圖案化工藝的制作方法
【專利摘要】一種圖案化工藝。提供具有第一區(qū)域及第二區(qū)域的待圖案化層。于待圖案化層上形成掩模層。將掩模層圖案化，以于第一區(qū)域中形成第一開孔以及于第二區(qū)域中形成第二開孔。于第一開孔的側(cè)壁上形成經(jīng)摻雜的多晶硅間隔體。以經(jīng)摻雜的多晶硅間隔體及經(jīng)圖案化的掩模層為掩模，移除部分待圖案化層，以于第一區(qū)域中形成第三開孔以及于第二區(qū)域中形成第四開孔。
【專利說明】圖案化工藝【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體工藝，且特別是涉及一種圖案化工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]在一般半導(dǎo)體工藝中，依據(jù)基板上不同區(qū)域中的需求，通常需要在不同區(qū)域中形成具有不同寬度的開孔圖案。這些開孔圖案通常是通過進行光刻工藝和蝕刻工藝來形成。舉例來說，在基板的不同區(qū)域中(例如記憶胞區(qū)、邏輯電路區(qū)等)會具有不同寬度的接觸窗開孔，以形成連接不同元件的接觸窗。
[0003]在公知技術(shù)中，常常需要進行至少兩次以上的光刻工藝和蝕刻工藝才能夠制作具有不同寬度的接觸窗開孔，且在各光刻工藝中所使用的光掩模各自具有特定的圖案，因而造成工藝步驟繁雜。例如，先形成寬度較大的接觸窗開孔后，再對寬度較大的接觸窗開孔進行光刻工藝和蝕刻工藝來形成寬度較小的接觸窗開孔。此外，隨著半導(dǎo)體元件尺寸的縮小化與集成化，這些接觸窗開孔的寬度亦隨之縮小，進而可能會產(chǎn)生寬度過小的接觸窗開孔。對于這些寬度過小的接觸窗開孔來說，甚至無法使用現(xiàn)有光刻工藝和蝕刻工藝來制作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種圖案化工藝，其可同時在待圖案化層的不同區(qū)域中形成具有不同尺寸的開孔。
[0005]本發(fā)明提供一種圖案化工藝，首先提供具有第一區(qū)域及第二區(qū)域的待圖案化層。然后，于待圖案化層上順次形成第一掩模層及第二掩模層。接著，圖案化第二掩模層，以于第一區(qū)域中形成第一開孔以及于第二區(qū)域中形成第二開孔。之后，于第一開孔的側(cè)壁及部分底部上形成經(jīng)摻雜的多晶硅層。接著，以經(jīng)摻雜的多晶硅層及經(jīng)圖案化的第二掩模層為掩模，移除部分第一掩模層，以形成經(jīng)圖案化的第一掩模層。之后，移除經(jīng)摻雜的多晶硅層及經(jīng)圖案化的第二掩模層。而后，以經(jīng)圖案化的第一掩模層為掩模，移除部分待圖案化層，以于第一區(qū)域中形成第三開孔以及于第二區(qū)域中形成第四開孔。
[0006]本發(fā)明還提供一種圖案化工藝，首先提供具有第一區(qū)域及第二區(qū)域的待圖案化層。然后，于待圖案化層上形成掩模層。接著，圖案化掩模層，以于第一區(qū)域中形成第一開孔以及于第二區(qū)域中形成第二開孔。之后，于第一開孔的側(cè)壁上形成經(jīng)摻雜的多晶硅間隔體。而后，以經(jīng)摻雜的多晶硅間隔體及經(jīng)圖案化的掩模層為掩模，移除部分待圖案化層，以于第一區(qū)域中形成第三開孔以及于第二區(qū)域中形成第四開孔。
[0007]如上所述，在本發(fā)明的圖案化工藝中，不需要使用額外的光掩模，即可同時在待圖案化層的不同區(qū)域中形成具有不同尺寸的開孔，因而有效地降低工藝復(fù)雜度，并節(jié)省工藝成本。
