形成接触孔的方法技术

一种形成接触孔的方法，包括：在半导体衬底上依次形成绝缘介质层、阻挡层和第一光刻胶层；将光掩模版上的接触孔图案转移至第一光刻胶层上，形成第一接触孔开口图形；以第一光刻胶层为掩膜，刻蚀阻挡层，形成第一接触孔开口；去除第一光刻胶层后，在阻挡层上形成平整的第二光刻胶层；相对第一接触孔开口位置进行偏移，将光掩模版上的接触孔图案转移至第二光刻胶层上，形成第二接触孔开口图形；以第二光刻胶层为掩膜，刻蚀阻挡层至露出绝缘介质层，形成目标接触孔开口；去除第二光刻胶层后，以阻挡层为掩膜，沿目标接触孔开口刻蚀绝缘介质层至露出半导体衬底，形成目标接触孔。本发明专利技术的接触孔临界尺寸可按工艺需求进行减小。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体器件的制造领域，尤其涉及。
技术介绍
随着超大规模集成电路ULSI (Ultra Large Scale Integration)的飞速发展， 集成电路制造工艺变得越来越复杂和精细。为了提高集成度，降低制造成本， 元件的关键尺寸不断变小，芯片单位面积内的元件数量不断增加，平面布线 已难以满足元件高密度分布的要求，只能采用多层布线技术，利用芯片的垂 直空间，进一步提高器件的集成密度。在各层布线之间需要用导电通孔进行 电连接。现有制作通孔的工艺参考图1至图4。如图1所示，在包含驱动电路等结构 的半导体衬底101上形成布线层102,其中布线层102的材料可以为铝或铝铜合 金或多晶硅；在布线层102上形成绝缘介质层103,用于膜层间的隔离；在绝 缘介质层103表面形成抗反射层104,用以后续曝光工艺中保护下面的膜层免 受光的影响；在抗反射层104上旋涂光刻胶层106。如图2所示，将光掩模版10上的接触孔图案12通过光刻技术转移至光刻胶 层106上，形成^妄触孔开口图形105。如图3所示，以光刻胶层106为掩膜，用干法刻蚀法沿接触孔开口图形105 刻蚀抗反射层104和绝缘介质层103至露出布线层102,形成接触孔107。如图4所示，用灰化法去除光刻胶层106，然后再用湿法蚀刻法去除残留 的光刻交层106及抗反射层104 。在申请号为200310122960的中国专利申请中，还可以发现更多与上述技术方案相关的信息，在布线层间。随着半导体制造工艺的细微化，尤其是在45纳米工艺以下，由于制作光 掩模版及光刻工艺的限制，因此，要得到细微的线路图案和细微的图案节距 变得非常困难。在45纳米以下工艺中采用现有技术形成接触孔的关键尺寸无 法进一步缩小，达不到工艺要求。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是提供一种，缩小接触孔的临界尺寸。为解决上述问题，本专利技术提供一种，包括在半导体 衬底上依次形成绝缘介质层、阻挡层和第一光刻胶层；将光掩模版上的接触 孔图案转移至第一光刻胶层上，形成第一接触孔开口图形；以第一光刻胶层 为掩膜，沿第一接触孔开口图形刻蚀阻挡层，形成第一接触孔开口；去除第 一光刻胶层后，在阻挡层上形成平整的第二光刻胶层；相对第一接触孔开口 位置进行偏移，将光掩模版上的接触孔图案转移至第二光刻胶层上，形成第 二接触孔开口图形；以第二光刻胶层为掩膜，沿第二接触孔开口图形及第一 接触孔开口刻蚀阻挡层至露出绝缘介质层，形成目标接触孔开口；去除第二 光刻胶层后，以阻挡层为掩膜，沿目标接触孔开口刻蚀绝缘介质层至露出半 导体衬底，形成目标接触孔。可选的，所述阻挡层的材料为氮化硅、氮氧化硅或多晶硅。所述阻挡层 的厚度为1500埃 2500埃。可选的，所述绝缘介质层的材料为低k材料。