專利名稱：半導(dǎo)體裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體裝置，其中特別涉及具有存儲節(jié)點的DRAM(動態(tài)隨機存取存儲器Dynamic Random-Access Memory)。
首先按照眾所周知的技術(shù)制作

圖11所示的構(gòu)造。在圖11所示的構(gòu)造中，在硅基片1的主表面上形成傳輸門電極2，其上側(cè)覆蓋層間絕緣膜5。但是為了上下貫通層間絕緣膜5，設(shè)置位線接觸孔和存儲節(jié)點接觸孔，由于其上部露出的高度與層間絕緣膜5的上面相同而分別成為位線觸臺(bit line pads)3和存儲節(jié)點觸臺(storage nodepad)4。
如圖12所示，形成層間絕緣膜9，覆蓋上側(cè)。如圖13所示，形成光致抗蝕劑膜31，覆蓋層間絕緣膜9的上側(cè)，為了僅在位線觸臺的正上方的部分開口，將光致抗蝕劑膜31形成圖案，然后以光致抗蝕劑膜31作為掩模蝕刻層間絕緣膜9。這樣如圖13所示，僅位線觸臺3的上面，而不是存儲節(jié)點觸臺4的上面在縱孔的底部露出。如圖14所示，除去光致抗蝕劑膜31，然后形成導(dǎo)電膜12，覆蓋上部。導(dǎo)電膜12也在縱孔內(nèi)部形成。然后形成絕緣膜13，覆蓋在導(dǎo)電膜12的上面。再形成光致抗蝕劑膜32，覆蓋其上部。與配置位線的圖案一致地將光致抗蝕劑膜32形成圖案，如圖15所示，以光致抗蝕劑膜32作為掩模蝕刻絕緣膜13。絕緣膜13按照要配置位線的圖案殘留成形。如果再除去光致抗蝕劑膜32，以絕緣膜13作為掩模蝕刻導(dǎo)電膜12，則得到圖16所示的構(gòu)造。這樣從圖15中作為導(dǎo)電膜12的部分就可獲得位線接觸孔6和位線14。
如圖17所示，在上側(cè)覆蓋層間絕緣膜11。然后形成光致抗蝕劑膜33，覆蓋層間絕緣膜11的上側(cè)。將光致抗蝕劑膜33形成圖案，僅在存儲節(jié)點觸臺4的正上方的部分開口。為了貫通層間絕緣膜11和層間絕緣膜9，以光致抗蝕劑膜33為掩模進行蝕刻。結(jié)果如圖18所示，在縱孔底部露出存儲節(jié)點觸臺4。如圖19所示，在縱孔內(nèi)埋入導(dǎo)電體而形成存儲節(jié)點接觸孔7，存儲節(jié)點接觸孔7和層間絕緣膜11的上側(cè)以層間絕緣膜15覆蓋。再形成光致抗蝕劑膜34，覆蓋其上面。將光致抗蝕劑膜34形成圖案，僅在存儲節(jié)點接觸孔7的正上方的部分開口。以光致抗蝕劑膜34作為掩模進行蝕刻，形成縱孔。如圖20所示，在覆蓋此縱孔內(nèi)部的圓筒部上形成存儲節(jié)點電極16，再形成絕緣膜(圖中省略)以覆蓋節(jié)點電極16，再形成單元板極17，覆蓋此縱孔內(nèi)部的絕緣膜表面和層間絕緣膜15的上面。這樣就獲得有圓筒狀存儲節(jié)點18的半導(dǎo)體裝置。
如上所述，在傳統(tǒng)的制造方法中如圖11所示從層間絕緣膜5的上面露出位線觸臺3和存儲節(jié)點觸臺4的狀態(tài)到如圖20所示最后完成存儲節(jié)點18的狀態(tài)之間總共需使用4次光致抗蝕劑膜31、32、33、34。由于至完成半導(dǎo)體裝置的光致抗蝕劑膜的使用次數(shù)直接關(guān)系到工序數(shù)的增多和所使用的光致抗蝕劑膜材料的增加，因此希望盡量減少光致抗蝕劑膜的使用次數(shù)。
另外在傳統(tǒng)的構(gòu)造中要貫通的存儲節(jié)點接觸孔7的層間膜厚，即層間絕緣膜11、9的總膜厚約為600nm，由于一下子要形成的縱孔的縱橫比大，為了蝕刻這樣深的縱孔，存在開口徑會被擴大20nm的問題。再有，這種場合的蝕刻是各向異性的干法蝕刻。
為了實現(xiàn)上述目的，依據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置制造方法包括為了覆蓋第一導(dǎo)電層上側(cè)而形成層間絕緣膜的工序；為了貫通上述層間絕緣膜而同時形成多個貫通上述第一導(dǎo)電層上面的接觸孔的工序；通過將上述多個接觸孔中的一部分接觸孔的上部的寬度擴大而設(shè)置第二導(dǎo)電層用溝的工序；以及在上述多個接觸孔和上述第二導(dǎo)電層用溝的內(nèi)部設(shè)置導(dǎo)電體的工序。
