專利名稱：自行對準(zhǔn)接觸窗開口的制造方法與內(nèi)連線結(jié)構(gòu)及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體元件及其制造方法，特別是涉及一種自行對準(zhǔn)接觸窗開口的制造方法與內(nèi)連線結(jié)構(gòu)及其內(nèi)連線的制造方法。
背景技術(shù)：
目前超大規(guī)模集成電路(ULSI)制程解析度(分辨率)已經(jīng)發(fā)展到0.18微米以下，即深度對寬度或直徑的比例愈來愈大，金屬和半導(dǎo)體的接觸窗也愈來愈小，因此要如何克服愈來愈小的線寬，防止接觸窗發(fā)生對準(zhǔn)失誤(Misalignment)，已成為半導(dǎo)體業(yè)界的研發(fā)重點。
為了克服愈來愈小的線寬以及防止接觸窗發(fā)生對準(zhǔn)失誤，通常許多半導(dǎo)體元件會采用自行對準(zhǔn)接觸窗(self-aligned contact，SAC)的設(shè)計。特別是，若欲使基底中的摻雜區(qū)與形成在基底上方的導(dǎo)線結(jié)構(gòu)電性連接，則可以采用自行對準(zhǔn)接觸窗的設(shè)計來達(dá)成。
請參閱圖1A至圖1D所示，是現(xiàn)有習(xí)知一種自行對準(zhǔn)接觸窗的制造流程及結(jié)構(gòu)剖面示意圖。
首先請參閱圖1A所示，該自行對準(zhǔn)接觸窗的制造流程及結(jié)構(gòu)，是提供基底100，基底100上已形成有數(shù)個具有頂蓋層108的閘極結(jié)構(gòu)110，且每一閘極結(jié)構(gòu)110還包括有閘介電層102、多晶硅層104以及硅化金屬層106，其中多晶硅層104以及硅化金屬層106是為閘極導(dǎo)電層。
接著，請參閱圖1B所示，在閘極結(jié)構(gòu)110的側(cè)壁形成間隙壁112。
之后，請參閱圖1C所示，在基底100上沉積氧化硅介電層114，以覆蓋閘極結(jié)構(gòu)110。然后，圖案化介電層114，以在相鄰二個閘極結(jié)構(gòu)110之間形成自行對準(zhǔn)接觸窗開口116。之后，再填入導(dǎo)電材料，以形成自行對準(zhǔn)接觸窗118(如圖1D所示)。
然而，在形成自行對準(zhǔn)接觸窗開口116的過程中，由于氧化硅介電層114對于氮化硅頂蓋層108的蝕刻選擇比不夠高(約10-20)，因此在圖案化介電層114的過程中，會因頂蓋層108逐漸被移除而可能造成下方的閘極導(dǎo)電層(多晶硅層104與硅化金屬層106)被裸露出來(如圖1C所示)，如此會使得后續(xù)所形成的自行對準(zhǔn)接觸窗118與裸露的閘極導(dǎo)電層(多晶硅層104與硅化金屬層106)短路(如圖1D所示)。
由此可見，上述現(xiàn)有的自行對準(zhǔn)接觸窗開口的制造方法與內(nèi)連線結(jié)構(gòu)及其制造方法仍存在有缺陷，而亟待加以進一步改進。為了解決現(xiàn)有的制造方法與內(nèi)連線結(jié)構(gòu)的缺陷，相關(guān)廠商莫不費盡心思來謀求解決之道，但長久以來一直未見適用設(shè)計被發(fā)展完成，此顯然是相關(guān)業(yè)者急欲解決的問題。
有鑒于上述現(xiàn)有的自行對準(zhǔn)接觸窗開口的制造方法與內(nèi)連線結(jié)構(gòu)及其制造方法存在的缺陷，本發(fā)明人基于從事此類產(chǎn)品設(shè)計制造多年豐富實務(wù)經(jīng)驗及專業(yè)知識，積極加以研究創(chuàng)新，以創(chuàng)設(shè)一種新的自行對準(zhǔn)接觸窗開口的制造方法與內(nèi)連線結(jié)構(gòu)及其制造方法，使其更具有實用性。經(jīng)過不斷的研究、設(shè)計，并經(jīng)反復(fù)試作樣品及改進后，終于創(chuàng)設(shè)出確具實用價值的本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于，克服上述現(xiàn)有的自行對準(zhǔn)接觸窗開口的制造方法與內(nèi)連線結(jié)構(gòu)及其制造方法存在的缺陷，而提供一種新的自行對準(zhǔn)接觸窗開口的制造方法與內(nèi)連線結(jié)構(gòu)及其內(nèi)連線的制造方法，所要解決的主要技術(shù)問題是使其可以解決現(xiàn)有習(xí)知的在相鄰二個閘極結(jié)構(gòu)之間進行自行對準(zhǔn)接觸窗開口制程時，由于介電層對于頂蓋層的蝕刻選擇比不夠高，而可能使得閘極導(dǎo)電層被裸露出來，進而造成短路的問題，從而更具有實用性，且具有產(chǎn)業(yè)上的利用價值。