刻该绝缘层以形成第一开口; 扩大该第一开口的区域; 在该已扩大之第一开口的侧壁上形成抗曲间隔物; 及 蚀刻残留在该已扩大之第一开口下的绝缘层部份 并形成第二开口。 2.如申请专利范围第1项之方法,其中,形成该绝缘 层系包含: 在该基板上形成一第一绝缘层; 在该第一绝缘层上形成一蚀刻阻止层;及 在该蚀刻阻止层上形成一用于一电容器的第二绝 缘层,而该第二绝缘层包括一第三绝缘层和一第四 绝缘层。 3.如申请专利范围第2项之方法,其中,形成该第一 开口系包含: 在该第四绝缘层上形成硬式光罩;以及 使用该硬式光罩作为一蚀刻遮罩而选择性地蚀刻 该第四绝缘层,因此在该第一开口的底部保留具有 一预定厚度之该第四绝缘层的一部份。 4.如申请专利范围第3项之方法,其中,形成该第一 绝缘层系包含形成具有一多层结构的该第一绝缘 层。 5.如申请专利范围第3项之方法,其中,形成该第三 绝缘层系包含形成一矽磷玻璃(PSG)层,而且形成第 四绝缘层系包含形成一矽酸乙酯(TEOS)层。 6.如申请专利范围第1项之方法,其中,形成该第一 开口系包含把一CxFy/O2的气体混合物注入一磁场强 化反应性离子蚀刻(MERIE)电浆源。 7.如申请专利范围第6项之方法,其中,该CxFy气体和 该O2气体的的流动量比率范围在约40:1到约100:1之 间。 8.如申请专利范围第7项之方法,其中,该CxFy气体系 从由CF4,C4F8,C4F6和C5F8所组成的群组中所选出。 9.如申请专利范围第1项之方法,其中,扩大该第一 开口的区域系包含运用一使用湿式化学物的等方 性蚀刻制程。 10.如申请专利范围第9项之方法,其中,该湿式化学 物系氧化物蚀刻缓冲液(BOE)和氟化氢(HF)中之一。 11.如申请专利范围第9项之方法,其中,扩大该第一 开口的区域系包含扩大该区域直到相邻的第一开 口之间的一宽度为至少10nm。 12.如申请专利范围第1项之方法,其中,形成该抗曲 间隔物系包含: 在该已扩大的第一开口和该硬式光罩上形成一抗 曲层;以及 选择性地蚀刻位在该硬式光罩与该已扩大的第一 开口之底部部份上的抗曲层部份,藉以在该已扩大 的第一开口之侧壁上形成该抗曲间隔物。 13.如申请专利范围第12项之方法,其中,形成该抗曲 层系包含形成一包含用以形成下部电极之相同材 料的层,所以该抗曲层可防止弯曲的发生并具有该 下部电极的功能。 14.如申请专利范围第13项之方法,其中,该抗曲层系 包含由氮化钛(TiN),钨(W),钌(Ru)以及铱(Ir)所组成之 群组中所选出的一个。 15.如申请专利范围第14项之方法,其中,该抗曲层的 选择性蚀刻系包含使用一高密度电浆,而该高密度 电浆系藉由以一预定之比率,把一Cl2/Ar的气体混合 物注入到一变压耦合式电浆(TCP)/感应耦合式电浆( ICP)电浆源所获得。 16.如申请专利范围第15项之方法,其中,该Cl2气体对 该Ar气体的该预定之混合比率范围在约1:10到约1:20 的范围之间。 17.如申请专利范围第12项之方法,其中,该抗曲层系 包括一氮系材料。 18.如申请专利范围第17项之方法,其中,蚀刻该抗曲 层包含使用一高密度电浆,而该高密度电浆系藉由 把一CxFy/CHxFy/O2气体的气体混合物注入一MERIE电浆 源所获得。 19.如申请专利范围第12项之方法,其中,形成该抗曲 层系包含形成该抗曲层至一厚度在约100到约200 的范围内。 20.如申请专利范围第3项之方法,其中,该第二开口 的形成系包含: 使用该抗曲间隔物和该硬式光罩作为一蚀刻遮罩 来蚀刻该残留的第二绝缘层以形成第三开口;以及 蚀刻位于该第三开口下方的该蚀刻阻止层以形成 露出该基板之预定部份的第四开口。 21.如申请专利范围第20项之方法,其中,形成该第二 开口系包含使用一CxFy/O2气体的气体混合物种和一 MERIE电浆源。 22.如申请专利范围第21项之方法,其中,该CxFy气体 系从CF4,C4F8,C5F8,CHF3和CH2F2所组成的群组中所选出 。 23.一种制造半导体装置的方法,其包含: 在一基板上形成一绝缘层; 选择性地蚀刻该绝缘层以形成第一开口; 扩大该第一开口的区域; 在该已扩大之第一开口的侧壁上形成抗曲间隔物; 蚀刻残留在该已扩大之第一开口下的绝缘层部份 并形成第二开口; 在开口区域之底部部份及侧壁形成下部电极,而每 个开口区域包含该已扩大之第一开口及该第二开 口;以及 接着在该下部电极上形成一介电层及一上部电极 。 