包括钝化间隔物的半导体器件及其制造方法技术

提供了一种包括钝化间隔物的半导体器件及其制造方法。制造半导体器件的方法包括提供衬底以及在所述衬底上形成层间绝缘层。所述方法包括在所述层间绝缘层中形成初步通孔。所述方法包括在所述初步通孔的内侧表面上形成钝化间隔物。所述方法包括使用所述钝化间隔物作为蚀刻掩模来形成通孔。所述方法包括在所述通孔中形成导电通路。所述钝化间隔物包括与包含在所述层间绝缘层中的绝缘材料不同的绝缘材料。

【技术实现步骤摘要】
包括钝化间隔物的半导体器件及其制造方法相关申请的交叉引用本专利申请要求于2017年10月20日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2017-0136295的优先权，该韩国专利申请的全部公开内容通过引用结合于此。
本专利技术构思的示例性实施例涉及半导体器件，更具体地，涉及包括钝化间隔物的半导体器件及其制造方法。
技术介绍
半导体器件可以相对小、多功能且相对便宜。半导体器件可以分为用于存储数据的存储器件、用于处理数据的逻辑器件以及包括存储元件和逻辑元件两者的混合器件。半导体器件可以表现出相对快的速度和/或相对低的功耗。例如，半导体器件可以具有相对低的工作电压。半导体器件可以具有相对高的集成密度(例如，每区域具有相对大量的元件)。然而，集成密度的增加可能导致半导体器件的可靠性的降低。
技术实现思路
本专利技术构思的示例性实施例提供了一种制造相对高可靠性的半导体器件的方法。本专利技术构思的示例性实施例提供了一种相对高可靠性的半导体器件。根据本专利技术构思的示例性实施例，一种制造半导体器件的方法包括：提供衬底；以及在所述衬底上形成层间绝缘层。所述方法包括在所述层间绝缘层中形成初步通孔。所述方法包括在所述初步通孔的内侧表面上形成钝化间隔物。所述方法包括使用所述钝化间隔物作为蚀刻掩模来形成通孔。所述方法包括在所述通孔中形成导电通路。所述钝化间隔物包括与包含在所述层间绝缘层中的绝缘材料不同的绝缘材料。根据本专利技术构思的示例性实施例，一种半导体器件包括衬底和设置在所述衬底中的第一导线。层间绝缘层设置在所述衬底上。导电通路设置为穿透所述层间绝缘层的下部。所述导电通路电连接至所述第一导线。第一钝化间隔物设置在所述层间绝缘层与所述导电通路之间。所述第一钝化间隔物包括与包含在所述层间绝缘层中的绝缘材料不同的绝缘材料。根据本专利技术构思的示例性实施例，一种制造半导体器件的方法包括提供衬底，所述衬底包括位于所述衬底的上表面下方的第一导线。所述方法包括在所述衬底上形成蚀刻停止层以及在所述蚀刻停止层上形成层间绝缘层。所述方法包括在所述层间绝缘层和所述蚀刻停止层中形成通孔。所述通孔暴露所述第一导线的上表面。所述方法包括在所述通孔的内侧表面上形成钝化间隔物。所述方法包括在所述通孔中形成与所述第一导线连接的导电通路。所述钝化间隔物包括与包含在所述层间绝缘层中的绝缘材料不同的绝缘材料。附图说明通过参考附图详细描述本专利技术构思的示例性实施例，本专利技术构思的上述和其他特征将变得更加明显，在附图中：图1至图9是示出了根据本专利技术构思的示例性实施例的制造半导体器件的方法的截面图；图10至图18是示出了根据本专利技术构思的示例性实施例的制造半导体器件的方法的截面图。具体实施方式图1至图9的截面图示出了根据本专利技术构思的示例性实施例的制造半导体器件的方法。参照图1，可以提供衬底100。