[發(fā)明專利]接觸孔的形成方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210138204.2
• 申請日: 2012-05-04
• 公開（公告）號: CN102683273A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊渝書;李程;陳玉文
• 申請（專利權(quán)）人: 上海華力微電子有限公司
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768
• 代理公司: 上海思微知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31237
• 代理人: 陸花

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)，尤其涉及一種接觸孔的形成方法。

背景技術(shù)

在半導(dǎo)體制造過程中，采用刻蝕工藝在介質(zhì)層中形成接觸孔，隨后在接觸孔中沉積導(dǎo)電材料用于半導(dǎo)體器件之間的電連接是一種廣泛使用的工藝，所述的接觸孔可直接與器件的柵極，源漏極電連接，還可以用于層與層之間的電連接，以及后段封裝工藝中的電連接。

附圖1至6提供一種用于連接源區(qū)半導(dǎo)體器件的接觸孔制作方法，參考附圖1，提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底上形成有有源器件，如圖1中所示的有源器件包括位于半導(dǎo)體襯底上的柵極結(jié)構(gòu)，所述柵極結(jié)構(gòu)包括位于半導(dǎo)體襯底上的柵氧化層，柵極以及位于柵氧化層和柵極兩側(cè)的側(cè)墻；位于柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)半導(dǎo)體襯底內(nèi)的源極和漏極。本申請中，為了簡化附圖，僅僅示意性的畫出柵極結(jié)構(gòu)，未在附圖中標(biāo)出源極漏極以及半導(dǎo)體襯底中可能含有的其它有源或者無源器件。

所述半導(dǎo)體襯底上還形成有與源極漏極以及柵極電連接的金屬硅化物層101；在所述的金屬硅化物層101表面依次形成刻蝕停止層102，第一絕緣層103，層間介質(zhì)層104以及第二絕緣層105，底部抗反射層106；在底部抗反射層106上形成光阻圖案107，光阻圖案用以定義出隨后需要形成接觸孔的位置；從圖1可以看出，由于柵極結(jié)構(gòu)凸出半導(dǎo)體襯底表面，而層間介質(zhì)層的上表面為水平面（理想狀態(tài)下），因此柵極結(jié)構(gòu)上層間介質(zhì)層的厚度遠(yuǎn)小于源漏區(qū)域上層間介質(zhì)層的厚度。

參考附圖2，以光阻為掩膜，刻蝕底部抗反射層106至暴露出第二絕緣層105，形成用于形成接觸孔的開口；

參考附圖3，沿所述的開口刻蝕第二絕緣層105，層間介質(zhì)層104以及部分第一絕緣層103至暴露出位于柵極結(jié)構(gòu)上的刻蝕停止層102；在源極和漏極區(qū)域，由于層間介質(zhì)層的絕對厚度大，因此，層間介質(zhì)層還未被完全刻穿。

參考附圖4，繼續(xù)沿開口進(jìn)行過刻蝕，使源漏區(qū)域的層間介質(zhì)層102，第一絕緣層被完全刻穿，停留在刻蝕停止層102上；所述的過刻蝕工藝中，刻蝕氣體對層間介質(zhì)層和第一絕緣層的刻蝕速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于對刻蝕停止層的刻蝕速度。

參考附圖5，去除光阻圖案107以及底部抗反射層106；

參考附圖6，去除開口暴露出的刻蝕停止層至金屬硅化物層101，形成接觸孔。

在上述形成接觸孔的制作工藝中，金屬硅化物層材料例如是硅化鎳等，刻蝕停止層的材料例如為氮化硅或者氮氧化硅，第一絕緣層和第二絕緣層的材料例如為氮氧化硅，TEOS，氧化硅等，層間介質(zhì)層材料例如為氧化硅。所述的刻蝕工藝?yán)鐬榈入x子體刻蝕。

上述形成接觸孔的制作工藝，由于接觸孔孔徑小，刻蝕深度深，且刻蝕深度隨半導(dǎo)體襯底上形成有源器件結(jié)構(gòu)的不同，表面形貌變化大，具體表現(xiàn)為柵極結(jié)構(gòu)上層間介質(zhì)層厚度比源漏區(qū)上的厚度小很多，但要求刻蝕工藝在相同時間內(nèi)完成對不同厚度層間介質(zhì)層的刻蝕，并對兩個區(qū)域造成的金屬硅化物損失相近，上述工藝通過調(diào)整過刻蝕工藝中刻蝕氣體的比例和流量，使其對層間介質(zhì)層和第一絕緣層的刻蝕速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于對刻蝕停止層的刻蝕速度，但由于刻蝕停止層的材質(zhì)和厚度受到其他工藝和器件條件的限制，使其在過刻蝕工藝中作為刻蝕阻擋層的作用受到限制，造成柵極結(jié)構(gòu)和源漏區(qū)上的金屬硅化物的刻蝕程度不同，不僅使柵極結(jié)構(gòu)上的金屬硅化物損失較大，影響柵極結(jié)構(gòu)上的接觸電阻，而且使柵極結(jié)構(gòu)上的金屬硅化物承受長時間的過刻蝕，容易引起柵極氧化硅的較大等離子體損傷（Plasma?damage），這種情況對于柵極堆疊層高度較高的器件更加嚴(yán)重。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的問題是接觸孔的形成過程中由于柵極結(jié)構(gòu)區(qū)域和源漏區(qū)域上層間介質(zhì)層的厚度差別較大，導(dǎo)致對柵極結(jié)構(gòu)區(qū)域和源漏區(qū)域上金屬硅化物的刻蝕程度不同的器件缺陷。

為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種接觸孔的制作方法，包括：

提供具有有源器件的半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底包含柵極區(qū)域和源漏區(qū)域；

形成與柵極區(qū)域和源漏區(qū)域電連接的金屬硅化物層；

在所述的金屬硅化物層表面依次形成刻蝕停止層，第一絕緣層，中間停止層，層間介質(zhì)層以及第二絕緣層，底部抗反射層；

在底部抗反射層上形成光阻圖案，以定義出接觸孔的位置；

以光阻圖案為掩膜，刻蝕底部抗反射層至暴露出第二絕緣層，形成開口；

執(zhí)行主刻蝕工藝，沿所述的開口刻蝕第二絕緣層，層間介質(zhì)層至暴露出柵極區(qū)域上的中間停止層；

繼續(xù)沿開口執(zhí)行過刻蝕工藝，去除源漏區(qū)域上的層間介質(zhì)層，至暴露出中間停止層；