[0008] 為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合附圖作詳細(xì)說明如下?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0009]圖1A至圖1F為依照本發(fā)明的第一實施例所繪出的圖案化工藝的剖面示意圖。
[0010]圖2A至圖2F為依照本發(fā)明的第二實施例所繪出的圖案化工藝的剖面示意圖。
[0011]其中，附圖標(biāo)記說明如下:
[0012]100、200:基板
[0013]101,201:第一區(qū)域
[0014]102、202:第二區(qū)域
[0015]104、204:待圖案化層
[0016]106、108、206:掩模層
[0017]108a、206a:碳層
[0018]108b、206b:氮氧化硅層
[0019]110、112、119、120、121、122、210、212、221、222:開孔
[0020]114、214:未經(jīng)摻雜的多晶硅層
[0021]115、215:經(jīng)摻雜的多晶硅層
[0022]116、216:光阻層
[0023]118:傾斜角注入工藝
[0024]218:注入工藝
[0025]220:經(jīng)摻雜的多晶硅間隔體
[0026]:寬度
【具體實施方式】
[0027]圖1A至圖1F為依照本發(fā)明的第一實施例所繪出的圖案化工藝的剖面示意圖。應(yīng)注意，附圖僅作為示例性說明，并非用以限定本發(fā)明。
[0028]首先，請參照圖1A，提供待圖案化層104，其具有第一區(qū)域101及第二區(qū)域102。待圖案化層104例如為形成于基底100上的介電層。待圖案化層104的材料例如是氧化物，且其形成方法例如是化學(xué)氣相沉積法。接著，于待圖案化層104上順次形成掩模層106及掩模層108。在本實施例中，掩模層106例如是氮化娃層。掩模層106的形成方法例如是化學(xué)氣相沉積法。另外，在本實施例中，掩模層108例如是由碳層108a及氮氧化娃層108b構(gòu)成的復(fù)合層，其中碳層108a位于掩模層106上，而氮氧化娃層108b位于碳層108a上。掩模層108的形成方法例如是先在掩模層106上通過化學(xué)氣相沉積法來沉積碳層108a，接著在碳層108a上再通過化學(xué)氣相沉積法來沉積氮氧化硅層108b。
[0029]然后，請參照圖1B，將掩模層108圖案化，以于第一區(qū)域101中形成開孔110以及于第二區(qū)域102中形成開孔112。將掩模層108圖案化的方法例如是先在掩模層108上形成圖案化光阻層(未繪出)，再以圖案化光阻層為掩模，進行干式蝕刻工藝來移除未被圖案化光阻層覆蓋的掩模層108，接著再將圖案化光阻層移除。開孔110的寬度W1可以小于開孔112的寬度W2，或是開孔110的寬度W1等于開孔112的寬度W2。
[0030]接著，請參照圖1C，在待圖案化層104上共形地形成未經(jīng)摻雜的多晶硅層114。未經(jīng)摻雜的多晶硅層114的形成方法例如是低溫化學(xué)氣相沉積法。然后，在待圖案化層104上形成覆蓋第二區(qū)域102的光阻層116。光阻層116的形成方法例如是先在整個待圖案化層104上沉積一層光阻材料層(未繪出),再對光阻材料層進行光刻工藝。由于光阻層116的目的僅是用來覆蓋第二區(qū)域102而不需具有特殊圖案，故在進行光刻工藝時可使用1-1ine光掩模來限定出光阻層116即可。
[0031]之后，請參照圖1D，進行傾斜角注入工藝118，以對位于第一開孔110的側(cè)壁及部分底部上的未經(jīng)摻雜的多晶硅層114進行摻雜，以形成經(jīng)摻雜的多晶硅層115。傾斜角注入工藝118所注入的摻雜物例如是硼或氟化硼。
