存儲(chǔ)器制造工藝及以其制造的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種存儲(chǔ)器制造工藝及以其制造的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)。首先提供基底，基底中有溝渠及埋入溝渠中的導(dǎo)線，且基底上有陣列區(qū)，其中各個(gè)導(dǎo)線有一陣列部分位于陣列區(qū)中。在基底上定義與陣列區(qū)分離的接觸區(qū)，其中各個(gè)導(dǎo)線有一接觸部分位于接觸區(qū)中。對(duì)在導(dǎo)線的接觸部分之間的基底進(jìn)行蝕刻至低于導(dǎo)線的頂部，以在導(dǎo)線的接觸部分之間形成間隙。接著以絕緣層填充間隙。
【專利說(shuō)明】存儲(chǔ)器制造工藝及以其制造的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是有關(guān)于一種存儲(chǔ)器制造工藝，且特別是有關(guān)于一種避免埋入式導(dǎo)線彎曲的存儲(chǔ)器制造工藝及以其制造的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]為了增加晶體管通道長(zhǎng)度、充分利用基底空間、增加不同層級(jí)導(dǎo)線間距離等目的，可在基底中形成埋入式導(dǎo)線。
[0003]舉例而言，當(dāng)動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)的集成度增加超過(guò)一定程度時(shí)，傳統(tǒng)平面式晶體管的通道長(zhǎng)會(huì)過(guò)短而造成短通道效應(yīng)等，且元件尺寸的縮小也減少字符線及位元線之間的距離，從而引發(fā)寄生電容。通過(guò)將字符線形成為位于基底中的埋入式導(dǎo)線，即可解決以上問(wèn)題。
[0004]埋入式字符線通過(guò)其位在接觸區(qū)中的末端部分與導(dǎo)電插塞電性連接。習(xí)知形成埋入式字符線的工藝為:對(duì)一區(qū)域中的基底材料進(jìn)行蝕刻，以形成凹穴(cavity)而定義出接觸區(qū)；用旋涂式介電(SOD)膜填充凹穴；進(jìn)行蝕刻以在陣列區(qū)的基底中及填充在接觸區(qū)中的SOD膜中形成多個(gè)溝渠；執(zhí)行濕式清洗(wet clean)處理；在各個(gè)溝渠中形成閘極氧化膜，接著在溝渠中形成埋入式字符線。
[0005]因?yàn)槁袢胧阶址€的位于接觸區(qū)的部分形成在SOD膜中，且因?yàn)橛蓾袷角逑刺幚硭鸬娜菁{埋入式字符線的溝渠的關(guān)鍵尺寸(CD)的偏差在SOD膜中較大，故埋入式導(dǎo)線在接觸區(qū)中顯示出較大的線彎曲問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供一種存儲(chǔ)器制造工藝及以其制造的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)。
[0007]本發(fā)明提供一種存儲(chǔ)器制造工藝，其能夠解決先前技術(shù)的上述問(wèn)題。
[0008]本發(fā)明另提供一種存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)，其由上述工藝制造。
[0009]本發(fā)明的存儲(chǔ)器制造工藝如下。提供基底，其中有多個(gè)溝渠及位在溝渠中的多個(gè)導(dǎo)線，且其上有陣列區(qū)，各個(gè)導(dǎo)線有一陣列部分位于陣列區(qū)中。在基底上定義與陣列區(qū)分離的接觸區(qū)，其中各導(dǎo)線有一接觸部分位于接觸區(qū)中。對(duì)在導(dǎo)線的接觸部分之間的基底進(jìn)行蝕刻至低于導(dǎo)線頂部，以在導(dǎo)線的接觸部分之間形成間隙。接著以絕緣層填充間隙。
[0010]在一實(shí)施例中，上述存儲(chǔ)器制造工藝還包括在各導(dǎo)線的接觸部分上形成至少一接觸插塞。
[0011]在一實(shí)施例中，上述存儲(chǔ)器制造工藝還包括在蝕刻基底之后、填充間隙之前，形成覆蓋導(dǎo)線的接觸部分的實(shí)質(zhì)上共形的保護(hù)層。上述存儲(chǔ)器制造工藝可還包括:在各導(dǎo)線的接觸部分上，穿過(guò)上述保護(hù)層而形成至少一接觸插塞。
