[发明专利]制造半导体器件的方法

说明书

技术领域

本发明涉及制造半导体器件的方法，特别涉及在层间绝缘膜中形成连接孔以实现与下层布线接触的方法。

背景技术

在如半导体集成电路等半导体器件中，层间绝缘膜施加于包括晶体管的栅极、漏极和源极的下层布线上。连接孔形成在层间绝缘膜中。金属填充在连接孔中，以便实现下层布线和上层布线之间的接触。

连接孔通常是通过在层间绝缘膜上进行能保证相对于下层布线的选择率的各向异性刻蚀形成的。众所周知，由于下层布线或层间绝缘膜之间的差别而产生层间绝缘膜的过量刻蚀或过刻蚀。即使其它连接孔与下层布线连接.由于层间绝缘膜的不充分刻蚀将导致连接孔不与下层布线连接。因此，进行过刻蚀，以使每个连接孔与下层布线连接。  

然而，过刻蚀可能在与下层布线相邻的区域上进行。这接下来在连接孔中填充金属时将引起不希望的区域和下层布线之间的电连接。更具体地说，下层布线和连接孔的不对准或下层布线的图形尺寸的差别将引起连接孔伸出到下层布线之外。当连接孔伸出下层布线之外时，在进行过刻蚀时与下层布线相邻的区域也被刻蚀。相应地，当在与连接孔相邻的刻蚀区域中填充金属时，下层布线与不需要的部分电连接。这将影响半导体集成电路的工作。

因此，在现有技术中在半导体器件的设计阶段，考虑到下层布线和连按孔的不对准，下层布线的尺寸和连接孔的排列提供有容差。下层布线的尺寸和连接孔的排列的容差可避免以上问题。然而，这将增大下层布线的面积并因而降低半导体集成电路的集成度。

发明内容

本发明的目的是提供制造半导体器件的方法，即使在设计半导体器件以高度集成时，也可以形成高度电可靠性的连接孔。

为实现上述目的，本发明提供制造半导体器件的方法，该半导体器件包括下层布线和形成在下层布线上并具有与下层布线连接的连接孔的层间绝缘膜。该方法包括通过刻蚀层间绝缘膜形成连接孔的步骤。形成连接孔的步骤包括：至少在下层布线附近，在第一刻蚀条件下通过物理反应刻蚀部分下层布线，以及在保证相对于下层布线的选择率的第二刻蚀条件下刻蚀部分层间绝缘膜。

本发明的另一目的是提供包括第一布线层、第二布线层以及设置在第一布线层和第二布线层之间的层间绝缘膜的半导体器件。连接孔形成在层间绝缘膜中，以便连接第一布线层和第二布线层。连接布线形成在连接孔中。层间绝缘膜包括与连接布线相邻的空气层。绝缘膜形成在连接孔的壁上以分离连接布线和空气层。

本发明的另一目的是提供制造半导体器件的方法。该方法包括制备布线层和在布线层上形成层间绝缘膜的步骤。层间绝缘膜包括上层、下层以及形成在上层和下层之间的中间层。该方法还包括：在层间绝缘膜中形成与布线层连接的连接孔、通过刻蚀穿过连接孔的中间层同时保证相对于上层和下层的选择率而形成空气层、在确定连接孔的表面上形成绝缘壁、以及在与绝缘壁相邻的连接孔中形成连接布线。

本发明的又一目的是提供制造半导体器件的方法。该方法包括以下步骤：制备布线层；形成包括图形绝缘膜的层间绝缘膜，其中该图形绝缘膜具有预定图形并由不同于层间绝缘膜的材料制成；和在层间绝缘膜中形成连接孔。至少部分连接孔与图形绝缘膜连接并连接到布线层。该方法还包括：通过刻蚀穿过连接孔的图形绝缘膜同时保证相对于层间绝缘膜的选择率而形成空气层，在确定连接孔的表面上形成绝缘壁，以及在连接孔中形成与绝缘壁相邻的连接布线。

本发明的又一目的是提供制造半导体器件的方法。该方法包括以下步骤：制备布线层；形成包括图形绝缘膜的层间绝缘膜，其中该图形绝缘膜具有预定图形并由不同于层间绝缘膜的材料制成；在层间绝缘膜中形成与图形绝缘膜的下表面相连的开口；通过刻蚀穿过开口的图形图形绝缘膜同时保证相对于层间绝缘膜的选择率而形成空气层；以及在空气层和开口中填充金属。

本发明的其它目的和优点将通过下面结合附图的描述变得更明显，附图通过举例示出了本发明的原理。

附图说明

通过参照下面结合附图对优选实施例的说明将更好地理解本发明及其目的和优点，其中：

图1(a)-1(c)是表示根据本发明第一实施例的制造半导体器件的工序的截面图；

图2(a)和2(b)是表示在第一实施例的制造方法中的刻蚀条件的时序图；

图3是表示其中通过过刻蚀在层间绝缘膜中形成开口的对比例的半导体器件的截面图；

图4(a)是根据本发明第二实施例的半导体器件的截面图；

图4(b)是沿着线4B-4B截取的图4(a)的半导体器件的放大截面图；

图5(a)-5(f)表示在第二实施例中制造半导体器件的工序；