包括硬掩模结构的半导体器件制造技术

提供了一种半导体器件。所述半导体器件包括：晶片；蚀刻停止层，位于所述晶片上；下模制层，位于所述蚀刻停止层上；中间支撑物层，位于所述下模制层上；上模制层，位于所述中间支撑物层上；上支撑物层，位于所述上模制层上；以及硬掩模结构，位于所述上支撑物层上，其中，所述硬掩模结构包括位于所述上支撑物层上的第一硬掩模层和位于所述第一硬掩模层上的第二硬掩模层，所述第一硬掩模层和所述第二硬掩模层中的一者包括第一有机层，所述第一有机层包括包含C、H、O和N的SOH，并且所述第一硬掩模层和所述第二硬掩模层中的另一者包括第二有机层，所述第二有机层包括包含C、H和O的SOH。H和O的SOH。H和O的SOH。

【技术实现步骤摘要】
包括硬掩模结构的半导体器件
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请基于并要求于2021年4月23日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10
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2021
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0053266的优先权，上述韩国专利申请的公开内容通过引用整体合并于此。


[0003]本专利技术构思涉及半导体器件，并且更具体地，涉及包括硬掩模结构的半导体器件。

技术介绍

[0004]硬掩模可以通过化学气相沉积(CVD)形成。然而，通过CVD形成的颗粒可能造成缺陷。另选地或另外地，因为CVD工艺是在真空状态下执行的，所以使用/需要独立的设备。代替通过CVD工艺形成的先前硬掩模，已经提出了通过旋涂形成的硬掩模。通过旋涂形成的硬掩模被称为旋涂硬(SOH)掩模。