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出的一種自行對準(zhǔn)接觸窗開口的制造方法，其包括以下步驟提供一基底，該基底上已形成有一閘介電層、一閘極導(dǎo)電層與一頂蓋層；在該頂蓋層上形成一保護層，其中該保護層的移除速率小于該頂蓋層的移除速率；圖案化該保護層、該頂蓋層與該閘極導(dǎo)電層，以形成覆蓋有該保護層的復(fù)數(shù)個閘極結(jié)構(gòu)；在該些閘極結(jié)構(gòu)的側(cè)壁形成一間隙壁；在該基底上方形成一介電層，以覆蓋該些閘極結(jié)構(gòu)與該保護層；以及圖案化該介電層，以在相鄰的其中二該些閘極結(jié)構(gòu)之間形成一自行對準(zhǔn)接觸窗開口，暴露出該基底表面。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進一步實現(xiàn)。
前述的自行對準(zhǔn)接觸窗開口的制造方法，其中所述的介電層對該保護層的移除速率的比值是大于30。
前述的自行對準(zhǔn)接觸窗開口的制造方法，其中所述的介電層對該頂蓋層的移除速率的比值是介于10至20之間。
前述的自行對準(zhǔn)接觸窗開口的制造方法，其中所述的保護層的材質(zhì)包括一金屬材料。
前述的自行對準(zhǔn)接觸窗開口的制造方法，其中所述的金屬材料是選自鎢、氮化鎢與氮化鈦其中之一。
前述的自行對準(zhǔn)接觸窗開口的制造方法，其中在該些閘極結(jié)構(gòu)的側(cè)壁形成該間隙壁的步驟之后，與在該基底上方形成該介電層的步驟之前，更包括移除部分的該保護層，以保留下預(yù)定形成的自行對準(zhǔn)接觸窗開口處的該保護層。
前述的自行對準(zhǔn)接觸窗開口的制造方法，其中在圖案化該保護層、該頂蓋層與該閘極導(dǎo)電層的步驟中，更包括同時圖案化該閘介電層，以暴露出該基底表面。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提出的一種內(nèi)連線的制造方法，其包括以下步驟提供一基底，該基底上已形成有一閘介電層、一閘極導(dǎo)電層與一頂蓋層；在該頂蓋層上形成一保護層，其中該保護層的移除速率小于該頂蓋層的移除速率；圖案化該保護層、該頂蓋層與該閘極導(dǎo)電層，以形成覆蓋有該保護層的復(fù)數(shù)個閘極結(jié)構(gòu)；在該些閘極結(jié)構(gòu)的側(cè)壁形成一間隙壁；在該基底上方形成一介電層，以覆蓋該些閘極結(jié)構(gòu)與該保護層；圖案化該介電層，以在相鄰的其中二該些閘極結(jié)構(gòu)之間形成一自行對準(zhǔn)接觸窗開口，暴露出該基底表面；在該自行對準(zhǔn)接觸窗開口中填入一導(dǎo)電材料，以形成一自行對準(zhǔn)接觸窗；以及在該介電層上形成一導(dǎo)線結(jié)構(gòu)，以覆蓋該自行對準(zhǔn)接觸窗。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進一步實現(xiàn)。
前述的內(nèi)連線的制造方法，其中所述的介電層對該保護層的移除速率的比值是大于30。
前述的內(nèi)連線的制造方法，其中所述的介電層對該頂蓋層的移除速率的比值是介于10至20之間。
前述的內(nèi)連線的制造方法，其中所述的保護層的材質(zhì)包括一金屬材料。
前述的內(nèi)連線的制造方法，其中所述的金屬材料是選自鎢、氮化鎢與氮化鈦其中之一。
前述的內(nèi)連線的制造方法，其中在該些閘極結(jié)構(gòu)的側(cè)壁形成該間隙壁的步驟之后，與在該基底上方形成該介電層的步驟之前，更包括移除部分的該保護層，以保留下預(yù)定形成的自行對準(zhǔn)接觸窗開口處的該保護層。
