专利名称：制造半导体器件的方法
制造半导体器件的方法背景技术随着半导体器件的高度集成，器件在进行着小型化。小型化半导体器件也要求线尺寸(line size)小型/减小。然而，通过现有技术的光 源诸如ArF、 KrF和F2光源以及光刻胶构图所实施的光刻工艺在实现 金属线的微细图形方面存在局限性。也即，由于光学系统的局限性以及光刻胶聚合物本身分辩率的局 限性，导致在实现几微米的线时存在局限性。发明内容本发明的实施例提供一种用于制造半导体器件的方法，其能够通 过氧化工艺精确地控制金属线的线宽。在一个实施例中， 一种用于制造半导体器件的方法包括在半导 体衬底上形成具有第一宽度的光刻胶图形；利用该光刻胶图形作为掩 模蚀刻该半导体衬底，以形成半导体凸起部；在包括该半导体凸起部 的半导体衬底的整个表面上形成氧化层；除去该半导体凸起部，以形 成被该氧化层包围的沟槽；在该沟槽上实施覆盖蚀刻(blanket-etching)， 以仅仅保留在该沟槽周围形成的一部分氧化层；在包括该氧化层的半 导体衬底的整个表面上沉积金属；以及除去该氧化层，以形成金属线。在附图和下面的描述中将阐述一个或者多个实施例的细节。其他 特征从该描述和附图以及权利要求书中显而易见。
图l一9是根据本发明一个实施例的、用于图示制造半导体器件的
方法的截面图。图l是根据一个实施例的、在涂布了光刻胶之后的截面图。图2是根据一个实施例的、在形成了光刻胶图形之后的截面图。图3是根据一个实施例的、在形成了半导体凸起部之后的截面图。图4是根据一个实施例的、在形成了氧化层之后的截面图。图5是根据一个实施例的、在将氧化层平坦化之后的截面图。图6是根据一个实施例的、在除去半导体凸起部之后的截面图。 图7是根据一个实施例的、在对氧化层进行覆盖蚀刻之后的截面图。图8是根据一个实施例的、在沉积了金属之后的截面图。 图9是在按照一个实施例制造半导体器件的方法中形成了金属图 形之后的器件形状的截面图。
具体实施方式
将参照附图描述依照本发明实施例的用于制造半导体器件的方法。在对实施例的描述中，要理解，当称一层(膜)在另一层或者衬 底上时，其能够直接位于另一层或者衬底上，或者也可以存在中间层。 因而，当称一层是直接位于另一层或者衬底上时，就不存在中间层。参照图1，可将光刻胶300涂布在由例如非晶硅形成的半导体衬 底100上。参照图2，通过对光刻胶300进行曝光和显影工艺，能够形成具 有第一宽度dl的光刻胶图形310。这里，第一宽度dl可以是能够通过 光刻工艺实现的最小线宽，并且能够以最终要形成的线的宽度作为考 虑因素来确定。参照图3，在形成具有第一线宽dl的光刻胶图形310后，能够利
用该光刻胶图形310作为掩模来蚀刻半导体衬底100。因而，如图3所示形成半导体凸起部110。半导体凸起部110具有 屋脊形状并且具有同光刻胶图形310—样的第一线宽dl。接着，参照图4，在除去光刻胶图形310后，能够在包括该半导 体凸起部110的半导体衬底100的整个表面上形成氧化层200。该氧化层200能够通过在半导体衬底100上实施湿法氧化来形成。 在一个实施例中，湿法氧化是通过在大约900—I10(TC的高温下注入蒸 汽(H20) —段短时间来实施的。这里，通过该湿法氧化而形成的氧化层200的40 — 50%是在半导 体衬底100内部形成的，而氧化层200的其余部分是在半导体衬底100 的外部形成的。也即，衬底100的非晶硅产生氧化，从而氧化层形成 在衬底上， 一部分衬底成为氧化层200的一部分。