刻蚀停止结构及制造方法，以及半导体器件及制造方法技术

通过在第一结构上淀积金属氧化物材料以及退火该淀积的金属氧化物材料，在第一结构上形成刻蚀停止层。在刻蚀停止层上形成第二结构，以及使用刻蚀停止层作为刻蚀停止，通过第二结构刻蚀形成部分。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体上涉及半导体器件的领域，更具体本专利技术涉及刻蚀停止结构和半导体器件的制造中使用的方法。
技术介绍
在半导体器件的制造中刻蚀停止层的使用是公知技术。除指示用于除去重叠的一个层或多个层的刻蚀工序的终点之外，刻蚀停止层用于在刻蚀工序过程中保护任意下面的一个层或多个层。但是，当刻蚀停止层上形成的层的湿法刻蚀过程中刻蚀停止层的边缘接近导电层时，发生与刻蚀停止层的常规使用冲突的一个缺点。在此情况下，湿法刻蚀工序中使用的蚀刻剂可以渗入刻蚀停止层和导电层之间，由此导致对刻蚀停止层下面的一个层或多个层造成损坏。下面在圆柱形存储单元电容器的制造范围中给出该问题的例子。图1A至1F是用于说明制造存储单元的方法的示意性剖面图，其中其电容器的底电极具有圆柱状结构。首先参考图1A，在半导体衬底5的表面中形成多个杂质区(未示出)。然后在衬底5上形成层间介质(ILD)10，以及在ILD 10中有选择地刻蚀接触焊盘孔15，以露出各个杂质区。然后用各个接触焊盘20填充接触孔15。然后，在ILD10上连续地形成第一刻蚀停止层25、支撑绝缘层30、第二刻蚀停止层35、模制层40以及抗反射膜45，如图所示。第一和第二刻蚀停止层25和35典型地由氮化硅(Si3N4)形成。然后，如图1B所示，在抗反射膜45上形成光刻胶薄膜图形50，此后抗反射膜45、模制层40、第二刻蚀停止层35、支撑绝缘层30以及第一刻蚀停止层25全都被刻蚀，以限定露出各个接触焊盘20的节点孔55。这里，刻蚀工序典型地是干法刻蚀和湿法刻蚀工序。在此情况下，参考图1C，模制层40和支撑绝缘层30的侧壁部分可能被腐蚀，导致第一和第二刻蚀停止层25和35的露出边缘突出。同样，通过湿法刻蚀可能除去ILD 10的上表面部分，导致从接触焊盘20的上端部从ILD 10的表面突出。再参考图1C，在节点孔55的侧壁和底壁上保形地形成存储节点60。存储节点60典型地由氮化钛(TiN)形成。然后，在所得结构上形成牺牲层65，以便填充节点孔55。然后，如图1D所示，牺牲层65和存储节点60被平整(典型地通过CMP)，以露出模制层40的上表面部分。在图1D中，平整的牺牲层由参考数字75表示，以及平整的存储节点由参考数字70表示。接下来参考图1E，执行湿法刻蚀工序，以除去模制层40(图1D)和牺牲层75(图1D)。在该工序中使用的湿法蚀刻剂相对于存储节点70和氮化硅刻蚀停止层35必须显示出刻蚀选择率。但是，令人遗憾地，实际上，氮化硅刻蚀停止层35和25容易被用于除去模制和牺牲层的湿法蚀刻剂腐蚀。结果，参考图1E的参考数字A1和A2，湿法蚀刻剂易于渗入存储节点70和刻蚀停止层35和25之间，因此分别损坏下面的绝缘层30和ILD 10。现在转向图1F，主要通过在存储节点70的露出表面上保形地淀积介质层80以及然后在结构上形成极板节点层85完成存储单元，如图所示。注意存储单元的电容性元件90由存储节点70、介质层80以及极板节点层85构成。如上所述，常规刻蚀停止层的使用可能导致制造问题。例如，当在刻蚀停止层上形成的层的湿法刻蚀过程中，刻蚀停止层的边缘紧靠导电层时。在制造圆柱形电容器电极的情况下，在模制和牺牲层的去除过程中，湿法蚀刻剂可能渗入刻蚀停止层和存储节点之间，由此导致对刻蚀停止层下面的一个层或多个层造成损坏。
技术实现思路