又，為了實現(xiàn)上述目的，依據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置設(shè)有覆蓋第一導(dǎo)電層上側(cè)的層間絕緣膜，內(nèi)部配置導(dǎo)電體的多個接觸孔，以及寬度大于上述多個接觸孔的第二導(dǎo)電層。多個接觸孔貫通上述層間絕緣膜，開通到上述第一導(dǎo)電層的上面。第二導(dǎo)電層與上述多個接觸孔之中的部分接觸孔的上側(cè)相連接。上述第二導(dǎo)電層的上面的高度與上述多個接觸孔中未形成上述第二導(dǎo)電層的接觸孔的上面的高度大致相同。
圖2是依據(jù)本發(fā)明的實施例1中半導(dǎo)體裝置制造方法的第二工序的說明圖。
圖3是依據(jù)本發(fā)明的實施例1中半導(dǎo)體裝置制造方法的第三工序的說明圖。
圖4是依據(jù)本發(fā)明的實施例1中半導(dǎo)體裝置制造方法的第四工序的說明圖。
圖5是依據(jù)本發(fā)明的實施例1中半導(dǎo)體裝置制造方法的第五工序的說明圖。
圖6是依據(jù)本發(fā)明的實施例1中半導(dǎo)體裝置制造方法的第六工序的說明圖。
圖7是依據(jù)本發(fā)明的實施例1中半導(dǎo)體裝置制造方法的第七工序的說明圖。
圖8是依據(jù)本發(fā)明的實施例1中半導(dǎo)體裝置制造方法的第八工序的說明圖。
圖9是依據(jù)本發(fā)明的實施例1中半導(dǎo)體裝置制造方法的第九工序的說明圖，也是依據(jù)本發(fā)明的實施例2中半導(dǎo)體裝置的斷面圖。
圖10是依據(jù)本發(fā)明的實施例3中半導(dǎo)體裝置的斷面圖。
圖11是根據(jù)傳統(tǒng)技術(shù)的半導(dǎo)體裝置制造方法的第一說明圖。
圖12是根據(jù)傳統(tǒng)技術(shù)的半導(dǎo)體裝置制造方法的第二說明圖。
圖13是根據(jù)傳統(tǒng)技術(shù)的半導(dǎo)體裝置制造方法的第三說明圖。
圖14是根據(jù)傳統(tǒng)技術(shù)的半導(dǎo)體裝置制造方法的第四說明圖。
圖15是根據(jù)傳統(tǒng)技術(shù)的半導(dǎo)體裝置制造方法的第五說明圖。
圖16是根據(jù)傳統(tǒng)技術(shù)的半導(dǎo)體裝置制造方法的第六說明圖。
圖17是根據(jù)傳統(tǒng)技術(shù)的半導(dǎo)體裝置制造方法的第七說明圖。
圖18是根據(jù)傳統(tǒng)技術(shù)的半導(dǎo)體裝置制造方法的第八說明圖。
圖19是根據(jù)傳統(tǒng)技術(shù)的半導(dǎo)體裝置制造方法的第九說明圖。
圖20是根據(jù)傳統(tǒng)技術(shù)的半導(dǎo)體裝置制造方法的第十說明圖。
如圖4所示，以光致抗蝕劑膜36為掩模進行蝕刻，形成位線用溝43。如圖5所示，形成導(dǎo)電膜12，埋入在位線用溝43的內(nèi)部。通過這一步，就獲得了位線8。在這種狀態(tài)下對上面進行CMP(化學(xué)機械拋光)處理，如圖6所示的那樣使層間絕緣膜露出。這時，在位線接觸孔6的上側(cè)設(shè)置的位線8的上面和存儲節(jié)點接觸孔7的上面在最上面露出。
如圖7所示，在其上側(cè)形成層間絕緣膜15，然后形成光致抗蝕劑膜34，覆蓋其上面。將光致抗蝕劑膜34形成圖案，其上要形成存儲節(jié)點的地方被開口。因此，如圖7所示，在與存儲節(jié)點接觸孔7的正上方對應(yīng)的位置上光致抗蝕劑膜34成為開口形。以該光致抗蝕劑膜34為掩模蝕刻層間絕緣膜15，如圖8所示，獲得存儲節(jié)點用的縱孔19。存儲節(jié)點接觸孔7的上端露出于縱孔19的底部。如圖9所示，在覆蓋縱孔19內(nèi)部的圓筒部上形成存儲節(jié)點電極16，再形成絕緣膜(圖中省略)，覆蓋存儲節(jié)點電極16，然后形成單元板極17，覆蓋該縱孔內(nèi)部的絕緣膜表面和層間絕緣膜15的上面。這樣，就獲得具有圓筒狀存儲節(jié)點18的半導(dǎo)體裝置。
