使用自组装图案形成存储电容器结构的方法技术

一种使用自组装图案形成存储电容器结构的方法。本发明专利技术描述了电容器结构及在衬底上形成所述电容器结构的方法。所述电容器结构包括具有形成在绝缘保持材料内的多个电容器电极的衬底，以及与所述多个电容器电极接触的项圈层结构，其中所述项圈层结构与多个电容器电极互连并且穿过具有无引导、随机自组装图案的开口使下面的绝缘保持材料露出。此外，可以将绝缘保持材料从电容器结构中去除。所述方法包括使用自组装工艺来形成互连的项圈层结构。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电容器结构和用于在衬底上形成所述电容器结构的方法。
技术介绍
电容器是在制造集成电路时普遍采用的一种构件，例如用在DRAM及其他存储器电路中。电容器由通过非导电介电区分隔开的两个导电电极构成。随着集成电路密度的增加，存在尽管减小电容器面积但仍维持足够高的存储电容的持续挑战。密度的增加通常导致电容器在水平尺寸上的减少比竖直尺寸上的减少更为显著。在许多情况下，电容器的竖直尺寸增加。制造电容器的一种方式是首先形成绝缘材料，在所述绝缘材料中形成电容器存储节点电极。例如，可以在这样的形成电容器电极的绝缘材料中制造用于各电容器的电容器电极开口的阵列，其中示例性材料是掺杂有磷和硼中的一者或两者的二氧化硅。电容器电极开口可以通过蚀刻来形成。可能难以在绝缘材料内蚀刻这样的开口，特别是在开口深的情况下。此外，在开口内已形成各电容器电极之后，经常期望蚀刻掉大部分(如果不是全部)的形成电容器电极的材料。这样的去除使得电极的外侧壁表面能够为将形成的电容器提供增加的面积和由此而引起的增加的电容量。然而，形成在深开口中的电容器电极经常相应地高度远大于宽度，即具有大纵横比特征。这可能导致电容器电极在下述任一过程期间发生倾倒：(i)在进行蚀刻以露出外侧壁表面期间；(ii)在运送衬底期间；和/或(iii)在沉积电容器介电层和/或外电容器电极层期间等等。需要将用于提供结构支撑的技术与电容器电极的制造结合以防止电极倾倒。<br>
技术实现思路
本专利技术的实施方案涉及一种电容器结构和用于在衬底上形成所述电容器结构的方法。根据一个实施方案，描述了一种电容器结构和在衬底上形成所述电容器结构的方法。电容器结构包括具有形成在绝缘保持材料内的多个电容器电极的衬底，以及与所述多个电容器电极接触的项圈层(collarlayer)结构，其中项圈层结构与所述多个电容器电极互连并且通过具有无引导、随机自组装图案的开口露出下面的绝缘保持材料。此外，可以将绝缘保持材料从电容器结构中去除。所述方法包括使用自组装工艺来形成互连项圈层结构。根据另一实施方案，描述了一种形成电容器结构的方法。该方法包括：提供具有形成在绝缘保持材料内的多个电容器电极的衬底，其中衬底还包括与所述多个电容器电极接触的项圈层。该方法还包括在项圈层上制备自组装层，其中自组装聚合物层具有与第二域(domain)呈相分离的第一域；选择性地去除自组装聚合物层的第一域，同时保留自组装聚合物层的第二域，以在衬底上形成无引导、随机的自组装图案；以及将无引导、随机的自组装图案转移至项圈层中并且贯穿项圈层，以生成与所述多个电容器电极互连的项圈层结构，该项圈层结构具有穿过该项圈层结构的使下面的绝缘保持材料露出的开口。根据另一实施方案，描述了一种电容器结构。所述电容器结构包括具有形成在绝缘保持材料内的多个电容器电极的衬底，以及与所述多个电容器电极接触的项圈层结构，其中项圈层结构与所述多个电容器电极互连，并且通过具有无引导、随机自组装图案的开口使下面的绝缘保持材料露出。根据又一实施方案，描述了一种电容器结构。所述电容器结构包括具有多个电容器电极的衬底和与多个电容器电极接触的项圈层结构，其中项圈层结构与所述多个电容器电极互连，同时提供穿过项圈层结构的具有无引导、随机的自组装图案的开口。附图说明在附图中：图1A至图1J提供了示出形成电容器结构的方法的一系列截面图和顶视图；图2A至图2F提供了示出形成根据一个实施方案的电容器结构的方法的一系列截面图和顶视图；以及图3提供了示出形成根据一个实施方案的电容器结构的方法的流程图。具体实施方式在以下描述中，出于说明的目的而非限制性地阐述了具体细节，例如电容器结构的具体几何形状、电容器结构中使用的各种构件和工艺的描述。然而，应当理解的是，本专利技术可以在脱离这些具体细节的其他实施方案中实践。类似地，出于说明的目的，为了提供本专利技术的全面理解，阐述了具体的数量、材料和配置。然而，本专利技术可以在没有具体细节的情况下实施。另外，应当理解的是，附图中所示的各种实施方案是示例性的表示并且不一定按比例绘制。以最有助于理解本专利技术的方式将各种操作描述为依次进行的多个分立操作。然而，描述的顺序不应被解释为暗示这些操作一定是顺序相关的。特别地，这些操作不需要以示出的顺序进行。所描述的操作可以以与所描述的实施方案不同的顺序来进行。可以进行各种附加操作和/或在附加实施方案中可以省略所描述的操作。