根据本专利技术的一方面，提供一种制造半导体器件的方法，该方法包括通过在第一结构上淀积金属氧化物材料，以及退火该淀积的金属氧化物材料，在第一结构上形成刻蚀停止层，在刻蚀停止层上形成第二结构，以及使用刻蚀停止层作为刻蚀停止，通过第二结构刻蚀形成部分。根据本专利技术的另一方面，提供一种形成刻蚀停止层的方法，该刻蚀停止层对湿法刻蚀有充分的抵抗力，该方法包括在下面的结构上淀积金属氧化物材料，以及退火淀积的金属氧化物材料，以获得刻蚀停止层。根据本专利技术的又一方面，提供一种制造半导体器件的方法，该方法包括在衬底的表面上形成第一层间介质(ILD)层，在第一ILD层的第一接触孔内形成第一导电层，在第一ILD层和第一导电层上形成刻蚀停止层，其中通过淀积金属氧化物材料和退火淀积的金属氧化物材料形成该刻蚀停止层，在刻蚀停止层上形成第二ILD层，使用刻蚀停止层作为刻蚀停止，在第二ILD层中刻蚀第二接触孔，第二接触孔在第一导电层上对准，除去第二接触孔内的刻蚀停止层的露出部分，以及在电接触第一导电层的第二接触孔中形成第二导电层。根据本专利技术的再一方面，提供再一种制造半导体器件的方法，该方法包括在衬底的表面上形成隔开的第一和第二栅极结构，以及位于衬底表面上的第一和第二栅极结构之间的第一导电层，在第一和第二栅极结构以及第一导电层上形成第一层间介质(ILD)层。在第一ILD层上形成刻蚀停止层，其中通过淀积金属氧化物材料以及退火淀积的金属氧化物材料形成刻蚀停止层，在刻蚀停止层上形成第二ILD层，使用刻蚀停止层作为刻蚀停止在第二ILD层中刻蚀第一接触孔，其中第二接触孔在第一导电层上对准，除去第一接触孔内的刻蚀停止层的露出部分，以及在第一ILD层内形成与第一接触孔对准的第二接触孔，以露出第一导电层，以及在电接触第一导电层的第一和第二接触孔内形成第二导电层。根据本专利技术的另一方面，提供一种制造半导体器件的方法，该方法包括在衬底的表面上形成隔开的第一和第二栅极结构，以及位于衬底表面上的第一和第二栅极结构之间的第一导电层，在第一和第二栅极结构以及第一导电层上形成第一层间介质(ILD)层，形成贯穿第一ILD层并电接触第一导电层的第二导电层，在第二导电层和第一ILD层上形成第二ILD层，在第二ILD层上形成刻蚀停止层，其中通过淀积金属氧化物材料和退火淀积的金属氧化物材料形成刻蚀停止层，在刻蚀停止层上形成模制层，刻蚀模制层、刻蚀停止层和第二ILD层中的电容器电极形成部分，以便露出第二导电层，在电容器电极形成部分中形成第一电容器电极，使用刻蚀停止层作为刻蚀停止刻蚀模制层，以除去模制层，以及在电容器电极形成部分中形成介质层和第二电容器电极。根据本专利技术的又一方面，提供一种半导体器件，包括第一结构，形成在第一结构上的第二结构，以及在第一和第二结构之间插入的刻蚀停止层，刻蚀停止层包括对湿法刻蚀有充分抗力的退火的金属氧化物层。附图说明从下面参考附图的详细描述，本专利技术的上述及其他方面和特点将变得容易明白，其中图1A至1F是用于说明制造具有圆柱形电容器电极的存储单元的常规方法的示意性剖面图；图2是用于说明本专利技术的实施例的刻蚀停止层经历热处理时的刻蚀速率效果的图表；图3A至3D是用于说明根据本专利技术的实施例制造半导体器件的方法的示意性剖面图；图4A至4C是用于说明根据本专利技术的另一实施例制造半导体器件的方法的示意性剖面图；图5A至5B是用于说明根据本专利技术的实施例制造半导体器件的方法的示意性剖面图；图6A至6E是用于说明根据本专利技术的另一实施例制造半导体器件的方法的示意性剖面图；图7A至7B是用于说明根据本专利技术的另一实施例制造半导体器件的方法的示意性剖面图；图8A至8B是用于说明根据本专利技术的另一实施例制造半导体器件的方法的示意性剖面图；图9A至9J是用于说明根据本专利技术的另一实施例制造具有圆柱形电容器电极的存储单元的方法的示意性剖面图；图10A至10F是用于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造半导体器件的方法，包括：通过在第一结构上沉积金属氧化物材料，以及退火该淀积的金属氧化物材料，在第一结构上形成刻蚀停止层；在刻蚀停止层上形成第二结构；以及　使用刻蚀停止层作为刻蚀停止通过第二结构刻蚀形成部分。

【技术特征摘要】
