接觸孔的刻蝕方法

2023-05-22 20:16:31

專利名稱：接觸孔的刻蝕方法
技術領域：
本發明涉及半導體器件的製造工藝，特別是涉及一種接觸孔的刻蝕方法。
背景技術：
在半導體製造工藝中，接觸孔(Contact)通常有兩種一種是有源區上的接觸孔，另一種是多晶矽柵極上的接觸孔。圖1是一種傳統的採用幹法刻蝕接觸孔後在顯微鏡下的照片，可以看到在在澱積金屬後，金屬會在磷矽玻璃層的尖角處產生空洞。而如果採用溼法腐蝕，則如圖2所示，刻蝕後磷矽玻璃層120的斜面距內部的多晶矽110較近，漏源擊穿電壓(BVDSS)較小，導致器件容易被擊穿。

發明內容
基於此，有必要針對傳統的接觸孔刻蝕方法刻蝕得到的接觸孔形貌不好的問題，提供一種能夠獲得較好的接觸孔形貌、從而獲得良好的器件性能的接觸孔的刻蝕方法。一種接觸孔的刻蝕方法，包括下列步驟在晶圓上澱積層間介質；對所述層間介質進行平坦化處理；進行接觸孔光刻；進行接觸孔溼法腐蝕，將所述層間介質腐蝕掉30°/Γ70%厚度；進行接觸孔幹法刻蝕。在其中一個實施例中，所述溼法腐蝕的腐蝕劑為氧化層刻蝕緩衝液。在其中一個實施例中，所述幹法刻蝕的氣體源包括CF4、CHF3及Ar。

在其中一個實施例中，所述幹法刻蝕的條件為流量CF4S 45SCCm，CHF3S15sccm, Ar 為 IOOsccm ;壓力150mTorr ;功率500ffo在其中一個實施例中，所述層間介質為磷矽玻璃或硼磷矽玻璃。在其中一個實施例中，所述層間介質厚度為ΙΟΟΟΟΛ,所述溼法腐蝕去除的層間介質厚度為3000 7000人,在其中一個實施例中，所述溼法腐蝕去除的層間介質厚度為3(XK)i^上述接觸孔的刻蝕方法，採用兩步刻蝕工藝，第一步採用溼法腐蝕，利用腐蝕的各向同性特點，使層間介質在接觸孔處的臺階呈類碗型形貌；第二步採用幹法刻蝕，利用幹法刻蝕的各向異性特點，使臺階形貌接近直角。這樣通過溼法腐蝕和幹法刻蝕結合，使接觸孔處的臺階較平滑，沒有大的尖角，避免了金屬層易在接觸孔邊緣尖角處產生空洞，同時又保證了層間介質在多晶矽柵的臺階處有足夠的厚度，保證了足夠的漏源擊穿電壓(BVDSS)。