前述的內(nèi)連線的制造方法，其中在圖案化該保護層、該頂蓋層與該閘極導(dǎo)電層的步驟中，更包括同時圖案化該閘介電層，以暴露出該基底表面。
前述的內(nèi)連線的制造方法，其中所述的導(dǎo)線結(jié)構(gòu)的形成方法包括進行金屬鑲嵌制程。
前述的內(nèi)連線的制造方法，其中所述的導(dǎo)線結(jié)構(gòu)的形成方法包括在該介電層上形成一導(dǎo)線材料層，以覆蓋該自行對準(zhǔn)接觸窗；以及圖案化該導(dǎo)線材料層，以定義出該導(dǎo)線結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提出的一種內(nèi)連線結(jié)構(gòu)，其包括復(fù)數(shù)個閘極結(jié)構(gòu)，配置在一基底上，其中每一該些閘極結(jié)構(gòu)具有一閘介電層、一閘極導(dǎo)電層以及一頂蓋層；一保護層，配置在該些閘極結(jié)構(gòu)的頂部；一間隙壁，配置在該些閘極結(jié)構(gòu)的側(cè)壁；一介電層，覆蓋該保護層、該基底以及該些閘極結(jié)構(gòu)；一自行對準(zhǔn)接觸窗，配置于其中二相鄰的該些閘極結(jié)構(gòu)之間的該介電層中，其中該自行對準(zhǔn)接觸窗是與該保護層鄰接；以及一導(dǎo)線結(jié)構(gòu)，配置在該介電層上，且該導(dǎo)線結(jié)構(gòu)是與該自行對準(zhǔn)接觸窗電性連接。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進一步實現(xiàn)。
前述的內(nèi)連線結(jié)構(gòu)，其中所述的保護層的材質(zhì)包括一金屬材料。
前述的內(nèi)連線結(jié)構(gòu)，其中所述的金屬材料是選自鎢、氮化鎢與氮化鈦其中之一。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點和有益效果。由以上技術(shù)方案可知，為了達(dá)到前述發(fā)明目的，本發(fā)明的主要技術(shù)內(nèi)容如下本發(fā)明提出一種自行對準(zhǔn)接觸窗開口的制造方法，該方法是先提供一基底，該基底上已形成有閘介電層、閘極導(dǎo)電層與頂蓋層。之后，在頂蓋層上形成保護層，其中保護層的移除速率小于頂蓋層的移除速率。接著，圖案化保護層、頂蓋層與閘極導(dǎo)電層，以形成數(shù)個覆蓋保護層的閘極結(jié)構(gòu)。然后，在這些閘極結(jié)構(gòu)的側(cè)壁形成間隙壁。繼之，在基底上方形成介電層，以覆蓋這些閘極結(jié)構(gòu)與保護層。隨后，圖案化介電層，以在相鄰二個閘極結(jié)構(gòu)之間形成自行對準(zhǔn)接觸窗開口。
由于在本發(fā)明的自行對準(zhǔn)接觸窗開口的制造方法中，在閘極結(jié)構(gòu)上方覆蓋有移除速率比頂蓋層低的保護層，所以在進行圖案化介電層時，保護層比現(xiàn)有習(xí)知的頂蓋層更不易被移除。因此，可以解決現(xiàn)有制造方法在圖案化介電層的過程中，閘極導(dǎo)電層可能被裸露出來的問題，故可以避免后續(xù)在所形成的自行對準(zhǔn)接觸窗會與閘極導(dǎo)電層產(chǎn)生短路的問題。
本發(fā)明又提出一種內(nèi)連線的制造方法，該方法是先提供一基底，該基底上已形成有閘介電層、閘極導(dǎo)電層與頂蓋層。之后，在頂蓋層上形成保護層，其中保護層的移除速率小于頂蓋層的移除速率。接著，圖案化保護層、頂蓋層與閘極導(dǎo)電層，以形成數(shù)個覆蓋有保護層的閘極結(jié)構(gòu)。然后，在這些閘極結(jié)構(gòu)的側(cè)壁形成間隙壁。繼之，在基底上方形成介電層，以覆蓋這些閘極結(jié)構(gòu)與保護層。隨后，圖案化介電層，以在相鄰二個閘極結(jié)構(gòu)之間形成自行對準(zhǔn)接觸窗開口。之后，在自行對準(zhǔn)接觸窗開口中填入導(dǎo)電材料，以形成自行對準(zhǔn)接觸窗。然后，在介電層上形成導(dǎo)線結(jié)構(gòu)，以覆蓋自行對準(zhǔn)接觸窗。