[0012]在一實(shí)施例中，上述存儲(chǔ)器制造工藝中的上述絕緣層包括旋涂式介電(SOD )層。以此種絕緣層填充上述間隙的步驟可包括:在基底上涂布一旋涂式介電材料，將此旋涂式介電材料致密化，以及通過(guò)化學(xué)機(jī)械研磨(CMP)移除在上述間隙之外的經(jīng)致密化的旋涂式介電材料。
[0013]在一實(shí)施例中，上述存儲(chǔ)器制造工藝中所提供的基底上有用以定義上述溝渠的圖案化罩幕層，且在蝕刻上述導(dǎo)線的接觸部分之間的基底之前，先對(duì)接觸區(qū)中的該圖案化罩幕層進(jìn)行蝕刻。
[0014]在一實(shí)施例中，上述存儲(chǔ)器制造工藝中的上述導(dǎo)線為動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)的字符線。
[0015]在一實(shí)施例中，上述存儲(chǔ)器制造工藝中的接觸區(qū)的寬度(W)為500nm到550nm。
[0016]在一實(shí)施例中，上述存儲(chǔ)器制造工藝中經(jīng)蝕刻的基底的頂部比上述導(dǎo)線的頂部低7.5 ?IOnm0
[0017]本發(fā)明的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)包括基底、多個(gè)導(dǎo)線及絕緣層。基底中有多個(gè)溝渠，且基底上有陣列區(qū)及與陣列區(qū)分離的接觸區(qū)，其中在接觸區(qū)中的基底的表面低于接觸區(qū)外的基底的表面。各個(gè)導(dǎo)線填充在溝渠中，且各個(gè)導(dǎo)線有一陣列部分位于陣列區(qū)中及一接觸部分位于接觸區(qū)中，其中接觸部分突出在接觸區(qū)中的基底的表面之上。絕緣層填充在接觸區(qū)中的導(dǎo)線的接觸部分的凸出部分之間的間隙中。
[0018]在一實(shí)施例中，上述存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)還包括位于各導(dǎo)線的接觸部分上的至少一接觸插塞。
[0019]在一實(shí)施例中，上述存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)還包括覆蓋在導(dǎo)線的接觸部分上的實(shí)質(zhì)共形的保護(hù)層。此結(jié)構(gòu)可還包括位于各導(dǎo)線的接觸部分上且穿過(guò)上述保護(hù)層的至少一接觸插塞。
[0020]在一實(shí)施例中，上述存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)中的絕緣層包括旋涂式介電層。
[0021 ] 在一實(shí)施例中，上述存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)中的上述導(dǎo)線為動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)的字符線。
[0022]在一實(shí)施例中，上述存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)中的接觸區(qū)的寬度為500nm到550nm。
[0023]在一實(shí)施例中，在上述存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)中的接觸區(qū)中，基底的表面比上述導(dǎo)線的接觸部分的頂部低7.5?10nm。
[0024]在本發(fā)明中，因?yàn)榻佑|區(qū)是在埋入式導(dǎo)線形成在基底中之后被定義的，且因?yàn)榕c旋涂式介電層相比，在基底材料中由濕式清洗處理所引起的容納埋入式導(dǎo)線的溝渠的CD偏差較小，故可避免埋入式導(dǎo)線彎曲。
[0025]此外，因?yàn)榭稍诓挥绊戧嚵袇^(qū)中的蓋層(cap layer)的情況下單獨(dú)蝕刻接觸區(qū)中的埋入式導(dǎo)線的蓋層，故可以氮化物層之類的保護(hù)層覆蓋埋入式導(dǎo)線。氮化物層可在以絕緣層填充導(dǎo)線的接觸部分的間隙的步驟中移除，以利進(jìn)行用以形成埋入式導(dǎo)線的接觸窗的接觸孔洞的蝕刻工藝。
[0026]為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說(shuō)明如下。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0027]圖1A、圖2A、圖3及圖4為本發(fā)明一實(shí)施例的存儲(chǔ)器制造工藝的剖面圖，而圖1B為圖1A的上視圖以及圖2B為圖2A的上視圖，其中圖1A為沿圖1B的線A-A或線B-B的剖面圖以及圖2A為沿圖2B的線A-A的剖面圖。
