接触孔的形成方法技术

本发明专利技术提供一种接触孔的制作方法，在第一绝缘层和层间介质层之间增加中间停止层，在刻蚀过程中，利用刻蚀气体对层间介质层和中间停止层的刻蚀选择比，实现不同位置上接触孔的刻蚀深度不同，使随后对中间停止层以及刻蚀停止层的刻蚀工艺中，栅极区域和源漏区域上具有相同的刻蚀距离，保证栅极区域和源漏区域上的金属硅化物刻蚀能基本同时进行，最终使栅极区域上的金属硅化物损失和源漏区域基本相同。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制造技木，尤其涉及ー种。
技术介绍
在半导体制造过程中，采用刻蚀エ艺在介质层中形成接触孔，随后在接触孔中沉积导电材料用于半导体器件之间的电连接是一种广泛使用的エ艺，所述的接触孔可直接与器件的栅极，源漏极电连接，还可以用于层与层之间的电连接，以及后段封装エ艺中的电连接。附图I至6提供一种用于连接源区半导体器件的接触孔制作方法，參考附图1，提供半导体衬底，所述半导体衬底上形成有有源器件，如图I中所示的有源器件包括位于半导体衬底上的栅极结构，所述栅极结构包括位于半导体衬底上的栅氧化层，栅极以及位于栅氧化层和栅极两侧的侧墙；位于栅极结构两侧半导体衬底内的源极和漏极。本申请中，为了简化附图，仅仅示意性的画出栅极结构，未在附图中标出源极漏极以及半导体衬底中可能含有的其它有源或者无源器件。所述半导体衬底上还形成有与源极漏极以及栅极电连接的金属硅化物层101 ;在所述的金属硅化物层101表面依次形成刻蚀停止层102，第一绝缘层103，层间介质层104以及第二绝缘层105，底部抗反射层106 ;在底部抗反射层106上形成光阻图案107，光阻图案用以定义出随后需要形成接触孔的位置；从图I可以看出，由于栅极结构凸出半导体衬底表面，而层间介质层的上表面为水平面(理想状态下)，因此栅极结构上层间介质层的厚度远小于源漏区域上层间介质层的厚度。參考附图2，以光阻为掩膜，刻蚀底部抗反射层106至暴露出第二绝缘层105，形成用于形成接触孔的开ロ；參考附图3，沿所述的开ロ刻蚀第二绝缘层105，层间介质层104以及部分第一绝缘层103至暴露出位于栅极结构上的刻蚀停止层102 ;在源极和漏极区域，由于层间介质层的绝对厚度大，因此，层间介质层还未被完全刻穿。參考附图4，继续沿开ロ进行过刻蚀，使源漏区域的层间介质层102，第一绝缘层被完全刻穿，停留在刻蚀停止层102上；所述的过刻蚀エ艺中，刻蚀气体对层间介质层和第一绝缘层的刻蚀速度远远大于对刻蚀停止层的刻蚀速度。參考附图5，去除光阻图案107以及底部抗反射层106 ；參考附图6，去除开ロ暴露出的刻蚀停止层至金属硅化物层101，形成接触孔。在上述形成接触孔的制作エ艺中，金属硅化物层材料例如是硅化镍等，刻蚀停止层的材料例如为氮化硅或者氮氧化硅，第一绝缘层和第二绝缘层的材料例如为氮氧化硅，TE0S，氧化硅等，层间介质层材料例如为氧化硅。所述的刻蚀エ艺例如为等离子体刻蚀。上述形成接触孔的制作エ艺，由于接触孔孔径小，刻蚀深度深，且刻蚀深度随半导体衬底上形成有源器件结构的不同，表面形貌变化大，具体表现为栅极结构上层间介质层 厚度比源漏区上的厚度小很多，但要求刻蚀エ艺在相同时间内完成对不同厚度层间介质层的刻蚀，并对两个区域造成的金属硅化物损失相近，上述エ艺通过调整过刻蚀エ艺中刻蚀气体的比例和流量，使其对层间介质层和第一绝缘层的刻蚀速度远远大于对刻蚀停止层的刻蚀速度，但由于刻蚀停止层的材质和厚度受到其他エ艺和器件条件的限制，使其在过刻蚀エ艺中作为刻蚀阻挡层的作用受到限制，造成栅极结构和源漏区上的金属硅化物的刻蚀程度不同，不仅使栅极结构上的金属硅化物损失较大，影响栅极结构上的接触电阻，而且使栅极结构上的金属硅化物承受长时间的过刻蚀，容易引起栅极氧化硅的较大等离子体损伤(Plasma damage),这种情况对于栅极堆叠层高度较高的器件更加严重。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是接触孔的形成过程 中由于栅极结构区域和源漏区域上层间介质层的厚度差别较大，导致对栅极结构区域和源漏区域上金属硅化物的刻蚀程度不同的器件缺陷。为解决上述问题，本专利技术提供了ー种接触孔的制作方法，包括提供具有有源器件的半导体衬底，所述半导体衬底包含栅极区域和源漏区域；形成与栅极区域和源漏区域电连接的金属硅化物层；在所述的金属硅化物层表面依次形成刻蚀停止层，第一绝缘层，中间停止层，层间介质层以及第ニ绝缘层，底部抗反射层；在底部抗反射层上形成光阻图案，以定义出接触孔的位置；以光阻图案为掩膜，刻蚀底部抗反射层至暴露出第二绝缘层，形成开ロ ；执行主刻蚀エ艺，沿所述的开ロ刻蚀第二绝缘层，层间介质层至暴露出栅极区域上的中间停止层；继续沿开ロ执行过刻蚀エ艺，去除源漏区域上的层间介质层，至暴露出中间停止层；沿开ロ刻蚀中间停止层和第一绝缘层至暴露出刻蚀停止层；去除光阻图案以及底部抗反射层；去除开ロ暴露出的刻蚀停止层至金属硅化物层，形成接触孔。