[0032]而后，請參照圖1E，將光阻層116移除。移除光阻層116的方法例如是進行灰化(ashing)處理。接著，將未經(jīng)摻雜的多晶硅層114移除，而留下經(jīng)摻雜的多晶硅層115。移除未經(jīng)摻雜的多晶硅層114的方法例如是濕式蝕刻工藝。在上述的濕式蝕刻工藝中，可利用氨水作為蝕刻液。由于經(jīng)摻雜的多晶硅層115的抗蝕刻特性高于未經(jīng)摻雜的多晶硅層114的抗蝕刻特性，故在濕式蝕刻工藝中可僅移除未經(jīng)摻雜的多晶硅層114而留下經(jīng)摻雜的多晶硅層115。另外，由于對應(yīng)后續(xù)工藝中所欲形成的開孔位置的未經(jīng)摻雜的多晶硅層114已被移除，故經(jīng)摻雜的多晶硅層115可作為后續(xù)工藝中用以限定開孔的掩模層。
[0033]接著，請繼續(xù)參照圖1E，以經(jīng)摻雜的多晶硅層115及經(jīng)圖案化的掩模層108為掩模，移除部分掩模層106，以形成經(jīng)圖案化的掩模層106，且在經(jīng)圖案化的掩模層106中，第一區(qū)域101中形成開孔119，而第二區(qū)域102中形成開孔120。移除部分掩模層106的方法例如是干式蝕刻工藝。在本實施例中，由于形成在第二區(qū)域102中的開孔120是通過經(jīng)圖案化的掩模層108所限定，故開孔120的寬度W4與開孔112的寬度W2是相同的；而形成在第一區(qū)域101中的開孔119，則是通過經(jīng)摻雜的多晶硅層115所限定，故開孔119的寬度W3會小于開孔110的寬度I。因此，本實施例不需使用額外的光掩模即可限定出于后續(xù)工藝中形成不同寬度的開孔的圖案化掩模層。
[0034]接著，請參照圖1F，移除經(jīng)摻雜的多晶硅層115及經(jīng)圖案化的掩模層108。移除經(jīng)摻雜的多晶硅層115及經(jīng)圖案化的掩模層108的方法例如是進行濕式蝕刻工藝或是干式蝕刻工藝。接著，以經(jīng)圖案化的掩模層106為掩模，移除部分待圖案化層104，以于第一區(qū)域101中形成開孔121以及于第二區(qū)域102中形成開孔122。也就是說，在本實施例中，可在蝕刻工藝中同時在待圖案化層104中形成具有不同寬度的開孔。
[0035]圖2A至圖2F為依照本發(fā)明的第二實施例所繪出的圖案化工藝的剖面示意圖。應(yīng)注意，附圖僅作為示例性說明，并非用以限定本發(fā)明。
[0036]首先，請參照圖2A，提供待圖案化層204，其具有第一區(qū)域201及第二區(qū)域202。待圖案化層204例如為形成于基底200上的介電層。待圖案化層204的材料例如是氧化物，且其形成方法例如是化學(xué)氣相沉積法。接著，于待圖案化層204上形成掩模層206。在本實施例中，掩模層206例如是由碳層206a及氮氧化硅層206b構(gòu)成的復(fù)合層，其中碳層206a位于待圖案化層204上，而氮氧化娃層206b位于碳層206a上。掩模層206的形成方法例如是先在待圖案化層204上通過化學(xué)氣相沉積法來沉積碳層206a，接著在碳層206a上再通過化學(xué)氣相沉積法來沉積氮氧化硅層206b。然后，請參照圖2B，將掩模層206圖案化，以于第一區(qū)域201中形成開孔210以及于第二區(qū)域202中形成開孔212。將掩模層206圖案化的方法例如是先在掩模層206上形成圖案化光阻層(未繪出)，再以圖案化光阻層為掩模，進行干式蝕刻工藝來移除未被圖案化光阻層覆蓋的掩模層206，接著再將圖案化光阻層移除。開孔210的寬度W5可以小于開孔212的寬度W6，或是開孔210的寬度W5等于開孔212的寬度W6。