24.如申请专利范围第23项之方法,其中,形成该绝缘 层系包含: 在该基板上形成一第一绝缘层; 在该第一绝缘层上形成一蚀刻阻止层;以及 在该蚀刻阻止层上形成一用于一电容器的第二绝 缘层,而该第二绝缘层更包括一第三绝缘层和一第 四绝缘层。 25.如申请专利范围第24项之方法,其中,形成该第一 开口系包含: 在该第四绝缘层上形成硬式光罩;以及 使用该硬式光罩作为一蚀刻遮罩而选择性地蚀刻 该第四绝缘层,因此在该第一开口的底部保留具有 一预定厚度之该第四绝缘层的一部份。 26.如申请专利范围第25项之方法,其中,形成该第一 绝缘层系包含形成一多层结构。 27.如申请专利范围第25项之方法,其中,该第三绝缘 层系包括一矽磷玻璃(PSG)层,而且第四绝缘层系包 括一矽酸乙酯(TEOS)层。 28.如申请专利范围第23项之方法,其中,形成该第一 开口系包含把一CxFy/O2的气体混合物注入一磁场强 化反应性离子蚀刻(MERIE)电浆源。 29.如申请专利范围第28项之方法,其中,该CxFy气体 和该O2气体的的流动量比率范围在约40:1到约100:1 之间。 30.如申请专利范围第29项之方法,其中,该CxFy气体 系从由CF4,C4F8,C4F6和C5F8所组成的群组中所选出。 31.如申请专利范围第23项之方法,其中,扩大该第一 开口的区域系包含运用一使用湿式化学物的等方 性蚀刻制程。 32.如申请专利范围第31项之方法,其中,该湿式化学 物系氧化物蚀刻缓冲液(BOE)和氟化氢(HF)中之一。 33.如申请专利范围第31项之方法,其中,扩大该第一 开口的区域系包含扩大该区域直到相邻的第一开 口之间的一宽度为至少10nm。 34.如申请专利范围第24项之方法,其中,形成该抗曲 间隔物系包含: 在该已扩大的第一开口和该硬式光罩上形成一抗 曲层;以及 选择性地蚀刻位在该硬式光罩与该已扩大的第一 开口之底部部份上的抗曲层部份,藉以在该已扩大 的第一开口之侧壁上形成该抗曲间隔物。 35.如申请专利范围第34项之方法,其中,形成该抗曲 层系包含形成一包含用以形成下部电极之相同材 料的层,所以该抗曲层可防止弯曲的发生并具有该 下部电极的功能。 36.如申请专利范围第35项之方法,其中,形成该抗曲 层系包含由一材料所组成的一层,而该材料系由氮 化钛(TiN),钨(W),钌(Ru)以及铱(Ir)所组成之群组中所 选出的一个。 37.如申请专利范围第36项之方法,其中,该抗曲层的 选择性蚀刻系包含使用一高密度电浆,而该高密度 电浆系藉由以一预定之比率,把一Cl2/Ar的气体混合 物注入到一变压耦合式电浆(TCP)/感应耦合式电浆( ICP)电浆源所获得。 38.如申请专利范围第37项之方法,其中,该Cl2气体对 该Ar气体的该预定之混合比率范围在约1:10到约1:20 的范围之间。 39.如申请专利范围第34项之方法,其中,该抗曲层系 包括一氮系材料。 40.如申请专利范围第39项之方法,其中,该抗曲层的 选择性蚀刻系包含使用一高密度电浆,而该高密度 电浆系藉由把一CxFy/CHxFy/O2气体的气体混合物注入 一MERIE电浆源所获得。 41.如申请专利范围第34项之方法,其中,形成该抗曲 层系包含形成一个层至一厚度在约100到约200 的范围内。 42.如申请专利范围第25项之方法,其中,形成该第二 开口系包含: 使用该抗曲间隔物和该硬式光罩作为一蚀刻遮罩 来蚀刻该残留的第二绝缘层以形成第三开口;以及 蚀刻位于该第三开口下方的该蚀刻阻止层以形成 露出该基板之预定部份的第四开口。 43.如申请专利范围第42项之方法,其中,形成该第二 开口系藉由在一MERIE电浆源使用一CxFy/O2气体的气 体混合物种而执行。 44.如申请专利范围第43项之方法,其中,该CxFy气体 系从由CF4,C4F8,C5F8,CHF3和CH2F2所组成的群组中所选 出。 图式简单说明: 第1A图及第1B图系表示制造半导体装置之电容的传 统方法之截面图。 第2A图系电容器之间产生桥接的表示图。 第2B图系接触孔之不适当开口的表示图。 第3A图及第3F图系表示依据本发明之特定实施例的 半导体装置之电容的制造方法之截面图。
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