圖1是一種傳統的採用幹法刻蝕接觸孔後在顯微鏡下的照片；圖2是傳統的採用溼法腐蝕接觸孔後磷矽玻璃層臺階處的剖面示意圖；圖3是一實施例中接觸孔的刻蝕方法的流程圖；圖4是一實施例中接觸孔刻蝕完成後在顯微鏡下的照片。
具體實施例方式為使本發明的目的、特徵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3是一實施例中接觸孔的刻蝕方法的流程圖，包括下列步驟S10，在晶圓上澱積層間介質。澱積的層間介質將襯底上的多晶矽柵極覆蓋。層間介質可以是磷矽玻璃(PSG)或硼磷矽玻璃(BPSG)。S20，對層間介質進行平坦化處理。可以用化學機械拋光(CMP)對層間介質進行平坦化處理。S30，進行接觸孔光刻。塗覆光刻膠並通過曝光和顯影定義出接觸孔區域。S40，進行接觸孔溼法腐蝕。將層間介質腐蝕掉30°/Γ70%厚度。在本實施例中，溼法腐蝕的腐蝕劑為氧化層刻蝕緩衝液(buffer oxide etch，Β0Ε)，即氟化銨(NH4F)溶液與氫氟酸(HF)的混合液。本實施例中採用氟化銨溶液與氫氟酸的體積配比為6:1的BOE溶液，在其它實施例中也可以採用其它配比的BOE溶液，例如7:1、20:1的。S50，進行接觸 孔幹法刻蝕。採用等離子刻蝕工藝進行幹法刻蝕，將剩餘的層間介質刻蝕掉。等離子刻蝕工藝中採用的氣體源包括四氟化碳(CF4)、三氟甲烷(CHF3)及氬氣(Ar )。幹法刻蝕完成後需要去除光刻膠，然後就可以將金屬澱積進接觸孔了。上述接觸孔的刻蝕方法，採用兩步刻蝕工藝，第一步採用溼法腐蝕，利用腐蝕的各向同性特點，使層間介質在接觸孔處的臺階呈類碗型形貌；第二步採用幹法刻蝕，利用幹法刻蝕的各向異性特點，使臺階形貌接近直角。這樣通過溼法腐蝕和幹法刻蝕結合，使接觸孔處的臺階較平滑，沒有大的尖角，避免了金屬層易在接觸孔邊緣尖角處產生空洞，同時又保證了層間介質在多晶矽柵的臺階處有足夠的厚度，保證了足夠的漏源擊穿電壓(BVDSS)t5S見圖4。在其中一個實施例中，澱積的層間介質在步驟S20厚度為10000人，溼法腐蝕吃掉
的厚度為3000 7000人,優選為3000 A0在其中一個實施例中，幹法刻蝕的刻蝕條件設置為氣體流量CF4為 45sccm, CHF3 為 15sccm, Ar 為 IOOsccm ；壓力150mTorr；功率500W。以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對本發明專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本發明的保護範圍。因此，本發明專利的保護範圍應以所附權利要求為準。
權利要求
1.一種接觸孔的刻蝕方法，包括下列步驟 在晶圓上澱積層間介質； 對所述層間介質進行平坦化處理； 進行接觸孔光刻； 進行接觸孔溼法腐蝕，將所述層間介質腐蝕掉309Γ70%厚度； 進行接觸孔幹法刻蝕。
2.根據權利要求1所述的接觸孔的刻蝕方法，其特徵在於，所述溼法腐蝕的腐蝕劑為氧化層刻蝕緩衝液。
3.根據權利要求1所述的接觸孔的刻蝕方法，其特徵在於，所述幹法刻蝕的氣體源包括 CF4、CHF3 及 Ar。
4.根據權利要求3所述的接觸孔的刻蝕方法，其特徵在於，所述幹法刻蝕的條件為 流量CF4 為 45sccm, CHF3 為 15sccm, Ar 為 IOOsccm ； 壓力150mTorr ； 功率500W。
5.根據權利要求1所述的接觸孔的刻蝕方法，其特徵在於，所述層間介質為磷矽玻璃或硼磷矽玻璃。
6.根據權利要求5所述的接觸孔的刻蝕方法，其特徵在於，所述層間介質厚度為10000人,所述溼法腐蝕去除的層間介質厚度為3GGG 7GGGA·。
7.根據權利要求6所述的接觸孔的刻蝕方法，其特徵在於，所述溼法腐蝕去除的層間介質厚度為3000^
全文摘要
本發明涉及一種接觸孔的刻蝕方法，包括下列步驟在晶圓上澱積層間介質；對所述層間介質進行平坦化處理；進行接觸孔光刻；進行接觸孔溼法腐蝕，將所述層間介質腐蝕掉30%~70%厚度；進行接觸孔幹法刻蝕。本發明採用兩步刻蝕工藝，第一步採用溼法腐蝕，利用腐蝕的各向同性特點，使層間介質在接觸孔處的臺階呈類碗型形貌；第二步採用幹法刻蝕，利用幹法刻蝕的各向異性特點，使臺階形貌接近直角。這樣通過溼法腐蝕和幹法刻蝕結合，使接觸孔處的臺階較平滑，沒有大的尖角，避免了金屬層易在接觸孔邊緣尖角處產生空洞，同時保證層間介質在多晶矽柵的臺階處有足夠的厚度，保證了足夠的BVDSS。
文檔編號H01L21/311GK103050438SQ20121055238
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月18日 優先權日2012年12月18日
發明者王民濤, 李 傑, 汪德文, 魏國棟, 劉瑋, 楊坤進 申請人:深圳深愛半導體股份有限公司