[0028]附圖標(biāo)記說(shuō)明:[0029]100:基底；
[0030]100a:基底的初始表面基線；
[0031]102:陣列區(qū)；
[0032]104:非陣列區(qū)；
[0033]106:圖案化罩幕層；
[0034]108:墊氧化層；
[0035]110:溝渠；
[0036]112:導(dǎo)線；
[0037]112a:陣列部分；
[0038]112b:非陣列部分；
[0039]112c:接觸部分；
[0040]112d:突出部分；
[0041]114:薄絕緣層；
[0042]116:圖案化光致抗蝕劑層；
[0043]118:接觸區(qū)；
[0044]120:間隙；
[0045]130:保護(hù)層；
[0046]134:絕緣層；
[0047]138:介電層；
[0048]140:接觸孔洞；
[0049]142:接觸插塞；
[0050]H:高度差；
[0051]W:寬度。
【具體實(shí)施方式】
[0052]以下將基于實(shí)施例并參照附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，但其并非用以限制本發(fā)明的范圍。
[0053]圖1A、圖2A、圖3及圖4為本發(fā)明一實(shí)施例的存儲(chǔ)器制造工藝的剖面圖，而圖1B為圖1A的上視圖以及圖2B為圖2A的上視圖，其中圖1A為沿圖1B的線A-A或線B-B的剖面圖以及圖2A為沿圖2B的線A-A的剖面圖。
[0054]請(qǐng)參照?qǐng)D1A及1B，提供基底100，其具有陣列區(qū)102及非陣列區(qū)104，其上有圖案化罩幕層106，且其中有以圖案化罩幕層106定義的多個(gè)溝渠110及埋入溝渠110中的多個(gè)導(dǎo)線112。基底100可為硅基底。圖案化罩幕層106的材質(zhì)可為氮化硅(SiN)，且可形成在墊氧化層108形成在基底100上之后。各個(gè)導(dǎo)線112可用薄絕緣層114與溝渠110周?chē)幕?00相隔，此薄絕緣層114的材質(zhì)可為氧化硅。埋入式導(dǎo)線112可為DRAM的字符線。
[0055]各導(dǎo)線112包括一陣列部分112a位于陣列區(qū)102中以及一非陣列部分112b位于非陣列區(qū)104中，其中非陣列部分112b與陣列部分112a接觸。各導(dǎo)線112的頂面通常比基底100的頂面低約60?65nm。導(dǎo)線112的材質(zhì)可為金屬材料，例如TiN或TiN/W。
[0056]請(qǐng)參照?qǐng)D2A及2B，在基底100的非陣列區(qū)104中定義與陣列區(qū)102分離的接觸區(qū)118，其中各導(dǎo)線112有一接觸部分112c位于接觸區(qū)118中。接觸區(qū)118可由其中有暴露出接觸區(qū)118的對(duì)應(yīng)開(kāi)口的圖案化光致抗蝕劑層116所定義。接觸區(qū)118的寬度W (或是接觸區(qū)118的在埋入式導(dǎo)線112延伸方向上的尺寸)可為500nm到550nm。
[0057]之后，以圖案化光致抗蝕劑層116為罩幕，對(duì)在導(dǎo)線112的接觸部分112c間的基底100進(jìn)行蝕刻至低于導(dǎo)線112的頂部，以在接觸部分112c間形成多個(gè)間隙120 (圖2A)。經(jīng)蝕刻的基底100的頂部與導(dǎo)線112的接觸部分112c的頂部之間的高度差H可為7.5nm到10nm。此處，基底100的初始表面基線IOOa以點(diǎn)線標(biāo)示。
[0058]請(qǐng)參照?qǐng)D3，形成實(shí)質(zhì)上共形的保護(hù)層130 (例如SiN層)，其覆蓋在導(dǎo)線112的接觸部分112c的突出部分112d的側(cè)壁及頂部上。接著，以絕緣層134填充導(dǎo)線112的接觸部分112c之間的間隙120。絕緣層134可包括旋涂式介電(SOD)層，其可以下列步驟形成:在基底100上涂布SOD材料，再將所涂布的SOD材料致密化，并接著以化學(xué)機(jī)械研磨(CMP)移除在間隙120之外的致密化的SOD材料。SOD材料可為聚硅氮烷(polysilazane)。
[0059]此外，在移除位于間隙120之外的致密化的SOD材料之后，可以繼續(xù)進(jìn)行CMP工藝來(lái)移除位于埋入式導(dǎo)線112的接觸部分112c的突出部分112d的頂部上的保護(hù)層130，以利進(jìn)行隨后的接觸孔洞形成工藝。