因此，通过产生氧化层200，半导体凸起部110成为比第一宽度 dl窄的第二宽度d2。参照图5，在形成氧化层200后，使该氧化层200平坦化，直到 具有第二宽度d2的半导体凸起部110的上表面暴露出来。在一个实施 例中，氧化层200能够通过化学机械抛光(CMP)工艺进行抛光。参照图6，然后能够将通过氧化层200的平坦化而暴露的、具有 第二宽度d2的半导体凸起部IIO除去。因此，形成了由氧化层200包 围着的沟槽(trench)。该沟槽能够通过利用氟化乙烯丙烯(fluorinated ethylene propylene) (FEP)选择性地湿法蚀刻仅仅由硅形成的半导体凸 起部IOO而形成。
也即，从半导体凸起部110的侧壁生长出的氧化层200的第一部分210以及从衬底100的上表面生长出的氧化层200的第二部分220 保留下来。随后，对保留第一部分210和第二部分220的氧化层200进行覆 盖蚀刻。该蚀刻工艺能够是反应性离子蚀刻(RIE)，并且直到氧化层 200的第二部分220被完全除去才停止实施。由于RIE是在垂直方向上实施的，因此第一部分210的宽度不会 减小，并且第一和第二部分210和220仅仅沿高度方向被蚀刻。也即，氧化层200的第一部分210蚀刻掉的高度是第二部分220 的高度。因此，参照图7，在该蚀刻之后还留下来的氧化层200的第一部 分210与相邻的氧化层200的第一部分210相隔第二宽度d2。半导体 衬底100通过彼此隔开的第一区域210之间的空间而暴露出来。接着，参照图8，可在衬底100的整个表面上沉积金属400。金属 400可包括铜。在一个实施例中，金属400的沉积可利用电子(E)束 蒸发作用来实施。因此，金属400将由第一部分210包围的沟槽填充， 并且沉积在第一部分210上。在一个实施例中，在沉积金属400后，可通过蚀刻溶液将氧化层 200的第一部分210除去。这里，氧化层200的第一部分210能够通过剥离操作被除去。留 在第一部分210上的部分金属400随着该氧化物一起除去，而位于第 一部分之间的这部分金属400保留下来。因此，如图9所示，第一金属线"a"和第二金属线"b"交替形成。这里，第一和第二金属线"a"和"b"可具有不同的宽度，这取 决于具有第一宽度dl的光刻胶图形310的分开距离(separation distance)。例如，假设相邻光刻胶图形310之间的分开距离为d3，氧化层200 的厚度可给定为x，形成在半导体衬底100上并且在半导体凸起部110 内部的氧化层200的厚度是xl，并且形成在半导体凸起部110外部的 氧化层200的厚度是x2,其中x-xl+x2。此外，假设第一金属线"a"的宽度是d2，该宽度是如图8所示的 第二宽度，并且第二金属线"b"的宽度是d4，于是金属线的宽度可由 d2-dl—2 (xl)以及d4二d3 — 2 (x2)来给出。这里，由于xl禾卩x2 是由实验所决定的因子，因此可通过控制宽度dl和d3将第一金属线 "a"和第二金属线"b"的宽度设成彼此相等或者不同。如上所述，根据一个实施例，通过使半导体器件的线形成得比用 于限定半导体凸起部的光刻胶图形之间的宽度更窄，能够使得半导体 器件小型化。说明书中任何谈到"一个实施例"、"一实施例"、"示例性实施 例"等指的是在本发明的至少一个实施例中包含有一个特定的特征， 结构，或者与该实施例描述相关的特性。说明书中各个地方出现的这 种措辞不一定指的是同一实施例。此外，当对特定的特征，结构或者 特性与任一实施例相关地进行描述时，其落在本领域技术人员能够与 这些实施例中的其他一个相关地影响这些特征，结构，或者特性的范 围内。