所述绝缘介质层的厚度为 8000埃 12000埃。可选的，所述光掩模版上的接触孔图案的临界尺寸为0.2微米 0.5微米。 所述目标接触孔的临界尺寸，为30纳米 40纳米。本专利技术提供一种，包括在半导体衬底上依次形成绝缘介质层、第一阻挡层、第二阻挡层和第一光刻胶层；将光掩模版上的接触 孔图案转移至第一光刻胶层上，形成第一接触孔开口图形；以第一光刻胶层 为掩膜，沿第一接触孔开口图形刻蚀第二阻挡层，形成第一接触孔开口；去 除第一光刻胶层后，在第二阻挡层上形成平整的第二光刻胶层；相对第一接 触孔开口位置进行偏移，将光掩模版上的接触孔图案转移至第二光刻胶层上， 形成第二接触孔开口图形；以第二光刻胶层为掩膜，沿第二接触孔开口图形 及第一接触孔开口刻蚀第二阻挡层至露出第一阻挡层，形成目标接触孔开口 图形；去除第二光刻胶层后，以第二阻挡层为掩膜，沿目标接触孔开口图形 刻蚀第一阻挡层至露出绝缘介质层，形成目标接触孔开口；去除第二阻挡层 后，以第一阻挡层为掩膜，沿目标接触孔开口刻蚀绝缘介质层至露出半导体 衬底，形成目标-接触孔。可选的，所述第一阻挡层的材料为氮化硅、氮氧化硅或多晶硅。所述第 一阻挡层的厚度为1500埃 2500埃。可选的，所述第二阻挡层的材料为氧化硅。所述第二阻挡层的厚度为1500 埃~2500埃。可选的，所述光掩模版上的接触孔图案的临界尺寸为0.2微米 0.5微米。 所述目标接触孔的临界尺寸，为30纳米~40纳米。可选的，干法刻蚀法刻蚀第一阻挡层的速率与刻蚀第二阻挡层的速率比 值为2.0-2.5。干法刻蚀法刻蚀第一阻挡层的速率与刻蚀绝缘介质层的速率比 值为5.0-5.5。与现有技术相比，上述方案具有以下优点形成第一接触孔开口后，相 对第一接触孔开口位置进行偏移，形成目标接触孔开口；由于经过了双重曝 光及刻蚀工艺，所述目标接触孔开口的临界尺寸比第一接触孔开口的临界尺 寸小，进而使最终形成的接触孔临界尺寸减小，达到45纳米节点以下工艺的 要求。同时，无需再重新制作光掩模版，直接用45纳米节点以上接触孔临界尺寸及节距的光掩模版，节省了成本。 附图说明图1至图4是现有工艺形成接触孔的示意图； 图5是本专利技术形成接触孔的第一具体实施方式流程图； 图6至图IO是本专利技术形成接触孔的第一实施例示意图； 图ll是本专利技术形成接触孔的第二具体实施方式流程图； 图12至图16是本专利技术形成接触孔的第二实施例示意图； 图17是本专利技术经过两次曝光后在光刻胶层上形成接触孔图形的俯视图。 具体实施例方式本专利技术形成第一接触孔开口后，相对第一接触孔开口位置进行偏移，形 成目标接触孔开口；由于经过了双重曝光及刻蚀工艺，所述目标接触孔开口 的临界尺寸比第一接触孔开口的临界尺寸小，进而使最终形成的接触孔临界 尺寸减小，达到45纳米节点以下工艺的要求。同时，无需再重新制作光掩模 版，直接用45纳米节点以上接触孔临界尺寸及节距的光掩模版，节省了成本。随着半导体制造工艺的细微化，细微图案和细微节距的形成越发困难起 来，为了形成细微图案，引入了在一层膜层上将光掩膜版上图案进行双重曝 光工艺。下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。 图5是本专利技术形成接触孔的第一具体实施方式流程图。