由于在本發(fā)明的內(nèi)連線的制造方法中，在閘極結(jié)構(gòu)上方覆蓋有移除速率比頂蓋層低的保護層，所以在進行圖案化介電層時，保護層比現(xiàn)有習(xí)知的頂蓋層更不易被移除。因此，可以解決現(xiàn)有習(xí)知在圖案化介電層的過程中，閘極導(dǎo)電層可能被裸露出來的問題，故可以避免自行對準(zhǔn)接觸窗會與閘極導(dǎo)電層產(chǎn)生短路的問題。
此外，上述的制造方法除了應(yīng)用于一般元件的內(nèi)連線制程外，更可應(yīng)用于記憶體(即內(nèi)存、存儲器，以下均稱為記憶體)元件中，以使基底中的摻雜區(qū)藉由自行對準(zhǔn)接觸窗與上方的位元線電性連接。
本發(fā)明還提出一種內(nèi)連線的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括有數(shù)個閘極結(jié)構(gòu)、保護層、間隙壁、介電層、自行對準(zhǔn)接觸窗與導(dǎo)線結(jié)構(gòu)，且這些閘極結(jié)構(gòu)包括閘介電層、閘極導(dǎo)電層以及頂蓋層。其中，這些閘極結(jié)構(gòu)是配置在基底上。此外，保護層是配置在這些閘極結(jié)構(gòu)的頂部。另外，間隙壁是配置在這些閘極結(jié)構(gòu)的側(cè)壁。此外，介電層是覆蓋保護層、基底以及這些閘極結(jié)構(gòu)。另外，自行對準(zhǔn)接觸窗是配置于相鄰的二個閘極結(jié)構(gòu)之間的介電層中，其中該自行對準(zhǔn)接觸窗是與保護層鄰接。此外，導(dǎo)線結(jié)構(gòu)是配置在介電層上，且該導(dǎo)線結(jié)構(gòu)是與自行對準(zhǔn)接觸窗電性連接。
在本發(fā)明的內(nèi)連線的結(jié)構(gòu)中，在閘極結(jié)構(gòu)上方覆蓋有保護層，該保護層的配置可以保護閘極結(jié)構(gòu)，避免在圖案化介電層的過程中，自行對準(zhǔn)接觸窗與閘極導(dǎo)電層接觸而造成短路。
綜上所述，本發(fā)明特殊的自行對準(zhǔn)接觸窗開口的制造方法與內(nèi)連線結(jié)構(gòu)及其制造方法，可解決現(xiàn)有技術(shù)在相鄰二個閘極結(jié)構(gòu)之間進行自行對準(zhǔn)接觸窗開口制程時，由于介電層對于頂蓋層的蝕刻選擇比不夠高，而可能使得閘極導(dǎo)電層被裸露出來，進而造成短路的問題，而更具有實用性。其具有上述諸多優(yōu)點及實用價值，并在同類制造方法及產(chǎn)品中未見有類似方法及結(jié)構(gòu)公開發(fā)表或使用而確屬創(chuàng)新，不論在制造方法、結(jié)構(gòu)或功能上皆有較大改進，在技術(shù)上有較大進步，較現(xiàn)有技術(shù)具有增進的多項功效，從而更加適于實用，而具有產(chǎn)業(yè)的廣泛利用價值，誠為一新穎、進步、實用的新設(shè)計。
上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，并可依照說明書的內(nèi)容予以實施，以下以本發(fā)明的較佳實施例并配合附圖詳細(xì)說明如后。


圖1A至圖1D是現(xiàn)有習(xí)知的一種自行對準(zhǔn)接觸窗的制造流程及結(jié)構(gòu)剖面示意圖。
圖2A至圖2E是依照本發(fā)明的一較佳實施例的一種內(nèi)連線的制造流程及結(jié)構(gòu)剖面示意圖。
100、200基底102、202、202a閘介電層104、204、204a多晶硅層 106、205、205a硅化金屬層108、208、208a頂蓋層110、212閘極結(jié)構(gòu)
112、214間隙壁114、216、216a介電層116、218自行對準(zhǔn)接觸窗開口118、220自行對準(zhǔn)接觸窗206、206a閘極導(dǎo)電層 210、210a、210b保護層224導(dǎo)線結(jié)構(gòu)具體實施方式
以下結(jié)合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的自行對準(zhǔn)接觸窗開口的制造方法與內(nèi)連線結(jié)構(gòu)及其制造方法其具體制造方法、步驟、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。
