[發明專利]接觸孔硅凹槽蝕刻方法

在審

• 申請號: 201210178248.8
• 申請日: 2012-05-31
• 公開（公告）號: CN103456676A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 丁佳
• 申請（專利權）人: 無錫華潤上華科技有限公司
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 鄧云鵬

技術領域

本發明涉及半導體工藝，特別是涉及一種接觸孔硅凹槽蝕刻方法。

背景技術

接觸孔（contact）是元器件中連通第一層金屬層與有源區的通孔，其貫穿層間介質（ILD）。接觸孔硅凹槽蝕刻（contact?Si?recess?etch），是指接觸孔蝕刻穿層間介質后，再向下將一部分硅蝕刻掉形成接觸孔硅凹槽。

傳統的接觸孔蝕刻工藝中，形成的接觸孔硅凹槽的形貌較差，以致影響器件的性能，可能會成為一個致命缺陷導致晶圓驗收測試（WAT）中漏極飽和電流（Idss）測試不通過。

發明內容

基于此，有必要針對傳統接觸孔蝕刻工藝形成的接觸孔硅凹槽形貌不好的問題，提供一種接觸孔硅凹槽蝕刻方法。

一種接觸孔硅凹槽蝕刻方法，包括下列步驟：提供以光刻膠為掩膜，蝕刻層間介質形成接觸孔的圓片；去除所述光刻膠；以層間介質表面的氧化層作為掩膜，進行接觸孔硅凹槽蝕刻。

在其中一個實施例中，所述提供以光刻膠為掩膜，蝕刻層間介質形成接觸孔的圓片的步驟是：淀積所述層間介質；在所述層間介質上形成所述光刻膠；以所述光刻膠為掩膜對所述層間介質進行蝕刻，形成所述接觸孔。

在其中一個實施例中，所述對所述層間介質進行蝕刻是采用干法蝕刻。

在其中一個實施例中，所述去除所述光刻膠的步驟中，所述圓片上因層間介質蝕刻產生的聚合物被一并去除。

在其中一個實施例中，所述以層間介質表面的氧化層作為掩膜，進行接觸孔硅凹槽蝕刻的步驟后還包括進行蝕刻清潔的步驟。

在其中一個實施例中，所述去除所述光刻膠的步驟包括先進行干法去膠，再進行濕法去膠。

在其中一個實施例中，所述接觸孔硅凹槽蝕刻為干法蝕刻。

在其中一個實施例中，所述干法蝕刻中的等離子源包括六氟化硫。

上述接觸孔硅凹槽蝕刻方法，通過將光刻膠去除后采用ILD表面的氧化層作為硬掩膜進行接觸孔硅凹槽蝕刻，相對于使用光刻膠作為掩膜的傳統技術，可以獲得更好的接觸孔硅凹槽形貌。

附圖說明

圖1是一實施例中接觸孔硅凹槽蝕刻方法的流程圖；

圖2是傳統工藝中采用光刻膠作為掩膜蝕刻接觸孔硅凹槽得到的接觸孔硅凹槽剖面在顯微鏡下的照片；

圖3是本發明的接觸孔硅凹槽剖面在顯微鏡下的照片；

圖4是傳統的接觸孔蝕刻工藝中對層間介質進行蝕刻后產生聚合物的示意圖；

圖5是傳統的接觸孔蝕刻工藝中接觸孔硅凹槽蝕刻被聚合物所阻擋形成橋接（bridging）的示意圖；

圖6是另一實施例中接觸孔硅凹槽蝕刻方法的流程圖。

具體實施方式

為使本發明的目的、特征和優點能夠更為明顯易懂，下面結合附圖對本發明的具體實施方式做詳細的說明。

圖1是一實施例中接觸孔硅凹槽蝕刻方法的流程圖，包括下列步驟：

S310，提供以光刻膠為掩膜，蝕刻層間介質形成了接觸孔的圓片。

可以使用傳統工藝在層間介質（ILD）上涂覆光刻膠后，以光刻膠為掩膜，干法蝕刻形成接觸孔（contact）。其中層間介質可以包括氮氧化硅SiON層、硼磷硅玻璃（BPSG）層以及正硅酸乙酯（TEOS）層。

S320，去除光刻膠。

使用習知的去膠工藝去除光刻膠。

S330，以層間介質表面的氧化層作為掩膜，進行接觸孔硅凹槽蝕刻。

以層間介質（ILD）表面的氧化層作為硬掩膜（hard?mask）相對于傳統工藝中以光刻膠作為掩膜，可以獲得更好的凹槽形貌，減小寬高比（aspect?ratio）。圖2是傳統工藝中采用光刻膠作為掩膜蝕刻接觸孔硅凹槽得到的接觸孔硅凹槽剖面在顯微鏡下的照片，圖3是本發明的接觸孔硅凹槽剖面在顯微鏡下的照片。

另外，在傳統的接觸孔蝕刻工藝中，一般采用四氟化碳和/或溴化氫進行干法蝕刻，四氟化碳的等離子體會與硅反應產生大量聚合物（polymer），例如聚四氟乙烯。參見圖4和圖5，聚合物11落入接觸孔中會對蝕刻進行阻擋，導致蝕刻不干凈，影響產品的良率。由于該聚合物的性質與光刻膠相近，因此在其中一個實施例中，可以于步驟S320去除光刻膠時將聚合物一并去除。即步驟S322：去除光刻膠，圓片上因層間介質蝕刻產生的聚合物被一并去除。如圖6所示。