半导体器件中接触孔的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种半导体器件中接触孔的制备方法，在器件制备完成及金属前电介质层淀积之后，通过一次光刻，两次刻蚀，两次淀积钨，两次化学机械研磨，完成了大的高宽比要求的接触孔工艺。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。
技术介绍
在半导体工艺的发展过程中，经常会出现接触孔的高宽比(AspectRatio)较大的 时候，例如在设计规则直接从O. 13um縮减到O. llum的情况下，接触孔膜厚不变，而要求光刻尺寸縮小，从而使光刻胶不够刻蚀的情况。在这种情况下，勉强增厚光刻胶，对于光刻的 线宽(CriticalDimension)控制就会变差。 在目前的接触孔制备工艺流程中，通常是先进行接触孔光刻定义出接触孔的位 置，然后进行接触孔刻蚀，然后淀积钨以填充接触孔，然后化学机械研磨去除多余的钨，完 成整个接触孔工艺。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种，其能实现 大高宽比的接触孔制备。 为解决上述技术问题，本专利技术的，在器件制备完 成及金属前电介质层淀积之后，包括如下步骤 1)利用光刻工艺在金属前电介质层上定义出接触孔的位置，使显影后光刻胶覆盖 接触孔的位置； 2)利用光刻胶图形为掩膜，第一次刻蚀去掉一定厚度的金属前电介质层； 3)去除剩余的光刻胶，并在所述金属前电介质层上淀积钨至覆盖整个金属前电介质层； 4)采用化学机械研磨法平整化，去除所述接触孔位置处的所述金属前电介质层上 的钨； 5)以步骤四中所形成的钨为掩膜层，进行第二次刻蚀所述金属前电介质层至完全 刻穿所述金属前电介质层，形成接触孔； 6)再次淀积钨以完全填充所述接触孔，接着采用化学机械研磨法平整化去除所述 金属前电介质层上的钨。 本专利技术的接触孔制备方法，通过一次光刻，两次刻蚀，两次淀积钨，两次化学机械 研磨，完成了大的高宽比要求的接触孔工艺。在整个工艺流程中，可以延用原有的光刻版， 使用负性光刻胶进行光刻；也可以用新的光刻版，使用正性光刻胶进行刻蚀。本专利技术的制备 方法中，由于引入了钨层来充当刻蚀掩膜层，所以可以提高原有的接触孔刻蚀选择比，从而 达到刻蚀大的高宽比的接触孔的要求，而第一次的光刻过程中，光刻胶的厚度也可以减薄。附图说明 下面结合附图与具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明 图1为实施本专利技术的方法中旋涂光刻胶后的截面示意图； 图2为实施本专利技术的方法中光刻后的截面示意图； 图3为实施本专利技术的方法中第一次刻蚀后的截面示意图； 图4为实施本专利技术的方法中第一次淀积钨后的截面示意图； 图5为实施本专利技术的方法中第一次CMP平整化后的截面示意图； 图6为实施本专利技术的方法中第二次刻蚀后的截面示意图； 图7为实施本专利技术的方法中第二次淀积钨后的截面示意图 图8为实施本专利技术的方法中第二次CMP平整化后的截面示意图； 图9为本专利技术的制备流程图。具体实施例方式本专利技术的，在器件完成后，以M0S晶体管为例(见 图1)，器件部分主要为在衬底10上形成浅沟槽隔离区11、源区12、漏区13、栅氧14、栅极 16、栅极两侧的侧墙15，以及淀积金属前电介质层18之后，具体实施流程为(见图9): 1)采用光刻工艺定义出接触孔的位置，使光刻胶19覆盖在接触孔处的金属前电 介质层上。光刻工艺为常规的工艺，包括在金属前电介质层上旋涂光刻胶19 (见图1)，用光 刻掩膜版进行曝光，而后显影，使接触孔位置上的金属前电介质层覆盖有光刻胶，而其他位 置处的光刻胶则去除(见图2)。在进行光刻工艺中，可以延用原有的接触孔光刻版，配合使 用负性光刻胶进行光刻；也可以用新的光刻版，使用正性光刻胶进行光刻。 