請參閱圖2A至圖2E所示，是依照本發(fā)明一較佳實施例的一種內(nèi)連線的制造流程及結(jié)構(gòu)剖面示意圖。
首先請參閱圖2A所示，本發(fā)明較佳實施例的內(nèi)連線的制造方法，是先提供基底200，且基底200上已形成有閘介電層202、閘極導(dǎo)電層206與頂蓋層208。其中，閘介電層202的材質(zhì)例如是氧化硅。閘極導(dǎo)電層206例如是由多晶硅層204與硅化金屬層205所構(gòu)成，而硅化金屬層205的材質(zhì)例如是硅化鎢或硅化鈦。而頂蓋層208的材質(zhì)例如是氮化硅。
之后，請繼續(xù)參閱圖2A所示，在頂蓋層208上形成保護層210。其中，保護層210的移除速率小于頂蓋層208的移除速率。保護層210的材質(zhì)例如是金屬材料，且該金屬材料例如是鎢、氮化鎢或氮化鈦。此外，保護層210的形成方法例如是進行化學(xué)氣相沉積法。
接著，請參閱圖2B所示，圖案化保護層210、頂蓋層208、閘極導(dǎo)電層206與閘介電層202，以形成數(shù)個覆蓋有保護層210a的閘極結(jié)構(gòu)212。其中，閘極結(jié)構(gòu)212是包括有圖案化的頂蓋層208a、閘極導(dǎo)電層206a與閘介電層202a，且閘極導(dǎo)電層206a是由多晶硅層204a與硅化金屬層205a所構(gòu)成。
此外，在另一較佳實施例中，該圖案化步驟是進行至閘極導(dǎo)電層206a，而保留下閘介電層202。而該閘介電層202是在后續(xù)形成自行對準(zhǔn)接觸窗開口的步驟中再移除之，以使基底200裸露出來。
然后，請繼續(xù)參閱圖2B，在閘極結(jié)構(gòu)212的側(cè)壁形成間隙壁214。其中，間隙壁214的形成方法是先在基底200上形成共形的間隙壁材料層(圖中未示)，該間隙壁材料層的材質(zhì)例如是氮化硅。然后，以非等向蝕刻該間隙壁材料層而形成間隙壁214。
隨后，請參閱圖2C所示，移除部分的保護層210a，以保留下預(yù)定形成的自行對準(zhǔn)接觸窗開口處的保護層210b。在另一較佳實施例中，移除部分的保護層210a的步驟是可省略，而保留原先圖2B中的保護層210a。
繼之，請繼續(xù)參閱圖2C所示，在基底200上方形成介電層216，以覆蓋閘極結(jié)構(gòu)212與保護層210b。其中，介電層216的材質(zhì)例如氧化硅。在一較佳實施例中，介電層216是由無摻雜硅玻璃層(氧化硅)與摻雜硅玻璃層(硼磷硅玻璃)所構(gòu)成，而形成介電層216的方法例如是先利用化學(xué)氣相沉積法形成硼磷硅玻璃，以覆蓋閘極結(jié)構(gòu)212與保護層210b。之后，再利用化學(xué)氣相沉積法在硼磷硅玻璃上形成氧化硅。其中，氧化硅介電層的反應(yīng)氣體例如是四乙基硅酸酯(tetra-ethyl-ortho-silicate，簡稱TEOS)。
特別值得一提的是，保護層210b會與介電層216之間具有高的蝕刻選擇比。而且介電層216對保護層210b的移除速率的比值大于介電層216對頂蓋層208a的移除速率的比值。在一較佳實施例中，介電層216對保護層210b的移除速率的比值例如是大于30，而介電層216對頂蓋層208a的移除速率的比值例如是介于10至20之間。
隨后，請參閱圖2D，圖案化介電層216，以在相鄰二個閘極結(jié)構(gòu)212之間形成自行對準(zhǔn)接觸窗開口218。其中，圖案化介電層216的方法例如是進行微影制程以及干式蝕刻制程。
此外，值得一提的是，由于在閘極結(jié)溝212上方覆蓋有保護層210b，且介電層216對保護層210b的蝕刻選擇比大于介電層216對頂蓋層208a的蝕刻選擇比，所以現(xiàn)有技術(shù)中因頂蓋層208a被移除而可能造成閘極導(dǎo)電層206a(硅化金屬層205a與多晶硅層204a)被裸露出來的問題，在本發(fā)明中并不會發(fā)生。亦即保護層210b相較現(xiàn)有技術(shù)的頂蓋層208a更不易被蝕刻，故保護層210b可以有效地阻擋蝕刻的侵蝕，并且發(fā)揮保護下方的閘極結(jié)構(gòu)212的功用，所以在進行圖案化介電層216時，閘極結(jié)構(gòu)212不會被裸露出來。