[0060]請(qǐng)參照?qǐng)D4，在絕緣結(jié)構(gòu)上形成介電層138，其通常具有高于基底100的初始表面基線IOOa的頂面。之后，在各埋入式導(dǎo)線112的接觸部分112c上方，通過(guò)非等向性蝕刻以在介電層138中形成至少一接觸孔洞140。特別注意的是，因?yàn)楦綀D所示的其他導(dǎo)線112的接觸孔洞無(wú)法在同一剖面中被看見(jiàn)，故圖4僅示出只在一個(gè)埋入式導(dǎo)線112的接觸部分112c上方的一個(gè)接觸孔洞140。接著，在形成在介電層138中的各個(gè)接觸孔洞140中形成接觸插塞142。
[0061]圖4也示出本發(fā)明一實(shí)施例的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的剖面圖，而此存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的上視圖可參照?qǐng)D2B。
[0062]請(qǐng)參照?qǐng)D2B及4，存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)包括基底100、多個(gè)導(dǎo)線112、保護(hù)層130、絕緣層134、介電層138，以及多個(gè)接觸插塞142。
[0063]基底100中有多個(gè)溝渠110且上有陣列區(qū)102及與陣列區(qū)102分離的接觸區(qū)118，其中接觸區(qū)118中的基底100的表面低于接觸區(qū)118外的基底100的表面。各導(dǎo)線112填充在溝渠110中，且具有一陣列部分112a位于陣列區(qū)102中及一接觸部分112c位于接觸區(qū)118中，其中接觸部分112c突出在接觸區(qū)118中的基底100的表面之上。
[0064]保護(hù)層130以實(shí)質(zhì)共形的方式覆蓋在導(dǎo)線112的接觸部分112c的突出部分112d上。在接觸區(qū)118中，絕緣層134填充在導(dǎo)線112的接觸部分112c的突出部分112d之間的間隙120中。介電層138覆蓋上述結(jié)構(gòu)。接觸插塞142配置在介電層138中且穿過(guò)保護(hù)層130，以與導(dǎo)線112的接觸部分112c接觸，其中依照電性的需求，可在各個(gè)接觸部分112c上形成一或多個(gè)接觸插塞142。存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的上述部件的合適材料已在上文中提及，故在此不再贅述。
[0065]因?yàn)榻佑|區(qū)是在埋入式導(dǎo)線形成在基底中之后被定義的，且因?yàn)榕c旋涂式介電層相比，在基底材料中由濕式清洗處理所引起的容納埋入式導(dǎo)線的溝渠的CD偏差較小，故可避免埋入式導(dǎo)線彎曲。
[0066]此外，因?yàn)榭稍诓挥绊戧嚵袇^(qū)中的蓋層的情況下單獨(dú)蝕刻接觸區(qū)中的埋入式導(dǎo)線的蓋層，故可以氮化物層之類的保護(hù)層覆蓋埋入式導(dǎo)線。氮化物層可在以絕緣層填充導(dǎo)線的接觸部分之間的間隙的步驟中移除，以利進(jìn)行用以形成埋入式導(dǎo)線的接觸窗的接觸孔洞的蝕刻工藝。
[0067]最后應(yīng)說(shuō)明的是:以上各實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種存儲(chǔ)器制造工藝，其特征在于，包括: 提供基底，其中該基底中有多個(gè)溝渠及埋入至該些溝渠中的多個(gè)導(dǎo)線，該基底有陣列區(qū)，且各該導(dǎo)線有陣列部分位于該陣列區(qū)中； 在該基底上定義與該陣列區(qū)分離的接觸區(qū)，其中各該導(dǎo)線有接觸部分位于該接觸區(qū)中； 對(duì)在該些導(dǎo)線的該些接觸部分之間的該基底進(jìn)行蝕刻至低于該些導(dǎo)線的頂部，以在該些導(dǎo)線的該些接觸部分之間形成多個(gè)間隙；以及 以絕緣層填充該些間隙。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)器制造工藝，其特征在于，還包括:在各該導(dǎo)線的該接觸部分上形成至少一接觸插塞。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)器制造工藝，其特征在于，還包括:在蝕刻該基底之后、填充該些間隙之前，形成覆蓋該些導(dǎo)線的該些接觸部分的實(shí)質(zhì)上共形的保護(hù)層。