在上述的制造方法中，如圖11所示的那樣，從層間絕緣膜5的上面露出位線觸臺3和存儲節(jié)點觸臺4的狀態(tài)到如圖9所示最后完成存儲節(jié)點18的狀態(tài)之間總共只要用3次光致抗蝕劑膜35、36、34。也就是說，與按照傳統(tǒng)的制造方法必須使用4次光致抗蝕劑膜相比，光致抗蝕劑膜的使用次數(shù)可以減少1次。
由于只要貫通層間絕緣膜11就可形成存儲節(jié)點接觸孔7，因此要貫通的層間絕緣膜的厚度與傳統(tǒng)的制造方法相比，可以減少30％，從而可以減輕因蝕刻引起的開孔徑擴大的問題。
在形成位線時，不是象傳統(tǒng)的制造方法中在位線接觸孔6上形成的層間絕緣膜11之中形成(參照圖15、圖16)，而是通過蝕刻包含作為一次形成的位線接觸孔6(參照圖3)的上端的一部分并加以擴大，作為位線8，因此位線8和位線觸臺3之間的位線接觸孔6的長度與傳統(tǒng)的制造方法相比，縱橫比可以減小。這樣可以更精確地進行加工。在圖中由于厚度和長度都夸大進行描述，雖然大小關(guān)系不正確，縱橫比的大小也許反映不真實，但是如果考慮制造方法，上述說明仍是明確的。
在上述例子中，由圖5的構(gòu)造變?yōu)閳D6的構(gòu)造采用了CMP方法，也可以采用導(dǎo)電膜干蝕刻方法代替CMP方法。采用導(dǎo)電膜干蝕刻方法，也可以同時形成位線接觸孔、存儲節(jié)點接觸孔和位線。
實施例2參照圖9說明依據(jù)本發(fā)明實施例2的半導(dǎo)體裝置。該半導(dǎo)體裝置可作為DRAM使用，是通過實施例1中所說明的半導(dǎo)體裝置制造方法而獲得的。該半導(dǎo)體裝置設(shè)有存儲節(jié)點18和第一導(dǎo)電層。第一導(dǎo)電層包含位線觸臺3和存儲節(jié)點觸臺4。在第一導(dǎo)電層的上側(cè)覆蓋層間絕緣膜11，為了上下貫通層間絕緣膜11，形成多個接觸孔。多個接觸孔通到第一導(dǎo)電層的上面，通過在內(nèi)部設(shè)置導(dǎo)電體分別形成位線接觸孔6和存儲節(jié)點接觸孔7。但位線接觸孔6連接于第一導(dǎo)電層內(nèi)的位線觸臺3，而存儲節(jié)點接觸孔7連接于第一導(dǎo)電層內(nèi)的存儲節(jié)點觸臺4。在位線接觸孔6的上例配置位線8作為第二導(dǎo)電層。位線8的寬度比位線接觸孔6要寬。并且，位線8的上面與存儲節(jié)點接觸孔7的上面高度大致相等。
上述的構(gòu)造，也可以采用在實施例1中所說明的半導(dǎo)體裝置的制造方法而獲得。也就是說，可以用比按照傳統(tǒng)的制造方法少的光致抗蝕劑膜的使用次數(shù)進行制造，因此可以獲得以較少工序進行制造的半導(dǎo)體裝置。因此與傳統(tǒng)的制造方法相比，可以廉價、迅速地制造。
實施例3在本發(fā)明的實施例3中，以可用實施例1中所說明的半導(dǎo)體裝置的制造方法制造的其它半導(dǎo)體裝置的構(gòu)造為例進行說明。在實施例1中所說明的半導(dǎo)體裝置的制造方法也可適用于圖10所示的構(gòu)造。圖10所示的半導(dǎo)體裝置在某些層上設(shè)有第一布線101，在第一布線101的上方隔著層間絕緣膜106配置第二布線102。第二布線102的一部分和第一布線101的一部分通過貫通層間絕緣膜106的第一通路孔104a進行電氣連接。在第二布線102的上方隔著層間絕緣膜107配置第三布線103。第三布線103的一部分通過貫通層間絕緣膜107的第二通路孔105a與第二布線102的一部分進行電氣連接。并且，第三布線103的另一部分通過貫通層間絕緣膜107的第二通路孔105b和貫通層間絕緣膜106的第一通路孔104b與第一布線101的一部分進行電氣連接。第二通路孔105b的下端不間隔布線層而直接與第一通路孔104b的上端連接。從第一布線101上面開始到第二布線102上面的高度T1和到第一通路孔104b上面的高度T2大致相同。