本文所使用的“衬底(substrate)”一般是指根据本专利技术的被处理的对象。衬底可以包括装置的任意材料部分或结构，特别是半导体或其他电子器件，并且例如可以是基础衬底结构(例如半导体晶片)或在基础衬底结构上或覆盖在基础衬底结构上的层例如薄膜。衬底可以是常规的硅衬底或包括半导体材料的层的其他块状衬底。如本文所使用的，术语“块状衬底”不仅是指以及包括硅晶片，而且是指以及包括绝缘体上硅(“SOI”)衬底(例如蓝宝石上硅(“SOS”)衬底和玻璃上硅(“SOG”)衬底)、在基础半导体基底(basesemiconductorfoundation)上的硅的外延层以及其他半导体或光电材料(例如硅-锗、锗、砷化镓、氮化镓和磷化铟)。衬底可以是经掺杂的或不掺杂的。因此，无意于将衬底限于任何具体的基础结构、下层或上覆层、图案化结构或未图案化结构，而是被理解为包括任意这样的层或基础结构、以及上述层和/或基础结构的任意组合。以下的描述可能涉及特定类型的衬底，但这是仅为了说明的目的而非进行限制。如本文所使用的，术语“辐射敏感材料”是指并且包括感光材料例如光致抗蚀剂。如本文所使用的，术语“聚合物嵌段”是指以及包括一组单一类型(即，均聚物嵌段)或多种类型(即，共聚物嵌段)的结构单元的多单体单元形成为一定长度的连续的聚合物链，所述一定长度的连续的聚合物链形成长度更长的更大的聚合物中的部分，并且与不同单体类型的其他聚合物嵌段呈现出足以发生相分离的χN值。χ是弗洛里-哈金斯(Flory-Huggins)相互作用参数，N是嵌段共聚物的总聚合度。根据本专利技术的实施方案，在较大的共聚物中一个聚合物嵌段与至少一个其他聚合物嵌段的χN值可以等于或大于约10.5。如本文所使用的，术语“嵌段共聚物”是指以及包括有下述链构成的聚合物：其中，每个链包含如上所限定的两个或更多个聚合物嵌段并且所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种形成电容器结构的方法，包括：提供具有形成在绝缘保持材料内的多个电容器电极的衬底，所述衬底还包括与所述多个电容器电极接触的项圈层；在所述项圈层上制备自组装聚合物层，所述自组装聚合物层具有与第二域呈相分离的第一域；选择性地去除所述自组装聚合物层的所述第一域，同时保留所述自组装聚合物层的所述第二域，以在所述衬底上形成无引导、随机的自组装图案；以及将所述无引导、随机的自组装图案转移至所述项圈层中并且贯穿所述项圈层，以生成与所述多个电容器电极互连的项圈层结构，所述项圈层结构具有穿过所述项圈层结构的使下面的绝缘保持材料露出的开口。

【技术特征摘要】
2014.11.13 US 62/079,197;2015.05.22 US 14/720,2791.一种形成电容器结构的方法，包括：
提供具有形成在绝缘保持材料内的多个电容器电极的衬底，所述衬底
还包括与所述多个电容器电极接触的项圈层；
在所述项圈层上制备自组装聚合物层，所述自组装聚合物层具有与第
二域呈相分离的第一域；
选择性地去除所述自组装聚合物层的所述第一域，同时保留所述自组
装聚合物层的所述第二域，以在所述衬底上形成无引导、随机的自组装图
案；以及
将所述无引导、随机的自组装图案转移至所述项圈层中并且贯穿所述
项圈层，以生成与所述多个电容器电极互连的项圈层结构，所述项圈层结
构具有穿过所述项圈层结构的使下面的绝缘保持材料露出的开口。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：
通过在所述项圈层结构中的所述开口去除所述绝缘保持材料的至少
一部分。
3.根据权利要求2所述的方法，还包括：
在所述多个电容器电极之上形成电容器介电层；以及
在所述电容器介电层之上形成至少一个第二电容器电极。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个电容器电极中的至少
一个电容器电极具有通过直径和高度表征的圆柱形状。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述至少一个电容器电极的根
据高度与直径的比所测量的纵横比超过5比1。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个电容器电极中的至少
一个电容器电极由TiN构成。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个电容器电极中的至少
一个电容器电极是具有外侧壁和底部的圆柱形状壳体，所述圆柱形状壳体
通过直径和高度表征。
8.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜浩英，
申请(专利权)人：东京毅力科创株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP