[發明專利]一種半導體器件的制造方法

有效

• 申請號: 201110320509.0
• 申請日: 2011-10-20
• 公開（公告）號: CN103066011A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 符雅麗;黃怡;張海洋
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造(上海)有限公司
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768;H01L21/3105
• 代理公司: 北京市磐華律師事務所 11336
• 代理人: 董巍;顧珊

技術領域

本發明涉及半導體制造工藝，具體而言涉及一種接觸孔蝕刻后處理方法。

背景技術

當半導體制造工藝來到45nm及以下節點時，作為位線（BL）的接觸孔與作為字線（WL）的多晶硅柵極之間的間距變得更窄。如此窄的間距將迫近半導體制造工藝的邊際，當接觸孔的特征尺寸（CD）隨機變大或者圖形轉移過程發生時，這一問題變得尤為突出。

傳統的接觸孔制造工藝是在已形成柵極結構和自對準硅化物的半導體襯底上形成一接觸孔蝕刻停止層（CESL），其材料通常為氮化硅；然后蝕刻所述氮化硅，以露出形成在所述半導體襯底上的自對準硅化物；接下來，采用濕法清洗工藝去除蝕刻所述氮化硅過程中殘留在形成的所述接觸孔側壁上的含氟物質，其來源于所述蝕刻工藝所采用的蝕刻等離子體。在所述濕法清洗過程中，具有高應力的氮化硅會受到所述含氟物質以及濕法腐蝕液中含有的氫離子的聯合攻擊，即使在不含有所述含氟物質的情況下，所述濕法腐蝕液也會對所述氮化硅造成破壞，由此造成所述接觸孔的側壁局部出現向內收縮的尖刺。隨后，在所述接觸孔中沉積氮化鈦阻擋層時，會在上述出現尖刺的部位出現缺失；接下來，填充在所述接觸孔中的鎢（W）會通過所述尖刺部位進一步攻擊所述氮化硅，造成所述接觸孔的突出現象，如圖1所示，進一步加大接觸孔與多晶硅柵極之間的間距迫近工藝邊際的風險。

所述接觸孔的突出現象是所述接觸孔蝕刻與所述濕法清洗聯合引起的，只有在所述濕法清洗結束以后才能被發現。為了解決這一問題，傳統的接觸孔蝕刻后處理采用O₂或者N₂/H₂，其中存在的問題是：采用O₂時，會造成暴露出的自對準硅化物NiSi的氧化，進而影響電性合格測試（WAT）；采用N₂/H₂時，雖不會影響自對準硅化物NiSi，但其中的氫會攻擊所述氮化硅。

因此，需要提出一種方法，在解決上述問題的同時，將產生的負效應減小到最低程度。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種半導體器件的制造方法，包括：提供半導體襯底，在所述半導體襯底上形成有柵極結構，并且在所述柵極結構的頂部以及所述半導體襯底的源/漏區分別形成有自對準硅化物；在所述半導體襯底上形成一接觸孔蝕刻停止層，以至少覆蓋所述柵極結構；蝕刻所述接觸孔蝕刻停止層，以形成接觸孔；對所述接觸孔進行蝕刻后處理，采用CO/N₂進行所述蝕刻后處理。

進一步，在所述蝕刻后處理之后，對所述接觸孔進行濕法清洗，并填充金屬塞于所述接觸孔中。

進一步，所述接觸孔蝕刻停止層的材料為氮化硅。

進一步，所述蝕刻為干法蝕刻。

進一步，所述CO的流量為20-200sccm。

進一步，所述N₂的流量為20-100sccm。

進一步，所述蝕刻后處理是在壓力20-100mTorr，功率100-300W的條件下進行的。

進一步，所述蝕刻后處理的持續時間為10-30s。

進一步，在所述金屬塞與所述接觸孔的側壁和底部之間還形成有一層阻擋層金屬。

根據本發明，可以將所述接觸孔的突出現象減小到最低程度，從而不影響接觸孔與多晶硅柵極之間的間距的特征尺寸。?

附圖說明

本發明的下列附圖在此作為本發明的一部分用于理解本發明。附圖中示出了本發明的實施例及其描述，用來解釋本發明的原理。

附圖中：

圖1為接觸孔的突出現象的示意圖；

圖2A-圖2D為本發明提出的接觸孔蝕刻后處理方法的各步驟的示意性剖面圖；

圖3為本發明提出的接觸孔蝕刻后處理方法的流程圖。

具體實施方式

在下文的描述中，給出了大量具體的細節以便提供對本發明更為徹底的理解。然而，對于本領域技術人員而言顯而易見的是，本發明可以無需一個或多個這些細節而得以實施。在其他的例子中，為了避免與本發明發生混淆，對于本領域公知的一些技術特征未進行描述。

為了徹底理解本發明，將在下列的描述中提出詳細的步驟，以便闡釋本發明提出的接觸孔蝕刻后處理方法。顯然，本發明的施行并不限定于半導體領域的技術人員所熟習的特殊細節。本發明的較佳實施例詳細描述如下，然而除了這些詳細描述外，本發明還可以具有其他實施方式。