[0037]接著，請參照圖2C，在待圖案化層204上共形地形成未經(jīng)摻雜的多晶硅層214。未經(jīng)摻雜的多晶硅層214的形成方法例如是低溫化學(xué)氣相沉積法。然后，在待圖案化層204上形成覆蓋第二區(qū)域202的光阻層216。光阻層216的形成方法例如是先在整個待圖案化層204上沉積一層光阻材料層(未繪出),再對光阻材料層進行光刻工藝。由于光阻層216的目的僅是用來覆蓋第二區(qū)域202而不需具有特殊圖案，故在進行光刻工藝時可使用簡單光掩模來限定出光阻層216。
[0038]之后，請參照圖2D，進行注入工藝218，以對未被光阻層216覆蓋的未經(jīng)摻雜的多晶硅層214進行摻雜，以形成經(jīng)摻雜的多晶硅層215。注入工藝218所注入的摻雜物例如是硼或氟化硼。注入工藝218可以是傾斜角注入工藝或是垂直注入工藝與傾斜角注入工藝的組合。
[0039]而后，請參照圖2E，將光阻層216移除。移除光阻層216的方法例如是進行灰化處理。接著，將未經(jīng)摻雜的多晶硅層214移除，而留下經(jīng)摻雜的多晶硅層215。移除未經(jīng)摻雜的多晶硅層214的方法例如是濕式蝕刻工藝。在上述的濕式蝕刻工藝中，可利用氨水作為蝕刻液。由于經(jīng)摻雜的多晶硅層215的抗蝕刻特性高于未經(jīng)摻雜的多晶硅層214的抗蝕刻特性，故在濕式蝕刻工藝中可僅移除未經(jīng)摻雜的多晶硅層214而留下經(jīng)摻雜的多晶硅層215。
[0040]接著，請繼續(xù)參照圖2E，將位于經(jīng)圖案化的掩模層206的頂面上及位于開孔210的底部上的經(jīng)摻雜的多晶硅層215移除，以形成位于開孔210的側(cè)壁上的經(jīng)摻雜的多晶硅間隔體220。移除經(jīng)摻雜的多晶硅層215的方法例如是干式蝕刻工藝。
[0041]在本實施例中，在利用化學(xué)氣相沉積法來沉積未經(jīng)摻雜的多晶娃層214時,可對未經(jīng)摻雜的多晶硅層214的沉積厚度進行控制，以在進行干式蝕刻工藝之后形成所需厚度的經(jīng)摻雜的多晶硅間隔體220。經(jīng)摻雜的多晶硅間隔體220可于后續(xù)工藝中作為限定開孔的掩模層。因此，本實施例不需使用額外的光掩模即可限定出于后續(xù)工藝中形成不同寬度開孔的圖案化掩模層。
[0042]接著，請參照圖2F，以經(jīng)摻雜的多晶硅間隔體220及經(jīng)圖案化的掩模層206為掩模，移除部分待圖案化層204，以于第一區(qū)域201中形成開孔221以及于第二區(qū)域202中形成開孔222。詳細(xì)地說，在本實施例中，形成在第二區(qū)域202中的開孔222是通過經(jīng)圖案化的掩模層206所限定，故開孔222的寬度W8與開孔212的寬度W6是相同的；而形成在第一區(qū)域201中的開孔221則是通過經(jīng)摻雜的多晶硅間隔體220來限定，故開孔221的寬度W7會小于開孔210的寬度W5。也就是說，在本實施例中，可在蝕刻工藝中同時在待圖案化層204中形成具有不同寬度的開孔。在本實施例中，可依實際需要調(diào)整經(jīng)摻雜的多晶硅間隔體220的厚度來形成具有不同寬度的開孔221。
[0043]綜上所述，在上述實施例所提出的圖案化工藝中，不需要使用額外的光掩模，即可同時在待圖案化層的不同區(qū)域中形成具有不同寬度的開孔，因而有效地降低工藝復(fù)雜度，并節(jié)省工藝成本。此外，在本發(fā)明實施例中，可依據(jù)不同區(qū)域中的需求，通過控制傾斜角注入工藝中的傾斜角度以及控制間隔體的厚度來調(diào)整各區(qū)域中開孔尺寸之間的差異，而不需額外使用具有特殊圖案的光掩模。