衬底100可包括下列材料中的至少一种：半导体材料(例如，硅(Si)、锗(Ge)或它们的任何组合)、导电材料(例如，掺杂多晶硅、金属硅化物、金属、金属氮化物或它们的任何组合)或绝缘材料(例如，高密度等离子体(HDP)氧化物、原硅酸四乙酯(TEOS)、等离子体增强原硅酸四乙酯(PE-TEOS)、O3-原硅酸四乙酯(O3-TEOS)、未掺杂的硅酸盐玻璃(USG)、磷硅酸盐玻璃(PSG)、硼硅酸盐玻璃(BSG)、硼磷硅酸盐玻璃(BPSG)、氟硅酸盐玻璃(FSG)、旋涂玻璃(SOG)、东燃硅氮烷(TonenSilaZene，TOSZ)或它们的任意组合)。衬底100可以具有单层结构或包括多个堆叠层的多层结构。衬底100可以包括例如电气/电子器件(例如晶体管)。第一导线CL1可以设置在衬底100中。第一导线CL1可以电连接至设置在衬底100中的电气/电子器件。第一导线CL1可以在与衬底100的顶表面基本平行的方向上延伸。第一导线CL1可以由掺杂多晶硅、金属硅化物、金属、金属氮化物或它们的任意组合中的至少一种形成或包括掺杂多晶硅、金属硅化物、金属、金属氮化物或它们的任意组合中的至少一种。例如，第一导线CL1可以由铜(Cu)形成或包括铜(Cu)。作为示例，第一导线CL1可以设置在衬底100的顶表面下方。例如，第一导线CL1的上表面可以与衬底100的上表面基本共面。第一导线CL1的底表面可以位于该衬底的底表面上方。因此，第一导线CL1的侧表面和底表面可以被衬底100覆盖，并且第一导线CL1可以位于形成在衬底100中的凹槽中。可以在衬底100上依次形成第二蚀刻停止层200、层间绝缘层300、第一蚀刻停止层410、第二掩模层420、第一牺牲层500、第一掩模层610、第一抗反射层620和第一光刻胶图案630。第二蚀刻停止层200、层间绝缘层300、第一蚀刻停止层410、第二掩模层420、第一牺牲层500、第一掩模层610和第一抗反射层620中的每一个(例如，任一个)或全部可以通过化学气相沉积(CVD)工艺、物理气相沉积(PVD)工艺或原子层沉积(ALD)工艺形成。第一光刻胶图案630的形成可以包括：用光刻胶材料涂覆第一抗反射层620以形成第一光刻胶层，以及对第一光刻胶层执行曝光工艺和显影工艺。例如，曝光工艺可以使用氟化氪(KrF)激光、氟化氩(ArF)激光、氟(F2)激光或极紫外(EUV)光来执行。第一光刻胶图案630可包括第一开口OP1。第一开口OP1可以沿着与衬底100的上表面正交的方向穿透整个第一光刻胶图案630。第一开口OP1可以竖向地与第一导线CL1重叠(例如，沿着与衬底100的上表面正交的方向)。第一开口OP1可限定可以形成在层间绝缘层300中(例如，通过后续工艺)的初步通孔的形状(例如，圆柱形)和位置。第一开口OP1可以被形成为暴露第一抗反射层620的顶表面。第一抗反射层620可构造为吸收用于对第一光刻胶层的曝光工艺的光，从而防止非预期的光学反射。例如，第一抗反射层620可用于防止或抑制第一光刻胶层的非期望部分被光照射。因此，第一光刻胶图案630可以形成为具有预定厚度(例如，沿着与衬底100的上表面正交的方向)。第一抗反射层620可由有机化合物或无机化合物形成或可包括有机化合物或无机化合物。例如，第一抗反射层620可包括蚀刻性质与第一光刻胶层的蚀刻性质类似的有机材料或由该有机材料形成。第一掩模层610可以由相对于第一光刻胶图案630和第一抗反射层620具有蚀刻选择性的材料形成或包括该材料。例如，第一掩模层610可以包括SiON、SiO2、Si3N4、SiCN、多晶硅或它们的任意组合。第一牺牲层500可以由相对于第一掩模层610具有蚀刻选择性的材料形成或包括该材料。第一牺牲层500可由碳基材料形成或包括该碳基材料(例如，碳含量为约80wt％至约99wt％)。例如，第一牺牲层500可包括无定形碳层(ACL)或旋涂硬掩模(SOH)层。第二掩模层420可以由相对于第一牺牲层500具有蚀刻选择性的材料形成或包括该材料。例如，第二掩模层420可以包括原硅酸四乙酯(TEOS)。