本专利技术所述的方法在第一绝缘层和层间介质层之间增加中间停止层，在刻蚀过程中，利用刻蚀气体对层间介质层和中间停止层的刻蚀选择比(刻蚀气体对层间介质层的刻蚀速度大大快于对中间停止层的刻蚀速度)，实现不同位置上接触孔的刻蚀深度不同(栅极区域上的刻蚀深度浅，源漏区域上刻蚀深度深)，使随后对中间停止层以及刻蚀停止层的刻蚀エ艺中，栅极区域和源漏区域上具有相同的刻蚀距离，保证栅极区域和源漏区域上的金属硅化物刻蚀能基本同时进行，最終使栅极区域上的金属硅化物损失和源漏区域基本相同。所述方法増大了接触孔形成エ艺的刻蚀エ艺窗ロ，減少了栅极区域上接触孔的金属硅化物损失，并减少由于栅极区域金属硅化物长时间过刻蚀给栅极结构中的栅氧化层带来的PID (plasma induce damage)风险，同时使刻蚀停止层作为栅极应变层有更大的厚度和材质的调整空间。所述方法特别对于栅极堆叠层较厚(如有floating gate或SONOS结构的栅极)且pitch尺寸较大，而刻蚀停止层厚度受其他条件限制的接触孔刻蚀，能提供更大的刻蚀エ艺窗P。附图说明图I至图6是现有技术的截面结构示意图；图7至图14是本专利技术的截面结构示意图。具体实施例方式本专利技术提供了ー种接触孔的制作方法，在第一绝缘层和层间介质层之间增加中间停止层，在刻蚀过程中，利用刻蚀气体对层间介质层和中间停止层的刻蚀选择比(刻蚀气体对层间介质层的刻蚀速度大大快于对中间停止层的刻蚀速度)，实现不同位置上接触孔的 刻蚀深度不同(栅极区域上的刻蚀深度浅，源漏区域上刻蚀深度深)，使随后对中间停止层以及刻蚀停止层的刻蚀エ艺中，栅极区域和源漏区域上具有相同的刻蚀距离，保证栅极区域和源漏区域上的金属硅化物刻蚀能基本同时进行，最終使栅极区域上的金属硅化物损失和源漏区域基本相同。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，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。在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本专利技术。但是本专利技术能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似推广。因此本专利技术不受下面公开的具体实施方式的限制。图7至图14示出了本专利技术的一个实施例的的截面结构示意图，下面结合图7至图14对本实施例进行详细说明。參考附图7，所述半导体衬底具有有源器件，如图7中所示的有源器件包括位于半导体衬底上的栅极结构，所述栅极结构包括位于半导体衬底上的栅氧化层，栅极以及位于栅氧化层和栅极两侧的侧墙；位于栅极结构两侧半导体衬底内的源极和漏极。本申请中，为了简化附图，仅仅示意性的画出栅极结构，未在附图中标出源极漏极以及半导体衬底中可能含有的其它有源或者无源器件。为了叙述方便，本实施例中将栅极结构对应的半导体衬底区域称为栅极区域，将源漏极对应的半导体衬底区域称为源漏区本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.ー种接触孔的形成方法，其特征在于，包括 提供具有有源器件的半导体衬底，所述半导体衬底包含栅极区域和源漏区域； 形成与栅极区域和源漏区域电连接的金属硅化物层； 在所述的金属硅化物层表面依次形成刻蚀停止层，第一绝缘层，中间停止层，层间介质层以及第ニ绝缘层，底部抗反射层； 在底部抗反射层上形成光阻图案，以定义出接触孔的位置； 以光阻图案为掩膜，刻蚀底部抗反射层至暴露出第二绝缘层，形成开ロ ； 执行主刻蚀エ艺，沿所述的开ロ刻蚀第二绝缘层，层间介质层至暴露出栅极区域上的中间停止层； 继续沿开ロ执行过刻蚀エ艺，去除源漏区域上的层间介质层，至暴露出中间停止层； 沿开ロ刻蚀中间停止层和第一绝缘层至暴露出刻蚀停止层； 去除光阻图案以及底部抗反射层； 去除开ロ暴露出的刻蚀停止层至金属硅化物层，形成接触孔。2.根据权利要求I所述的接触孔的形成方法，其特征在于，所述的中间停止层材料为氮化硅。3.根据权利要求2所...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨渝书，李程，陈玉文，
申请(专利权)人：上海华力微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：