[0044]雖然已以實施例對本發(fā)明進行了如上披露，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明精神和范圍的情況下可作出改變和改進，故本發(fā)明的保護范圍僅由所附權(quán)利要求限定。
【權(quán)利要求】
1.一種圖案化工藝，包括: 提供待圖案化層，所述待圖案化層具有第一區(qū)域及第二區(qū)域； 于所述待圖案化層上順次形成第一掩模層及第二掩模層； 圖案化所述第二掩模層，以于所述第一區(qū)域中形成第一開孔以及于所述第二區(qū)域中形成第二開孔； 于所述第一開孔的側(cè)壁及部分底部上形成經(jīng)摻雜的多晶硅層； 以所述經(jīng)摻雜的多晶硅層及經(jīng)圖案化的第二掩模層為掩模，移除部分所述第一掩模層，以形成經(jīng)圖案化的第一掩模層； 移除所述經(jīng)摻雜的多晶硅層及所述經(jīng)圖案化的第二掩模層；以及以所述經(jīng)圖案化的第一掩模層為掩模，移除部分所述待圖案化層，以于所述第一區(qū)域中形成第三開孔以及于所述第二區(qū)域中形成第四開孔。
2.如權(quán)利要求1所述的圖案化工藝，其中所述第一掩模層包括氮化硅層。
3.如權(quán)利要求1所述的圖案化工藝，其中所述第二掩模層包括由碳層及氮氧化硅層構(gòu)成的復(fù)合層。
4.如權(quán)利要求1所 述的圖案化工藝，其中形成所述經(jīng)摻雜的多晶硅層的方法包括: 于所述待圖案化層上共形地形成未經(jīng)摻雜的多晶硅層； 形成覆蓋所述第二區(qū)域的光阻層； 進行傾斜角注入工藝，以對位于所述第一開孔的側(cè)壁及部分底部上的所述未經(jīng)摻雜的多晶硅層進行摻雜； 移除所述光阻層；以及 移除所述未經(jīng)摻雜的多晶硅層。
5.如權(quán)利要求4所述的圖案化工藝，其中移除所述未經(jīng)摻雜的多晶硅層的方法包括進行濕式蝕刻工藝。
6.一種圖案化工藝，包括: 提供待圖案化層，所述待圖案化層具有第一區(qū)域及第二區(qū)域； 于所述待圖案化層上形成掩模層； 圖案化所述掩模層，以于所述第一區(qū)域中形成第一開孔以及于所述第二區(qū)域中形成第二開孔； 于所述第一開孔的側(cè)壁上形成經(jīng)摻雜的多晶硅間隔體；以及 以所述經(jīng)摻雜的多晶硅間隔體及經(jīng)圖案化的掩模層為掩模，移除部分所述待圖案化層，以于所述第一區(qū)域中形成第三開孔以及于所述第二區(qū)域中形成第四開孔。
7.如權(quán)利要求6所述的圖案化工藝，其中所述掩模層包括碳層及氮氧化硅層構(gòu)成的復(fù)口 /Z^ ο
8.如權(quán)利要求6所述的圖案化工藝，其中形成所述經(jīng)摻雜的多晶硅間隔體的方法包括: 于所述待圖案化層上共形地形成未經(jīng)摻雜的多晶硅層； 形成覆蓋所述第二區(qū)域的光阻層； 進行注入工藝，以對未被所述光阻層覆蓋的所述未經(jīng)摻雜的多晶硅層進行摻雜，以形成經(jīng)摻雜的多晶硅層；移除所述光阻層； 移除所述未經(jīng)摻雜的多晶硅層；以及 移除位于所述經(jīng)圖案化的掩模層的頂面及位于所述第一開孔的底部上的所述經(jīng)摻雜的多晶硅層。
9.如權(quán)利要求8所述的圖案化工藝，其中移除所述未經(jīng)摻雜的多晶硅層的方法包括進行濕式蝕刻工藝。
【文檔編號】H01L21/265GK103972054SQ201310026986
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2013年1月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月24日
【發(fā)明者】郭澤綿 申請人:華邦電子股份有限公司