技术实现思路

[0005]本专利技术构思提供了包括可以能够防止或减小由于热应力导致的断裂/破坏的可能性的具有高蚀刻选择性的硬掩模结构的半导体器件。另选地或另外地，本专利技术构思还提供了包括有助于有机副产物的气体从硬掩模逸出从而减小由于气体导致的应力的硬掩模结构的的半导体器件。
[0006]根据本专利技术构思的一些示例实施例，提供了一种半导体器件，所述半导体器件包括：晶片；蚀刻停止层，所述蚀刻停止层位于所述晶片上；下模制层，所述下模制层位于所述蚀刻停止层上；中间支撑物层，所述中间支撑物层位于所述下模制层上；上模制层，所述上模制层位于所述中间支撑物层上；上支撑物层，所述上支撑物层位于所述上模制层上；以及硬掩模结构，所述硬掩模结构位于所述上支撑物层上，其中，所述硬掩模结构包括位于所述上支撑物层上的第一硬掩模层和位于所述第一硬掩模层上的第二硬掩模层，所述第一硬掩模层和所述第二硬掩模层中的一者包括第一有机层，所述第一有机层包括包含碳(C)、氢(H)、氧(O)和氮(N)的旋涂硬掩模(在下文中被称为SOH)，并且所述第一硬掩模层和所述第二硬掩模层中的另一者包括第二有机层，所述第二有机层包括包含C、H和O的SOH。
[0007]根据本专利技术构思的一些示例实施例，提供了一种半导体器件，所述半导体器件包括：晶片，所述晶片包括非边缘部分和围绕所述非边缘部分的边缘部分；电容器结构，所述电容器结构位于所述晶片的所述非边缘部分上；以及支撑结构，所述支撑结构位于所述晶片的所述边缘部分上。所述支撑结构包括顺序堆叠在所述晶片的所述边缘部分上的蚀刻停止层、下模制层、中间支撑物层、上模制层、上支撑物层和硬掩模结构，所述支撑结构与所述电容器结构共享所述蚀刻停止层、所述中间支撑物层和所述上支撑物层，所述硬掩模结构包括顺序堆叠在所述上支撑物层上的第一硬掩模层和第二硬掩模层，所述第一硬掩模层和所述第二硬掩模层中的一者包括旋涂硬掩模(SOH)层，所述SOH层包含碳(C)、氢(H)、氧(O)和氮(N)，并且所述第一硬掩模层和所述第二硬掩模层中的另一者包括包含C、H和O的SOH
层。
[0008]根据本专利技术构思的一些示例实施例，提供了一种半导体器件，所述半导体器件包括：晶片，所述晶片包括非边缘部分和围绕所述非边缘部分的边缘部分；电容器结构，所述电容器结构位于所述晶片的所述非边缘部分上；以及支撑结构，所述支撑结构位于所述晶片的所述边缘部分上。所述电容器结构包括：蚀刻停止层；在垂直方向上与所述蚀刻停止层分开的中间支撑物层；在所述垂直方向上与所述中间支撑物层分开的上支撑物层；穿透所述蚀刻停止层、所述中间支撑物层和所述上支撑物层的多个下电极；位于所述下电极上方的电介质层；以及位于所述电介质层上的上电极，所述支撑结构与所述电容器结构共享所述蚀刻停止层、所述中间支撑物层和所述上支撑物层，并且所述支撑结构还包括位于所述蚀刻停止层和所述中间支撑物层之间的上模制层、位于所述中间支撑物层和所述上支撑物层之间的上模制层以及位于所述上支撑物层上的硬掩模结构，所述硬掩模结构包括顺序堆叠在所述上支撑物层上的第一硬掩模层和第二硬掩模层，所述第一硬掩模层和所述第二硬掩模层中的一者包括旋涂硬掩模(SOH)层，所述SOH层包含碳(C)、氢(H)、氧(O)和氮(N)，并且所述第一硬掩模层和所述第二硬掩模层中的另一者包括包含C、H和O的SOH层。
附图说明
[0009]根据下面结合附图进行的详细描述，将更清楚理解本专利技术构思的一些示例实施例，在附图中：
[0010]图1是根据本专利技术构思的一些示例实施例的半导体器件中包括的晶片的俯视图；
[0011]图2是根据本专利技术构思的一些示例实施例的半导体器件的截面图；
[0012]图3是根据本专利技术构思的一些示例实施例的半导体器件中包括的上支撑物层和下电极的俯视图；
[0013]图4A至图4L是根据本专利技术构思的一些示例实施例的半导体器件中包括的硬掩模结构的截面图；
[0014]图5是硬掩模结构中包括的有机材料的变形
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应力曲线图；
[0015]图6是硬掩模结构中包括的无机材料的含量
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密度曲线图；以及
[0016]图7A至图7H是示出根据本专利技术构思的一些示例实施例的制造半导体器件的方法的截面图。
具体实施方式
[0017]图1是根据本专利技术构思的一些示例实施例的半导体器件中包括的晶片W的俯视图。图2是根据本专利技术构思的一些示例实施例的半导体器件100的截面图。图3是根据本专利技术构思的一些示例实施例的半导体器件100中包括的上支撑物层194和下电极181的俯视图。图2对应于图3的线A1
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A1'和线A2
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A2'。
[0018]参照图1至图3，晶片W可以包括诸如中间半径部分/中心部分Wa的非边缘部分和围绕非边缘部分的边缘部分Wb。晶片W的中心部分Wa中的矩形分别表示半导体裸片/半导体芯片CH。半导体芯片CH可以形成在晶片W的中心部分Wa处。在晶片W的边缘部分Wb处可以未形成半导体芯片CH或者形成未完全形成的半导体芯片CH。晶片W的边缘部分Wb可以从晶片W的中心部分Wa的轮廓延伸到晶片W的边缘We。
