[0001] 本发明涉及一种半导体工艺，且特别是涉及一种图案化工艺。

[0002] 在一般半导体工艺中，依据基板上不同区域中的需求，通常需要在不同区域中形成具有不同宽度的开孔图案。这些开孔图案通常是通过进行光刻工艺和蚀刻工艺来形成。举例来说，在基板的不同区域中（例如记忆胞区、逻辑电路区等）会具有不同宽度的接触窗开孔，以形成连接不同元件的接触窗。

[0003] 在公知技术中，常常需要进行至少两次以上的光刻工艺和蚀刻工艺才能够制作具有不同宽度的接触窗开孔，且在各光刻工艺中所使用的光掩模各自具有特定的图案，因而造成工艺步骤繁杂。例如，先形成宽度较大的接触窗开孔后，再对宽度较大的接触窗开孔进行光刻工艺和蚀刻工艺来形成宽度较小的接触窗开孔。此外，随着半导体元件尺寸的缩小化与集成化，这些接触窗开孔的宽度亦随之缩小，进而可能会产生宽度过小的接触窗开孔。对于这些宽度过小的接触窗开孔来说，甚至无法使用现有光刻工艺和蚀刻工艺来制作。

[0027] 图1A至图1F为依照本发明的第一实施例所绘出的图案化工艺的剖面示意图。应注意，附图仅作为示例性说明，并非用以限定本发明。

[0028] 首先，请参照图1A，提供待图案化层104，其具有第一区域101及第二区域102。待图案化层104例如为形成于基底100上的介电层。待图案化层104的材料例如是氧化物，且其形成方法例如是化学气相沉积法。接着，于待图案化层104上顺次形成掩模层106及掩模层108。在本实施例中，掩模层106例如是氮化硅层。掩模层106的形成方法例如是化学气相沉积法。另外，在本实施例中，掩模层108例如是由碳层108a及氮氧化硅层108b构成的复合层，其中碳层108a位于掩模层106上，而氮氧化硅层108b位于碳层108a上。掩模层108的形成方法例如是先在掩模层106上通过化学气相沉积法来沉积碳层108a，接着在碳层108a上再通过化学气相沉积法来沉积氮氧化硅层108b。

[0029] 然后，请参照图1B，将掩模层108图案化，以于第一区域101中形成开孔110以及于第二区域102中形成开孔112。将掩模层108图案化的方法例如是先在掩模层108上形成图案化光阻层（未绘出），再以图案化光阻层为掩模，进行干式蚀刻工艺来移除未被图案化光阻层覆盖的掩模层108，接着再将图案化光阻层移除。开孔110的宽度W1可以小于开孔112的宽度W2，或是开孔110的宽度W1等于开孔112的宽度W2。

[0030] 接着，请参照图1C，在待图案化层104上共形地形成未经掺杂的多晶硅层114。未经掺杂的多晶硅层114的形成方法例如是低温化学气相沉积法。然后，在待图案化层104上形成覆盖第二区域102的光阻层116。光阻层116的形成方法例如是先在整个待图案化层104上沉积一层光阻材料层（未绘出），再对光阻材料层进行光刻工艺。由于光阻层116的目的仅是用来覆盖第二区域102而不需具有特殊图案，故在进行光刻工艺时可使用I-line光掩模来限定出光阻层116即可。

[0031] 之后，请参照图1D，进行倾斜角注入工艺118，以对位于第一开孔110的侧壁及部分底部上的未经掺杂的多晶硅层114进行掺杂，以形成经掺杂的多晶硅层115。倾斜角注入工艺118所注入的掺杂物例如是硼或氟化硼。

[0032] 而后，请参照图1E，将光阻层116移除。移除光阻层116的方法例如是进行灰化（ashing）处理。接着，将未经掺杂的多晶硅层114移除，而留下经掺杂的多晶硅层115。移除未经掺杂的多晶硅层114的方法例如是湿式蚀刻工艺。在上述的湿式蚀刻工艺中，可利用氨水作为蚀刻液。由于经掺杂的多晶硅层115的抗蚀刻特性高于未经掺杂的多晶硅层114的抗蚀刻特性，故在湿式蚀刻工艺中可仅移除未经掺杂的多晶硅层114而留下经掺杂的多晶硅层115。另外，由于对应后续工艺中所欲形成的开孔位置的未经掺杂的多晶硅层
114已被移除，故经掺杂的多晶硅层115可作为后续工艺中用以限定开孔的掩模层。

[0033] 接着，请继续参照图1E，以经掺杂的多晶硅层115及经图案化的掩模层108为掩模，移除部分掩模层106，以形成经图案化的掩模层106，且在经图案化的掩模层106中，第一区域101中形成开孔119，而第二区域102中形成开孔120。移除部分掩模层106的方法例如是干式蚀刻工艺。在本实施例中，由于形成在第二区域102中的开孔120是通过经图案化的掩模层108所限定，故开孔120的宽度W4与开孔112的宽度W2是相同的；而形成在第一区域101中的开孔119，则是通过经掺杂的多晶硅层115所限定，故开孔119的宽度W3会小于开孔110的宽度W1。因此，本实施例不需使用额外的光掩模即可限定出于后续工艺中形成不同宽度的开孔的图案化掩模层。