如图5所示，执 行步骤SIOI,在半导体衬底上依次形成绝缘介质层、阻挡层和第一光刻胶层； 执行步骤S102，将光掩模版上的接触孔图案转移至第一光刻胶层上，形成第 一接触孔开口图形；执行步骤S103,以第一光刻胶层为掩膜，沿第一接触孔 开口图形刻蚀阻挡层，形成第一接触孔开口；执行步骤S104，去除第一光刻胶层后，在阻挡层上形成平整的第二光刻胶层；执行步骤S105，相对第一接 触孔开口位置进行偏移，将光掩模版上的接触孔图案转移至第二光刻胶层上， 形成第二接触孔开口图形；执行步骤S106,以第二光刻胶层为掩膜，沿第二 接触孔开口图形及第一接触孔开口刻蚀阻挡层至露出绝缘介质层，形成目标 接触孔开口；执行步骤S107,去除第二光刻胶层后，以阻挡层为掩膜，沿目 标接触孔开口刻蚀绝缘介质层至露出半导体衬底，形成目标接触孔。图6至图10是本专利技术形成接触孔的第一实施例示意图。如图6所示，在包 含驱动电if各等结构的半导体衬底201上形成布线层202,其中布线层202的材料 可以为铝或铝铜合金或多晶硅，如果布线层202的材料为铝、铜或铝铜合金等 号，则形成方法为溅镀法或电镀法等；如果布线层202的材料为多晶硅，则形 成方法为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种形成接触孔的方法，其特征在于，包括：　在半导体衬底上依次形成绝缘介质层、阻挡层和第一光刻胶层；　将光掩模版上的接触孔图案转移至第一光刻胶层上，形成第一接触孔开口图形；　以第一光刻胶层为掩膜，沿第一接触孔开口图形刻蚀阻挡层，形成第一接触孔开口；　去除第一光刻胶层后，在阻挡层上形成平整的第二光刻胶层；　相对第一接触孔开口位置进行偏移，将光掩模版上的接触孔图案转移至第二光刻胶层上，形成第二接触孔开口图形；　以第二光刻胶层为掩膜，沿第二接触孔开口图形及第一接触孔开口刻蚀阻挡层至露出绝缘介质层，形成目标接触孔开口；　去除第二光刻胶层后，以阻挡层为掩膜，沿目标接触孔开口刻蚀绝缘介质层至露出半导体衬底，形成目标接触孔。

【技术特征摘要】
1. 一种形成接触孔的方法，其特征在于，包括在半导体衬底上依次形成绝缘介质层、阻挡层和第一光刻胶层；将光掩模版上的接触孔图案转移至第一光刻胶层上，形成第一接触孔开口图形；以第一光刻胶层为掩膜，沿第一接触孔开口图形刻蚀阻挡层，形成第一接触孔开口；去除第一光刻胶层后，在阻挡层上形成平整的第二光刻胶层；相对第一接触孔开口位置进行偏移，将光掩模版上的接触孔图案转移至第二光刻胶层上，形成第二接触孔开口图形；以第二光刻胶层为掩膜，沿第二接触孔开口图形及第一接触孔开口刻蚀阻挡层至露出绝缘介质层，形成目标接触孔开口；去除第二光刻胶层后，以阻挡层为掩膜，沿目标接触孔开口刻蚀绝缘介质层至露出半导体衬底，形成目标接触孔。2. 根据权利要求1所述形成接触孔的方法，其特征在于，所述阻挡层的材料 为氮化硅、氮氧化硅或多晶硅。3. 根据权利要求2所述形成接触孔的方法，其特征在于，所述阻挡层的厚度 为1500埃 2500埃。4. 根据权利要求1所述形成接触孔的方法，其特征在于，所述绝缘介质层的 材料为低k材料。5. 根据权利要求4所述形成接触孔的方法，其特征在于，所述绝缘介质层的 厚度为8000埃~12000埃。6. 根据权利要求1所述形成接触孔的方法，其特征在于，所述光掩才莫版上的 接触孔图案的临界尺寸为0.2微米 0.5微米。7. 根据权利要求1所述形成接触孔的方法，其特征在于，所述目标接触孔的临界尺寸，为30纳米~40纳米。8. —种形成接触孔的方法，其特征在于，包括在半导体衬底上依次形成绝 缘介质层、第一阻挡层、第二阻挡层和第一光刻胶层； 将光掩模版上的接触孔图案转移至第一光刻胶层上，形成第一接触孔开口 图形；以第一光刻胶层为掩膜，沿第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：何其旸，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]