2)利用上述的光刻胶图案为掩膜，对未被光刻胶覆盖的金属前电介质层的进行第 一次刻蚀，去除一定厚度的金属前电介质层，该次刻蚀去除的厚度可通过时间监控法进行 控制(etch by time)(见图3)，该步的目的是使刻蚀后的金属前电介质层形成高低的面，刻 蚀可采用干法刻蚀工艺； 3)去除剩余的光刻胶，在金属前电介质层上淀积第一层金属钨20(见图4)，使钨 完成覆盖由刻蚀形成的金属前电介质层上的台阶； 4)第一次化学机械研磨CMP进行平整化，去除淀积多余的钨，使接触孔位置出的 金属前电介质层露出来(见图5); 5)接着以金属钨为刻蚀阻挡层，进行第二次刻蚀金属前电介质层至刻穿该层，刻 蚀出接触孔21、22和23，其中21为栅极接触孔，22和23分别为源极和漏极接触孔。干法刻 蚀是该步可用的工艺，该次刻蚀可通过终点监测法进行控制(EPD， end point detect)(见 图6); 6)第二次淀积金属钨，使其完全填充接触孔，形成钨塞(见图7); 7)进行第二次化学机械研磨，去除金属前电介质层上多余的钨(见图8)，完成整个接触孔的制备工艺。 在整个工艺流程中，可以延用原有的光刻版，使用负性光刻胶进行光刻；也可以用 新的光刻版，使用正性光刻胶进行刻蚀。本专利技术的制备方法中，由于引入了钨层来充当刻蚀 阻挡层，所以可以提高原有的接触孔刻蚀选择比，从而达到刻蚀大的高宽比的接触孔的要 求。而第一次的光刻过程中，光刻胶的厚度也可以减薄。权利要求一种，其特征在于，在器件制备完成及金属前电介质层淀积之后，包括如下步骤1)利用光刻工艺在金属前电介质层上定义出接触孔的位置，使显影后光刻胶覆盖接触孔的位置；2)利用光刻胶图形为掩膜，第一次刻蚀去掉一定厚度的金属前电介质层；3)去除剩余的光刻胶，并在所述金属前电介质层上淀积第一层钨至覆盖整个金属前电介质层；4)采用化学机械研磨法平整化，去除所述接触孔位置处的所述金属前电介质层上的钨；5)以步骤四中所形成的钨为刻蚀阻挡层，进行第二次刻蚀所述金属前电介质层至完全刻穿所述金属前电介质层，形成接触孔；6)第二次淀积钨以完全填充所述接触孔，接着进行第二次化学机械研磨法去除所述金属前电介质层上的钨。2. 按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述步骤二中刻蚀的金属前电介质层的厚度为100-1000埃。3. 按照权利要求2所述的制备方法，其特征在于所述步骤二中的刻蚀工艺中采用时间监控法。4. 按照权利要求1-3中任一项所述的制备方法，其特征在于所述步骤一光刻工艺中的光刻胶的厚度为1000-5000埃。全文摘要本专利技术公开了一种，在器件制备完成及金属前电介质层淀积之后，通过一次光刻，两次刻蚀，两次淀积钨，两次化学机械研磨，完成了大的高宽比要求的接触孔工艺。文档编号H01L21/768GK101740466SQ20081004395公开日2010年6月16日 申请日期2008年11月20日 优先权日2008年11月20日专利技术者陈福成 申请人:上海华虹Nec电子有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体器件中接触孔的制备方法，其特征在于，在器件制备完成及金属前电介质层淀积之后，包括如下步骤：１）利用光刻工艺在金属前电介质层上定义出接触孔的位置，使显影后光刻胶覆盖接触孔的位置；２）利用光刻胶图形为掩膜，第一次刻蚀去掉一定厚度的金属前电介质层；３）去除剩余的光刻胶，并在所述金属前电介质层上淀积第一层钨至覆盖整个金属前电介质层；４）采用化学机械研磨法平整化，去除所述接触孔位置处的所述金属前电介质层上的钨；５）以步骤四中所形成的钨为刻蚀阻挡层，进行第二次刻蚀所述金属前电介质层至完全刻穿所述金属前电介质层，形成接触孔；６）第二次淀积钨以完全填充所述接触孔，接着进行第二次化学机械研磨法去除所述金属前电介质层上的钨。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈福成，
申请(专利权)人：上海华虹NEC电子有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]