之后，請參閱圖2E所示，在自行對準(zhǔn)接觸窗開口218中填入導(dǎo)電材料，以形成自行對準(zhǔn)接觸窗220。其中，導(dǎo)電材料例如是金屬鎢或是多晶硅等導(dǎo)電材料，而導(dǎo)電材料的填入方法例如是先在介電層216a上形成導(dǎo)電材料，且該導(dǎo)電材料至少填滿自行對準(zhǔn)接觸窗開口218，然后以回蝕刻法或是化學(xué)機械研磨法去除開口218以外的導(dǎo)電材料。
然后，請繼續(xù)參閱圖2E所示，在介電層216a上形成導(dǎo)線結(jié)構(gòu)224，且該導(dǎo)線結(jié)構(gòu)224是與自行對準(zhǔn)接觸窗220電性連接。其中，導(dǎo)線結(jié)構(gòu)224的形成方法例如是進行金屬鑲嵌制程。該金屬鑲嵌制程例如是先在介電層216a上形成另一層介電層(圖中未示)，其中，該介電層具有溝渠(圖中未示)，以暴露出自行對準(zhǔn)接觸窗220。然后，在溝渠中填入導(dǎo)線材料層(圖中未示)。其中，導(dǎo)線材料層的材質(zhì)例如是鎢或銅等導(dǎo)線材料。接著，以化學(xué)機械研磨法去除溝渠以外的導(dǎo)線材料層。
此外，在另一較佳實施例中，導(dǎo)線結(jié)構(gòu)224的形成方法，例如是先在介電層216a上形成導(dǎo)線材料層(圖中未示)，以覆蓋自行對準(zhǔn)接觸窗220。其中，該導(dǎo)線材料層例如是鎢或鋁等導(dǎo)線材料。接著，進行微影蝕刻制程，以定義出導(dǎo)線結(jié)構(gòu)224。
由于在本發(fā)明在形成自行對準(zhǔn)接觸窗的過程中，在閘極結(jié)構(gòu)上方覆蓋有移除速率比頂蓋層低的保護層，所以在進行圖案化介電層時，保護層比現(xiàn)有技術(shù)的頂蓋層更不易被移除。因此，可以解決現(xiàn)有技術(shù)在圖案化介電層的過程中，閘極導(dǎo)電層可能被裸露出來的問題，故可以避免自行對準(zhǔn)接觸窗會與閘極導(dǎo)電層產(chǎn)生短路的問題。
此外，上述的制造方法除了應(yīng)用于一般元件的內(nèi)連線制程外，更可應(yīng)用于記憶體元件中，以使基底中的摻雜區(qū)藉由自行對準(zhǔn)接觸窗與上方的位元線的電性連接。若上述的制程是應(yīng)用于記憶體元件中，上述的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)224則是位元線，而自動對準(zhǔn)接觸窗220則是位元線接觸窗。
以下將針對利用上述方法所得的結(jié)構(gòu)加以說明。請參閱圖2E所示，該結(jié)構(gòu)包括數(shù)個閘極結(jié)構(gòu)212、保護層210b、間隙壁214、介電層216a、自行對準(zhǔn)接觸窗220與導(dǎo)線結(jié)構(gòu)224，且這些閘極結(jié)構(gòu)212包括閘介電層202a、多晶硅層204a、硅化金屬層205a以及頂蓋層208a，且多晶硅層204a與硅化金屬層205a是為閘極導(dǎo)電層206a。
其中，這些閘極結(jié)構(gòu)212是配置在基底200上。此外，保護層210b是配置在這些閘極結(jié)構(gòu)212的頂部。其中，保護層210b的材質(zhì)例如是金屬材料，且該金屬材料例如是鎢、氮化鎢或氮化鈦。
另外，間隙壁214是配置在這些閘極結(jié)構(gòu)212的側(cè)壁。此外，介電層216a是覆蓋保護層210b、基底200以及這些閘極結(jié)構(gòu)212。
另外，自行對準(zhǔn)接觸窗220是配置于相鄰的二個閘極結(jié)構(gòu)212之間的介電層216a中，且自行對準(zhǔn)接觸窗220是與保護層210b鄰接。其中，自行對準(zhǔn)接觸窗220的材質(zhì)例如是金屬鎢或是多晶硅等導(dǎo)電材料。
此外，導(dǎo)線結(jié)構(gòu)224是配置在介電層216a上，且該導(dǎo)線結(jié)構(gòu)224是與自行對準(zhǔn)接觸窗220電性連接。其中，導(dǎo)線結(jié)構(gòu)224的材質(zhì)例如是鎢、鋁或是銅等導(dǎo)線材料。