這樣，采用實施例1中所說明的半導(dǎo)體裝置的制造方法可以形成第二布線。并且，采用這種半導(dǎo)體裝置的構(gòu)造，在進行如圖10所示的第一布線101和第三布線103那樣、上下距離較遠的導(dǎo)電層之間的電氣連接時，其間不需特別設(shè)計其它的導(dǎo)電層，而可通過各接觸孔之間的直接連接實現(xiàn)電氣連接，因此能以較小的空間實現(xiàn)連接。
再有，圖10所示的半導(dǎo)體裝置的構(gòu)造也適用于存儲器件、邏輯器件和混合器件的銅布線等。
依據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法，光致抗蝕劑膜的使用次數(shù)比傳統(tǒng)的制造方法可以減少。另外在一道工序中貫通的層間絕緣膜的厚度比傳統(tǒng)的制造方法小，從而可以減輕因蝕刻引起的開孔徑擴大的問題。另外在半導(dǎo)體裝置中采用本發(fā)明的構(gòu)造，就能夠采用上述制造方法制成半導(dǎo)體裝置。也就是說，能夠用比傳統(tǒng)的制造方法少的光致抗蝕劑膜的使用次數(shù)進行制造，從而實現(xiàn)能以較少工序制造的半導(dǎo)體裝置。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，包括為了覆蓋第一導(dǎo)電層的上側(cè)而形成層間絕緣膜的工序；貫通所述層間絕緣膜，同時形成多個連通到所述第一導(dǎo)電層的上面的接觸孔的工序；通過將所述多個接觸孔中的一部分接觸孔的上部擴寬而形成第二導(dǎo)電層用溝的工序；以及在所述多個接觸孔和所述第二導(dǎo)電層用溝的內(nèi)部配置導(dǎo)電體的工序。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于所述第一導(dǎo)電層包含位線觸臺和存儲節(jié)點觸臺；所述多個接觸孔包含連通到所述位線觸臺的上面的位線接觸孔和連通到所述存儲節(jié)點觸臺上面的存儲節(jié)點接觸孔；所述多個接觸孔中的所述一部分接觸孔是所述位線接觸孔，所述第二導(dǎo)電層用溝是用以形成位線的溝。
3.一種半導(dǎo)體裝置，其中設(shè)有覆蓋第一導(dǎo)電層的上側(cè)的層間絕緣膜；貫通所述層間絕緣膜而連通到所述第一導(dǎo)電層的上面的、內(nèi)部配有導(dǎo)電體的多個接觸孔；以及與所述多個接觸孔中的一部分接觸孔的上側(cè)相連接的、其寬度大于所述多個接觸孔的第二導(dǎo)電層；所述第二導(dǎo)電層的上面和所述多個接觸孔中未形成所述第二導(dǎo)電層的那些接觸孔的上面具有大致相同的高度。
4.如權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于所述第一導(dǎo)電層包含位線觸臺和存儲節(jié)點觸臺，所述多個接觸孔包含與所述位線觸臺的上面連接的位線接觸孔和與所述存儲節(jié)點觸臺的上面連接的存儲節(jié)點接觸孔；所述多個接觸孔中設(shè)有所述第二導(dǎo)電層的接觸孔是所述位線接觸孔，所述第二導(dǎo)電層是位線。
全文摘要
一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，包括形成將作為第一導(dǎo)電層的位線觸臺(3)和存儲節(jié)點觸臺(4)的上側(cè)覆蓋的層間絕緣膜(11)的工序；貫通所述層間絕緣膜(11)而同時形成連通于所述第一導(dǎo)電層的上面的多個接觸孔的工序；通過將所述多個接觸孔中一部分接觸孔的上部擴寬而形成第二導(dǎo)電層用溝的工序；以及在所述多個接觸孔和所述第二導(dǎo)電層用溝的內(nèi)部配置導(dǎo)電體的工序。如此，就獲得了位線接觸孔(6)、存儲節(jié)點接觸孔(7)和作為第二導(dǎo)電層的位線(8)。
文檔編號H01L21/8242GK1467825SQ03106649
公開日2004年1月14日 申請日期2003年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月17日
發(fā)明者橫山雄一 申請人:三菱電機株式會社