尽管这里参照许多示例性实施例描述了本发明的实施例，但是应 该理解，本领域技术人员能够对此进行其他的大量的落在公开内容的 原理和范围内的修改和具体实施。特别是，对组件和/或落在公开内容、 附图和所附权利要求书内的对象组合布置的各种布置，各种变化和修 改都是可能的。在组件和/或布置的变化和修改之外，对本领域技术人 员来说，选择使用也是显而易见的。
权利要求
1.一种用于制造半导体器件的方法，该方法包括在半导体衬底上形成具有第一宽度的光刻胶图形；使用该光刻胶图形作为掩模蚀刻该半导体衬底，以形成半导体凸起部；在包括该半导体凸起部的半导体衬底的整个表面上形成氧化层；除去该半导体凸起部，以形成被该氧化层包围的沟槽；在该沟槽上实施覆盖蚀刻，以仅仅留下一部分形成于该沟槽周围的氧化层；在包括该部分氧化层的该半导体衬底的整个表面上沉积金属；并且除去该部分氧化层，以形成金属图形。
2. 如权利要求l所述的方法，还包括在利用该光刻胶图形作为掩 模蚀刻该半导体衬底后，除去该光刻胶图形。
3. 如权利要求l所述的方法，其中除去该半导体凸起部以形成该沟槽包括抛光该氧化层，以将该半导体凸起部暴露出来；以及 蚀刻该暴露的半导体凸起部，以除去该半导体凸起部。
4. 如权利要求3所述的方法，其中蚀刻该暴露的半导体凸起部包 括利用氟化乙烯丙烯选择性地湿法蚀刻该半导体凸起部。
5. 如权利要求l所述的方法，其中形成该氧化层包括湿法氧化该 半导体衬底的表面以形成该氧化层。
6. 如权利要求5所述的方法，其中该湿法氧化是在900—100(TC 温度下实施的。
7. 如权利要求l所述的方法，其中该形成该氧化层使得该半导体 凸起部具有比第一宽度窄的第二宽度。
8. 如权利要求7所述的方法，其中该氧化层的厚度的40 — 50%是 从该半导体凸起部形成的。
9. 如权利要求l所述的方法，其中该实施覆盖蚀刻包括实施反应 性离子蚀刻工艺，其中该氧化层是通过该反应性离子蚀刻工艺仅仅在 高度方向上被除去的。
10. 如权利要求1所述的方法，其中沉积金属包括使用电子束蒸 发工艺来沉积铜。
11. 如权利要求1所述的方法，其中该氧化层的厚度x由等式x 二xl+x2给出，并且在形成该氧化层之后该半导体凸起部d2的厚度由 等式d2二dl-2(xl)给出，其中dl是第一宽度，xl是从该半导体凸起部中形成的部分氧化 层的厚度，x2是从该半导体凸起部的外部形成的部分氧化层的厚度， 并且其中该金属图形包括具有宽度为dl的第一金属线和宽度为 d3-2(x2)的第二金属线，其中d3是该光刻胶图形之间的距离。
全文摘要
提供了一种用于制造半导体器件的方法。在该方法中，在半导体衬底上形成具有第一宽度的光刻胶图形，并且使用该光刻胶图形作为掩模蚀刻该半导体衬底，以形成半导体凸起部。在包括该半导体凸起部的半导体衬底的整个表面上形成氧化层。随后，除去该半导体凸起部，以形成被该氧化层包围的沟槽。之后，在该沟槽上实施覆盖蚀刻，以仅仅留下一部分形成于该沟槽周围的氧化层。在包括该部分氧化层的该半导体衬底的整个表面上沉积金属，并且除去该部分氧化层，以形成金属图形。
文档编号H01L21/70GK101110388SQ20071013664
公开日2008年1月23日 申请日期2007年7月18日 优先权日2006年7月18日
发明者郑恩洙 申请人:东部高科股份有限公司