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的存儲(chǔ)器制造工藝，其特征在于，還包括:在各該導(dǎo)線的該接觸部分上，穿過(guò)該保護(hù)層而形成至少一接觸插塞。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)器制造工藝，其特征在于，該絕緣層包括旋涂式介電層。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的存儲(chǔ)器制造工藝，其特征在于，以該絕緣層填充該些間隙的步驟包括:` 在該基底上涂布旋涂式介電材料； 將該旋涂式介電材料致密化；以及 通過(guò)化學(xué)機(jī)械研磨移除在該些間隙之外的經(jīng)致密化的該旋涂式介電材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)器制造工藝，其特征在于，所提供的該基底上有用以定義該些溝渠的圖案化罩幕層，且在蝕刻該些導(dǎo)線的該些接觸部分之間的該基底之前，先對(duì)該接觸區(qū)中的該圖案化罩幕層進(jìn)行蝕刻。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)器制造工藝，其特征在于，該些導(dǎo)線為動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器的字符線。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)器制造工藝，其特征在于，該接觸區(qū)的寬度為500nm到550nmo
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)器制造工藝，其特征在于，經(jīng)蝕刻的該基底的頂部比該些導(dǎo)線的頂部低7.5~10nm。
11.一種存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括: 基底，該基底中有多個(gè)溝渠，且該基底上有陣列區(qū)及與該陣列區(qū)分離的接觸區(qū)，其中在該接觸區(qū)中的該基底的表面低于在該接觸區(qū)外的該基底的表面； 多個(gè)導(dǎo)線，各該導(dǎo)線埋入至各該溝渠中，且具有陣列部分位于該陣列區(qū)中及接觸部分位于該接觸區(qū)中，其中該接觸部分突出在該接觸區(qū)中的該基底的該表面之上；以及 絕緣層，填充在該接觸區(qū)中的該些導(dǎo)線的該些接觸部分的突出部分之間的間隙中。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括位于各該導(dǎo)線的該接觸部分上的至少一接觸插塞。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括覆蓋在該些導(dǎo)線的該些接觸部分上的實(shí)質(zhì)上共形的保護(hù)層。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括位于各該導(dǎo)線的該接觸部分上且穿過(guò)該保護(hù)層的至少一接觸插塞。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)，其特征在于，該絕緣層包括旋涂式介電層。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)，其特征在于，該些導(dǎo)線為動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器的字符線。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)，其特征在于，該接觸區(qū)的寬度為500nm到550nmo
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)，其特征在于，在該接觸區(qū)中，該基底的表面比該些導(dǎo)線的該些 接觸部分的頂部低7.5~10nm。
【文檔編號(hào)】H01L27/108GK103633094SQ201310347150
【公開(kāi)日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2013年8月9日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月21日
【發(fā)明者】威維克蓋普藍(lán), 羅伯克爾, 蔡鴻明 申請(qǐng)人:南亞科技股份有限公司