[0019]边缘部分Wb可以包括其中仅形成一部分半导体芯片CH的虚设图案化区域。边缘部分Wb可以包括围绕晶片W的外周缘的晶片边缘排除(WEE)区。
[0020]晶片W上的半导体芯片CH的形状和/或大小和/或数目不限于图1。例如，半导体芯片CH的数目可以大于或小于图1中示出的数目。半导体芯片CH可以是诸如正方形的矩形；然而，示例实施例不限于此。此外，可以存在晶片的平坦部分，和/或可以存在晶片的凹口部分(未示出)；然而，示例实施例不限于此。晶片W的直径可以为200mm，或者另选地，可以为300mm，或者另选地，可以为450mm；然而，示例实施例不限于此。
[0021]晶片W可以是掺杂或未掺杂的单晶；然而，示例实施例不限于此。晶片W可以包括诸如IV族半导体材料、III
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V族半导体材料和II
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VI族半导体材料的半导体材料。IV族半导体材料可以包括例如硅(Si)、锗(Ge)或硅
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件，所述半导体器件包括：晶片；蚀刻停止层，所述蚀刻停止层位于所述晶片上；下模制层，所述下模制层位于所述蚀刻停止层上；中间支撑物层，所述中间支撑物层位于所述下模制层上；上模制层，所述上模制层位于所述中间支撑物层上；上支撑物层，所述上支撑物层位于所述上模制层上；以及硬掩模结构，所述硬掩模结构位于所述上支撑物层上，其中，所述硬掩模结构包括位于所述上支撑物层上的第一硬掩模层和位于所述第一硬掩模层上的第二硬掩模层，所述第一硬掩模层和所述第二硬掩模层中的一者包括第一有机层，所述第一有机层包括包含碳、氢、氧和氮的旋涂硬掩模，并且所述第一硬掩模层和所述第二硬掩模层中的另一者包括第二有机层，所述第二有机层包括包含碳、氢和氧的旋涂硬掩模。2.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述第二有机层的韧度大于所述第一有机层的韧度。3.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述第二有机层比所述第一有机层具有更大的延性。4.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述第一有机层中的氮的含量为1原子％至5原子％。5.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述硬掩模结构还包括：第三硬掩模层，所述第三硬掩模层位于所述第二硬掩模层上，其中，所述第三硬掩模层包括与所述第一硬掩模层相同的材料。6.根据权利要求5所述的半导体器件，其中，所述硬掩模结构还包括：第四硬掩模层，所述第四硬掩模层位于所述第三硬掩模层上，其中，所述第四硬掩模层包括与所述第二硬掩模层相同的材料。7.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述硬掩模结构还包括：第五硬掩模层，所述第五硬掩模层位于所述第一硬掩模层和所述第二硬掩模层之间，其中，所述第五硬掩模层包括第三有机层，所述第三有机层包括包含碳、氢、氧和氮的旋涂硬掩模，并且所述第五硬掩模层中的氮的含量变化。8.根据权利要求7所述的半导体器件，其中，所述第五硬掩模层中的氮的所述含量从所述第五硬掩模层的接触所述第一硬掩模层的表面到所述第五硬掩模层的接触所述第二硬掩模层的表面连续地变化。9.根据权利要求7所述的半导体器件，其中，所述第五硬掩模层包括多个子层，并且不同的子层中的氮的含量彼此不同。10.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述硬掩模结构还包括：第六硬掩模层，所述第六硬掩模层位于所述第二硬掩模层上，其中，所述第六硬掩模层包括包含硅和元素X的层，并且
所述元素X选自包括硼、碳、氮、氧和磷的组。11.根据权利要求10所述的半导体器件，其中，所述硬掩模结构还包括：第七硬掩模层，所述第七硬掩模层位于所述第六硬掩模层上，其中，所述第七硬掩模层包括包含硅、所述元素X和元素Y的层，所述元素Y选自包括硼、碳、氮、氧和磷的组，所述第七硬掩模层中的所述元素X的含量从所述第七硬掩模层的接触所述第六硬掩模层的第一表面到所述第七硬掩模层的与所述第一表面相对的第二表面减小，并且所述第七硬掩模层中的所述元素Y的含量从所述第七硬掩模层的所述第一表面到所述第七硬掩模层的所述第二表面增加。12.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述硬掩模结构还包括：第三硬掩模层，所述第三硬...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴焕悦，朴钟英，李容德，景世振，公大为，金日禹，白松义，菲利普，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：