[發明專利]半導體器件的制造方法

無效

• 申請號: 201110034081.3
• 申請日: 2011-01-28
• 公開（公告）號: CN102446705A
• 公開（公告）日: 2012-05-09
• 發明（設計）人: 李基領;金辰壽
• 申請（專利權）人: 海力士半導體有限公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;H01L21/308
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 顧紅霞;何勝勇

技術領域

本發明涉及半導體器件的制造方法，更具體地說，涉及利用負型間隔物圖案化方法制造半導體器件的方法。

背景技術

目前，大多數電子裝置都包括半導體器件。半導體器件包括例如晶體管、電阻器和電容器等電子元件。這些電子元件被集成到半導體基板上并被設計為執行電子裝置的部分功能。例如，諸如計算機和數碼相機等電子裝置包括用于存儲信息的存儲芯片以及用于控制信息的處理芯片。存儲芯片和處理芯片包括集成到半導體基板上的電子元件。

為了滿足消費者對優性能和低成本的要求，需要增大半導體器件的集成度。集成度的這種增大使得設計規則減小，從而造成半導體器件的圖案持續縮小。雖然芯片總面積與存儲容量的增大成比例地增大，但是隨著半導體器件變為超小型化和高集成化，實際形成有半導體器件圖案的單位單元(cell，又稱為晶胞)面積減小。相應地，因為需要在有限的單位單元面積內形成數量更多的圖案來獲得期望的存儲容量，因此需要形成臨界尺寸尺度縮小的微觀(精細)圖案。

然而，使半導體器件的集成度提高所需的用于實現精細圖案的曝光裝置不能滿足相關技術的快速發展。具體地說，用于對光阻劑(photoresist，又稱為光刻膠或光致抗蝕劑)膜執行曝光和顯影工序的常規曝光裝置在曝光裝置的分辨率能力方面具有極限。

用于形成這種精細圖案的代表方法是雙圖案化技術(DPT)。DPT可以分為雙曝光蝕刻技術(DE2T)和利用間隔物的間隔物圖案化技術(SPT)。DE2T形成以與預定臨界尺寸對應的第一距離間隔開的第一圖案，并且將第一圖案之間的第二圖案曝光以使第一圖案和第二圖案間隔開預定臨界尺寸的一半。

間隔物圖案化技術(SPT)可以分為正型間隔物圖案化技術和負型圖案化技術。通常使用正型間隔物圖案化技術將30nm級半導體器件圖案化。

例如，已經使用常規單圖案化方法形成40nm級器件隔離膜，并且已經使用間隔物圖案化技術形成30nm等級6F2器件隔離膜。然而，當將常規正型間隔物圖案化技術應用于20nm級6F2器件隔離膜來形成有源區時，會產生多種問題，例如器件隔離膜的崩塌、有源區的不足和圖案化裕量的減小。

因此，20nm級6F2器件隔離膜必須形成為線型而不是島型，并且使用埋入式柵極來實現單元隔離。更具體地說，除了用作有效單元柵極的兩個埋入式柵極之外，還需要另兩個埋入式柵極來進行單元隔離。

當形成線型器件隔離膜時，需要將埋入式隔離柵極彼此互連，并且需要在用于操作的柵極線的端部形成相連的墊部。然而，在常規正型間隔物圖案化技術中難以達到上述要求。

發明內容

本發明的各個實施例旨在提供基本上消除由現有技術的限制和缺點造成的一個或多個問題的半導體器件的制造方法。

本發明的目的在于提供能解決現有技術問題的半導體器件的制造方法。根據現有技術，當使用用于實現高集成度半導體器件的線型器件隔離膜時，難以利用正型間隔物圖案化方法來實現6F2結構需要的圖案。

根據本發明的一個方面，一種半導體器件的制造方法包括：在半導體基板上形成分隔線圖案，并且形成與所述分隔線圖案的端部連接的分隔墊圖案；在所述分隔線圖案和所述分隔墊圖案的側壁上形成間隔物絕緣層；在所述間隔物絕緣層之間形成間隙填充層；形成第一切割掩摸圖案以使所述分隔線圖案與所述分隔墊圖案之間的連接部分露出；使用所述第一切割掩摸圖案作為掩摸移除與所述間隔物絕緣層相鄰的所述分隔線圖案和所述間隙填充層；形成包括第一圖案和第二圖案的第二切割掩摸圖案，其中，所述第一圖案與被所述第一切割掩摸圖案露出的區域相鄰并覆蓋所述間隙填充層、與所述間隙填充層相鄰的所述間隔物絕緣層、和與所述間隔物絕緣層相鄰的所述分隔線圖案的一部分，并且所述第二圖案覆蓋所述分隔線圖案、與所述分隔線圖案相鄰的所述間隔物絕緣層、和與所述間隔物絕緣層相鄰的所述間隙填充層的一部分；以及使用所述第二切割掩摸圖案作為掩摸移除所述間隔物絕緣層以在所述半導體基板中形成柵極溝槽。

所述方法還可以包括：在形成所述分隔線圖案和所述分隔墊圖案之前，在所述半導體基板上形成絕緣膜。

在形成所述分隔線圖案和所述分隔墊圖案的過程中，可以對所述絕緣膜的上部進行部分蝕刻來形成絕緣圖案。

使用所述第一切割掩摸圖案作為掩摸來移除所述間隔物絕緣層以及與所述間隔物絕緣層相鄰的所述分隔線圖案和所述間隙填充層的步驟利用所述分隔線圖案或所述間隙填充層與所述間隔物絕緣層之間的蝕刻選擇率差異而不移除所述間隔物絕緣層。

所述方法還可以包括：在形成所述第二切割掩摸圖案之后，形成SOC膜和硬掩摸層。