在本發(fā)明的內(nèi)連線的結(jié)構(gòu)中，在閘極結(jié)構(gòu)上方覆蓋有保護層，且該保護層的配置可以保護閘極結(jié)構(gòu)，從而可以避免在圖案化介電層的過程中使閘極導(dǎo)電層暴露出來，而造成后續(xù)所形成的自行對準(zhǔn)接觸窗與閘極導(dǎo)電層接觸而短路。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的方法及技術(shù)內(nèi)容作出些許的更動或修飾為等同變化的等效實施例，但是凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種自行對準(zhǔn)接觸窗開口的制造方法，其特征在于其包括以下步驟提供一基底，該基底上已形成有一閘介電層、一閘極導(dǎo)電層與一頂蓋層；在該頂蓋層上形成一保護層，其中該保護層的移除速率小于該頂蓋層的移除速率；圖案化該保護層、該頂蓋層與該閘極導(dǎo)電層，以形成覆蓋有該保護層的復(fù)數(shù)個閘極結(jié)構(gòu)；在該些閘極結(jié)構(gòu)的側(cè)壁形成一間隙壁；在該基底上方形成一介電層，以覆蓋該些閘極結(jié)構(gòu)與該保護層；以及圖案化該介電層，以在相鄰的其中二該些閘極結(jié)構(gòu)之間形成一自行對準(zhǔn)接觸窗開口，暴露出該基底表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自行對準(zhǔn)接觸窗開口的制造方法，其特征在于其中所述的介電層對該保護層的移除速率的比值是大于30。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自行對準(zhǔn)接觸窗開口的制造方法，其特征在于其中所述的介電層對該頂蓋層的移除速率的比值是介于10至20之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自行對準(zhǔn)接觸窗開口的制造方法，其特征在于其中所述的保護層的材質(zhì)包括一金屬材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的自行對準(zhǔn)接觸窗開口的制造方法，其特征在于其中所述的金屬材料是選自鎢、氮化鎢與氮化鈦其中之一。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自行對準(zhǔn)接觸窗開口的制造方法，其特征在于其中在該些閘極結(jié)構(gòu)的側(cè)壁形成該間隙壁的步驟之后，與在該基底上方形成該介電層的步驟之前，更包括移除部分的該保護層，以保留下預(yù)定形成的自行對準(zhǔn)接觸窗開口處的該保護層。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自行對準(zhǔn)接觸窗開口的制造方法，其特征在于其中在圖案化該保護層、該頂蓋層與該閘極導(dǎo)電層的步驟中，更包括同時圖案化該閘介電層，以暴露出該基底表面。
8.一種內(nèi)連線的制造方法，其特征在于其包括以下步驟提供一基底，該基底上已形成有一閘介電層、一閘極導(dǎo)電層與一頂蓋層；在該頂蓋層上形成一保護層，其中該保護層的移除速率小于該頂蓋層的移除速率；圖案化該保護層、該頂蓋層與該閘極導(dǎo)電層，以形成覆蓋有該保護層的復(fù)數(shù)個閘極結(jié)構(gòu)；在該些閘極結(jié)構(gòu)的側(cè)壁形成一間隙壁；在該基底上方形成一介電層，以覆蓋該些閘極結(jié)構(gòu)與該保護層；圖案化該介電層，以在相鄰的其中二該些閘極結(jié)構(gòu)之間形成一自行對準(zhǔn)接觸窗開口，暴露出該基底表面；在該自行對準(zhǔn)接觸窗開口中填入一導(dǎo)電材料，以形成一自行對準(zhǔn)接觸窗；以及在該介電層上形成一導(dǎo)線結(jié)構(gòu)，以覆蓋該自行對準(zhǔn)接觸窗。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的內(nèi)連線的制造方法，其特征在于其中所述的介電層對該保護層的移除速率的比值是大于30。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的內(nèi)連線的制造方法，其特征在于其中所述的介電層對該頂蓋層的移除速率的比值是介于10至20之間。