[0034] 接着，请参照图1F，移除经掺杂的多晶硅层115及经图案化的掩模层108。移除经掺杂的多晶硅层115及经图案化的掩模层108的方法例如是进行湿式蚀刻工艺或是干式蚀刻工艺。接着，以经图案化的掩模层106为掩模，移除部分待图案化层104，以于第一区域101中形成开孔121以及于第二区域102中形成开孔122。也就是说，在本实施例中，可在蚀刻工艺中同时在待图案化层104中形成具有不同宽度的开孔。

[0035] 图2A至图2F为依照本发明的第二实施例所绘出的图案化工艺的剖面示意图。应注意，附图仅作为示例性说明，并非用以限定本发明。

[0036] 首先，请参照图2A，提供待图案化层204，其具有第一区域201及第二区域202。待图案化层204例如为形成于基底200上的介电层。待图案化层204的材料例如是氧化物，且其形成方法例如是化学气相沉积法。接着，于待图案化层204上形成掩模层206。在本实施例中，掩模层206例如是由碳层206a及氮氧化硅层206b构成的复合层，其中碳层206a位于待图案化层204上，而氮氧化硅层206b位于碳层206a上。掩模层206的形成方法例如是先在待图案化层204上通过化学气相沉积法来沉积碳层206a，接着在碳层206a上再通过化学气相沉积法来沉积氮氧化硅层206b。然后，请参照图2B，将掩模层206图案化，以于第一区域201中形成开孔210以及于第二区域202中形成开孔212。将掩模层206图案化的方法例如是先在掩模层206上形成图案化光阻层（未绘出），再以图案化光阻层为掩模，进行干式蚀刻工艺来移除未被图案化光阻层覆盖的掩模层206，接着再将图案化光阻层移除。开孔210的宽度W5可以小于开孔212的宽度W6，或是开孔210的宽度W5等于开孔212的宽度W6。

[0037] 接着，请参照图2C，在待图案化层204上共形地形成未经掺杂的多晶硅层214。未经掺杂的多晶硅层214的形成方法例如是低温化学气相沉积法。然后，在待图案化层204上形成覆盖第二区域202的光阻层216。光阻层216的形成方法例如是先在整个待图案化层204上沉积一层光阻材料层（未绘出），再对光阻材料层进行光刻工艺。由于光阻层216的目的仅是用来覆盖第二区域202而不需具有特殊图案，故在进行光刻工艺时可使用简单光掩模来限定出光阻层216。

[0038] 之后，请参照图2D，进行注入工艺218，以对未被光阻层216覆盖的未经掺杂的多晶硅层214进行掺杂，以形成经掺杂的多晶硅层215。注入工艺218所注入的掺杂物例如是硼或氟化硼。注入工艺218可以是倾斜角注入工艺或是垂直注入工艺与倾斜角注入工艺的组合。

[0039] 而后，请参照图2E，将光阻层216移除。移除光阻层216的方法例如是进行灰化处理。接着，将未经掺杂的多晶硅层214移除，而留下经掺杂的多晶硅层215。移除未经掺杂的多晶硅层214的方法例如是湿式蚀刻工艺。在上述的湿式蚀刻工艺中，可利用氨水作为蚀刻液。由于经掺杂的多晶硅层215的抗蚀刻特性高于未经掺杂的多晶硅层214的抗蚀刻特性，故在湿式蚀刻工艺中可仅移除未经掺杂的多晶硅层214而留下经掺杂的多晶硅层215。

[0040] 接着，请继续参照图2E，将位于经图案化的掩模层206的顶面上及位于开孔210的底部上的经掺杂的多晶硅层215移除，以形成位于开孔210的侧壁上的经掺杂的多晶硅间隔体220。移除经掺杂的多晶硅层215的方法例如是干式蚀刻工艺。

[0041] 在本实施例中，在利用化学气相沉积法来沉积未经掺杂的多晶硅层214时，可对未经掺杂的多晶硅层214的沉积厚度进行控制，以在进行干式蚀刻工艺之后形成所需厚度的经掺杂的多晶硅间隔体220。经掺杂的多晶硅间隔体220可于后续工艺中作为限定开孔的掩模层。因此，本实施例不需使用额外的光掩模即可限定出于后续工艺中形成不同宽度开孔的图案化掩模层。

[0042] 接着，请参照图2F，以经掺杂的多晶硅间隔体220及经图案化的掩模层206为掩模，移除部分待图案化层204，以于第一区域201中形成开孔221以及于第二区域202中形成开孔222。详细地说，在本实施例中，形成在第二区域202中的开孔222是通过经图案化的掩模层206所限定，故开孔222的宽度W8与开孔212的宽度W6是相同的；而形成在第一区域201中的开孔221则是通过经掺杂的多晶硅间隔体220来限定，故开孔221的宽度W7会小于开孔210的宽度W5。也就是说，在本实施例中，可在蚀刻工艺中同时在待图案化层204中形成具有不同宽度的开孔。在本实施例中，可依实际需要调整经掺杂的多晶硅间隔体
220的厚度来形成具有不同宽度的开孔221。

[0043] 综上所述，在上述实施例所提出的图案化工艺中，不需要使用额外的光掩模，即可同时在待图案化层的不同区域中形成具有不同宽度的开孔，因而有效地降低工艺复杂度，并节省工艺成本。此外，在本发明实施例中，可依据不同区域中的需求，通过控制倾斜角注入工艺中的倾斜角度以及控制间隔体的厚度来调整各区域中开孔尺寸之间的差异，而不需额外使用具有特殊图案的光掩模。

[0044] 虽然已以实施例对本发明进行了如上披露，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明精神和范围的情况下可作出改变和改进，故本发明的保护范围仅由所附权利要求限定。