KR 2004-10-14 10-2004-0082048;US 2005-4-11 11/102,1.一种制造半导体器件的方法，包括通过在第一结构上淀积金属氧化物材料，以及退火该淀积的金属氧化物材料，在第一结构上形成刻蚀停止层；在刻蚀停止层上形成第二结构；以及使用刻蚀停止层作为刻蚀停止通过第二结构刻蚀形成部分。2.根据权利要求1的方法，其中通过原子层淀积法淀积金属氧化物材料。3.根据权利要求1的方法，其中所述刻蚀包括湿法刻蚀。4.根据权利要求3的方法，还包括，在所述湿法刻蚀之后，通过干法刻蚀，除去通过形成部分露出的部分刻蚀停止层。5.根据权利要求1的方法，其中所述金属氧化物材料包括铪和铝的至少一种。6.根据权利要求1的方法，其中在第二结构的形成之前进行所述退火。7.根据权利要求1的方法，其中在第二结构的形成之后进行所述退火。8.根据权利要求1的方法，其中形成包括氧化铪(HfO2)层的刻蚀停止层。9.根据权利要求8的方法，其中HfO2层直接形成在第一结构上，以及其中第二结构直接形成在HfO2层上。10.根据权利要求1的方法，其中形成包括氧化铝(Al2O3)层的刻蚀停止层。11.根据权利要求10的方法，其中Al2O3层直接形成在第一结构上，以及其中第二结构直接形成在Al2O3层上。12.根据权利要求1的方法，其中形成包括多个层的刻蚀停止层。13.根据权利要求12的方法，其中多个层包括第一刻蚀停止层和第二刻蚀停止层。14.根据权利要求13的方法，其中第一刻蚀停止层是氧化铪(HfO2)层，以及第二刻蚀停止层是氧化铝(Al2O3)层。15.根据权利要求13的方法，其中第一刻蚀停止层是氧化铪(HfO2)层，以及第二刻蚀停止层是氮化硅层。16.根据权利要求13的方法，其中第一刻蚀停止层是Al2O3层，以及第二刻蚀停止层是氮化硅层。17.根据权利要求13的方法，其中第一刻蚀停止层是金属氧化物层，以及第二刻蚀停止层是氮化硅层。18.根据权利要求17的方法，其中多个层还包括位于第一和第二刻蚀停止层之间的氧化物缓冲层。19.根据权利要求13的方法，其中第一刻蚀停止层是第一金属氧化物层，以及第二刻蚀停止层是不同于第一金属氧化物层的第二金属氧化物层。20.根据权利要求19的方法，其中多个层还包括位于第一和第二刻蚀停止层之间的氧化物缓冲层。21.一种形成对湿法刻蚀有充分抗力的刻蚀停止层的方法，包括在下面结构上淀积金属氧化物材料，以及退火该淀积的金属氧化物材料，以获得刻蚀停止层。22.根据权利要求21的方法，其中该金属氧化物材料包括铪和铝的至少一种。23.一种制造半导体器件的方法，包括在衬底的表面上形成第一层间介质(ILD)层；在第一ILD层的第一接触孔内形成第一导电层；在第一ILD层和第一导电层上形成刻蚀停止层，其中通过淀积金属氧化物材料和退火该淀积的金属氧化物材料，形成刻蚀停止层；在刻蚀停止层上形成第二ILD层；使用刻蚀停止层作为刻蚀停止，在第二ILD层中刻蚀第二接触孔，其中第二接触孔在第一导电层上对准；除去第二接触孔内的刻蚀停止层的露出部分；以及在电接触第一导电层的第二接触孔中形成第二导电层。24.根据权利要求23的方法，其中第二接触孔的所述刻蚀包括湿法刻蚀，以及其中刻蚀停止层的露出部分的所述去除包括干法刻蚀。25.根据权利要求23的方法，其中所述金属氧化物材料包括铪和铝的至少一种。26.根据权利要求23的方法，其中形成包括多个层的刻蚀停止层。27.根据权利要求26的方法，其中多个层包括第一刻蚀停止层和第二刻蚀停止层，以及其中第一和第二刻蚀停止层的至少一个是金属氧化物层。28.根据权利要求27的方法，还包括位于第一和第二刻蚀停止层之间的氧化物缓冲层。29.一种制造半导体器件的方法，包括在衬底的表面上形成隔开的第一和第二栅极结构，以及第一导电层位于衬底表面上的第一和第二栅极结构之间；在第一和第二栅极结构和第一导电层上形成第一层间介质(ILD)层；在第一ILD层上形成刻蚀停止层，其中通过淀积金属氧化物材料，以及退火淀积的金属氧化物材料，形成该刻蚀停止层；在刻蚀停止层上形成第二ILD层；使用刻蚀停止层作为刻蚀停止，在第二ILD层中刻蚀第一接触孔，其中第一接触孔在导电层上对准；除去第一接触孔内的刻蚀停止层的露出部分，以及在第一ILD层内形成与第一接触孔对准的第二接触孔，以露出第一导电层；以及在电接触第一导电层的第一和第二接触孔内形成第二导电层。30.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘永燮，朴栽永，李铉德，任基彬，申元湜，邢庸宇，林宪亨，张源准，南硕祐，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]