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的內(nèi)連線的制造方法，其特征在于其中所述的保護層的材質(zhì)包括一金屬材料。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的內(nèi)連線的制造方法，其特征在于其中所述的金屬材料是選自鎢、氮化鎢與氮化鈦其中之一。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的內(nèi)連線的制造方法，其特征在于其中在該些閘極結(jié)構(gòu)的側(cè)壁形成該間隙壁的步驟之后，與在該基底上方形成該介電層的步驟之前，更包括移除部分的該保護層，以保留下預(yù)定形成的自行對準(zhǔn)接觸窗開口處的該保護層。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的內(nèi)連線的制造方法，其特征在于其中在圖案化該保護層、該頂蓋層與該閘極導(dǎo)電層的步驟中，更包括同時圖案化該閘介電層，以暴露出該基底表面。
15.根據(jù)權(quán)利要求8所述的內(nèi)連線的制造方法，其特征在于其中所述的導(dǎo)線結(jié)構(gòu)的形成方法包括進行金屬鑲嵌制程。
16.根據(jù)權(quán)利要求8所述的內(nèi)連線的制造方法，其特征在于其中所述的導(dǎo)線結(jié)構(gòu)的形成方法包括在該介電層上形成一導(dǎo)線材料層，以覆蓋該自行對準(zhǔn)接觸窗；以及圖案化該導(dǎo)線材料層，以定義出該導(dǎo)線結(jié)構(gòu)。
17.一種內(nèi)連線結(jié)構(gòu)，其特征在于其包括復(fù)數(shù)個閘極結(jié)構(gòu)，配置在一基底上，其中每一該些閘極結(jié)構(gòu)具有一閘介電層、一閘極導(dǎo)電層以及一頂蓋層；一保護層，配置在該些閘極結(jié)構(gòu)的頂部；一間隙壁，配置在該些閘極結(jié)構(gòu)的側(cè)壁；一介電層，覆蓋該保護層、該基底以及該些閘極結(jié)構(gòu)；一自行對準(zhǔn)接觸窗，配置于其中二相鄰的該些閘極結(jié)構(gòu)之間的該介電層中，其中該自行對準(zhǔn)接觸窗是與該保護層鄰接；以及一導(dǎo)線結(jié)構(gòu)，配置在該介電層上，且該導(dǎo)線結(jié)構(gòu)是與該自行對準(zhǔn)接觸窗電性連接。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的內(nèi)連線結(jié)構(gòu)，其特征在于其中所述的保護層的材質(zhì)包括一金屬材料。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的內(nèi)連線結(jié)構(gòu)，其特征在于其中所述的金屬材料是選自鎢、氮化鎢與氮化鈦其中之一。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于一種自行對準(zhǔn)接觸窗開口的制造方法與內(nèi)連線結(jié)構(gòu)及其制造方法，該自行對準(zhǔn)接觸窗開口的制造方法，是先提供已形成有閘介電層、閘極導(dǎo)電層與頂蓋層的基底。之后，在頂蓋層上形成保護層，其中保護層的移除速率小于頂蓋層的移除速率。接著，圖案化保護層、頂蓋層與閘極導(dǎo)電層，以形成數(shù)個閘極結(jié)構(gòu)。然后，在閘極結(jié)構(gòu)的側(cè)壁形成間隙壁。繼之，在基底上方形成介電層，以覆蓋閘極結(jié)構(gòu)與保護層。隨后，圖案化介電層，以形成自行對準(zhǔn)接觸窗開口。本發(fā)明由于閘極結(jié)構(gòu)頂部覆蓋有低移除速率的保護層，所以可以避免在圖案化介電層的過程中閘極導(dǎo)電層被裸露出來。
文檔編號H01L21/02GK1591785SQ0315664
公開日2005年3月9日 申請日期2003年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月5日
發(fā)明者管式凡, 吳國堅 申請人:南亞科技股份有限公司