第一蚀刻停止层410可在蚀刻第二掩模层420的工艺中用作蚀刻停止层。例如，如果检测到在第一蚀刻停止层410中包括(例如，唯一地包括)的至少一种材料，则蚀刻第二掩模层420的工艺可以终止。例如，第一蚀刻停止层410可以包括氮化硅(例如，Si本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制造半导体器件的方法，所述方法包括：提供衬底；在所述衬底上形成层间绝缘层；在所述层间绝缘层中形成初步通孔；在所述初步通孔的内侧表面上形成钝化间隔物；使用所述钝化间隔物作为蚀刻掩模来形成通孔；以及在所述通孔中形成导电通路，其中，所述钝化间隔物包括与包含在所述层间绝缘层中的绝缘材料不同的绝缘材料。

【技术特征摘要】
2017.10.20 KR 10-2017-01362951.一种制造半导体器件的方法，所述方法包括：提供衬底；在所述衬底上形成层间绝缘层；在所述层间绝缘层中形成初步通孔；在所述初步通孔的内侧表面上形成钝化间隔物；使用所述钝化间隔物作为蚀刻掩模来形成通孔；以及在所述通孔中形成导电通路，其中，所述钝化间隔物包括与包含在所述层间绝缘层中的绝缘材料不同的绝缘材料。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述层间绝缘层包括含碳绝缘材料。3.根据权利要求1所述的方法，其中，形成所述初步通孔包括：在所述层间绝缘层上形成第一牺牲层；执行第一各向异性蚀刻工艺，以形成穿透所述层间绝缘层的所述初步通孔；以及去除所述第一牺牲层，其中，所述第一牺牲层包括无定形碳层或旋涂硬掩模。4.根据权利要求3所述的方法，所述方法还包括：在所述层间绝缘层的顶表面和所述初步通孔的内表面上形成钝化层；在所述钝化层上依次形成第二牺牲层和第一掩模层；执行使用所述第一掩模层作为蚀刻掩模的第二各向异性蚀刻工艺，以在所述层间绝缘层上形成第二牺牲图案和在所述初步通孔中形成剩余牺牲图案，并且由所述钝化层在所述初步通孔中形成钝化图案；以及通过使用O2气体的灰化工艺去除所述第二牺牲图案和所述剩余牺牲图案。5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述钝化图案用于防止所述层间绝缘层在所述灰化工艺中暴露于O2气体中。6.根据权利要求4所述的方法，所述方法还包括：在所述第二各向异性蚀刻工艺之前，在所述层间绝缘层的顶表面与所述钝化层之间依次形成第一蚀刻停止层和第二掩模层，其中，通过所述第二各向异性蚀刻工艺将所述第二掩模层图案化，以形成暴露所述第一蚀刻停止层的顶表面的第二掩模图案，通过所述灰化工艺暴露所述第二掩模图案的顶表面。7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述第二掩模图案包括原硅酸四乙酯。8.根据权利要求6所述的方法，所述方法还包括：执行使用所述第二掩模图案作为蚀刻掩模的第三各向异性蚀刻工艺，以在所述层间绝缘层的上部中形成沟槽，其中，所述沟槽被形成为暴露所述层间绝缘层的上内侧表面，所述沟槽和所述初步通孔彼此连接。9.根据权利要求8所述的方法，所述方法还包括：在形成所述层间绝缘层之前，在所述衬底上形成第二蚀刻停止层，其中，执行所述第三各向异性蚀刻工艺，以扩展所述初步通孔，并形成穿透所述第二蚀刻停止层并暴露所述衬底的顶表面的所述通孔。1...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪智硕，尹灿植，文一荣，朴济民，李基硕，韩正勋，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR