半导体装置的制造方法制造方法及图纸

一种半导体装置的制造方法，在此公开形成鳍式场效晶体管装置的源极/漏极区的接触件和栅极堆叠的接触插塞的方法。此方法包含蚀刻接触开口穿过介电层以露出第一源极/漏极接触件的表面，以及修复沿着接触开口的侧壁表面和沿着介电层的平坦表面的氧化硅结构，以避免随后选择性沉积导电填充材料期间和随后蚀刻其他接触开口期间发生选择性损失的缺陷。此方法还包含实施选择性由下至上的导电填充材料的沉积以形成第二源极/漏极接触件。根据一些方法，一旦形成第二源极/漏极接触件，就可以在栅极堆叠上形成接触插塞。

【技术实现步骤摘要】
半导体装置的制造方法
本专利技术实施例涉及半导体制造技术，特别涉及包含修复开口侧壁的半导体装置的制造方法。
技术介绍
半导体装置用于各种电子应用中，举例来说，例如个人电脑、手机、数码相机和其他电子设备。半导体装置的制造通常通过在半导体基底上方按序沉积绝缘层或介电层、导电层和半导体层的材料，并使用光刻将这些不同材料层图案化，以在半导体基底上形成电路组件和元件。半导体产业通过持续缩减最小部件尺寸来持续提升各种电子部件(例如晶体管、二极管、电阻器、电容器等)的集成密度，这允许将更多部件整合至特定区域中。然而，随着最小部件尺寸缩减，产生应被解决的其他问题。
技术实现思路
根据本专利技术实施例中的一些实施例，提供半导体装置的制造方法。此方法包含形成第一开口穿过第一源极/漏极接触件上的介电层，第一开口的侧壁受损。此方法也包含利用氧化环境对第一开口受损的侧壁进行修复，以及使用具方向性的沉积工艺在第一开口内沉积第一导电填充材料。根据本专利技术实施例中的一些实施例，提供半导体装置的制造方法。此方法包含蚀刻出第一导孔开口穿过绝缘层以暴露出鳍式场效晶体管装置的源极/漏极区的导电接触件的表面，第一导孔开口的侧壁表面在蚀刻出第一导孔开口期间受损。此方法也包含复原第一导孔开口受损的侧壁，以及使用由下至上的沉积工艺形成导电插塞穿过第一导孔开口，且导电插塞物理接触导电接触件。根据本专利技术实施例中的一些实施例，提供半导体装置的制造方法。此方法包含在鳍式场效晶体管装置的源极/漏极区上形成第一金属化层，以及在第一金属化层上沉积蚀刻停止层。此方法也包含在蚀刻停止层上沉积隔离层，以及蚀刻出第一导孔开口穿过隔离层和蚀刻停止层以暴露出第一金属化层的接触面积，第一导孔开口的侧壁表面处的氧化硅结构在蚀刻出第一导孔开口期间受损。此方法还包含重建第一导孔开口的侧壁表面处的氧化硅结构，以及在第一导孔开口内沉积第一金属柱，且第一金属柱物理接触第一金属化层的接触面积。此外，此方法包含在形成第一金属柱之后，形成第二金属柱穿过隔离层，且第二金属柱物理接触鳍式场效晶体管装置的栅极电极。附图说明通过以下的详细描述配合说明书附图，可以更加理解本专利技术实施例的内容。需强调的是，根据产业上的标准惯例，许多部件并未按照比例绘制。事实上，为了能清楚地讨论，各种部件的尺寸可能被任意地增加或减少。图1A至图1C根据一些实施例示出鳍式场效晶体管(finFET)装置的透视图、鳍式场效晶体管装置的剖面示意图，以及鳍式场效晶体管装置的剖面示意图中经平坦化的表面的表面点的放大原子级示意图。图2A至图2B、图3A至图3B、图4A至图4B、图5A至图5B、图6A至图6B、图7A至图7B、图8A至图8B根据一些实施例示出在进一步制造鳍式场效晶体管装置期间形成源极/漏极接触件和栅极接触件的一些中间步骤的剖面示意图和原子级示意图。附图标记说明：100：鳍式场效晶体管装置101：基底103：第一沟槽105：第一隔离区107：鳍片109：栅极介电质111：栅极堆叠113：第一间隙物117：源极/漏极区119：第一层间介电层121：第二层间介电层123：蚀刻停止层125：源极/漏极接触件127：第三层间介电层129：表面点201：第二蚀刻工艺203：第二接触开口209：表面301：修复工艺309：表面311：氧化层401：清理工艺409：表面501：第二源极/漏极接触件601：第三蚀刻工艺603：第三接触开口609：表面619：表面629：表面701：接触插塞809：表面部分D2：第二距离H1：第一高度H2：第二高度H4：第四高度H5：第五高度P1：节距T1：第一厚度T2：第二厚度T3：第三厚度W1：第一宽度W2：第二宽度W3：第三宽度W4：第四宽度具体实施方式以下内容提供许多不同实施例或范例，用于实施本专利技术实施例的不同部件。组件和配置的具体范例描述如下，以简化本专利技术实施例。当然，这些仅仅是范例，并非用于限定本专利技术实施例。举例来说，叙述中若提及第一部件形成于第二部件上或上方，可能包含形成第一部件和第二部件直接接触的实施例，也可能包含额外的部件形成于第一部件和第二部件之间，使得第一部件和第二部件不直接接触的实施例。另外，本专利技术实施例在不同范例中可重复使用参考数字及/或字母。此重复是为了简化和清楚的目的，并非代表所讨论的不同实施例及/或组态之间有特定的关系。此外，本文可能使用空间相对用语，例如“在……之下”、“在……下方”、“下方的”、“在……上方”、“上方的”及类似的用词，这些空间相对用语为了便于描述如图所示的一个(些)元件或部件与另一个(些)元件或部件之间的关系。这些空间相对用语包含使用中或操作中的装置的不同方位，以及附图中所描述的方位。当装置被转向不同方位时(旋转90度或其他方位)，则在此所使用的空间相对形容词也将依转向后的方位来解释。现在参见图1A，图1A示出鳍式场效晶体管装置100的透视图。在一实施例中，鳍式场效晶体管装置100包含基底101，第一沟槽103形成于基底101内。基底101可以是硅基底，但也可以使用其他基底，例如绝缘体上覆半导体(semiconductor-on-insulator，SOI)、应变的(strained)绝缘体上覆半导体和绝缘体上覆硅锗。基底101可以是P型半导体，但在其他的实施例中，基底101可以是N型半导体。第一沟槽103的形成可以作为第一隔离区105最终形成方法中的初始步骤。可使用遮罩层(未另外示出于图1A中)与合适的蚀刻工艺以形成第一沟槽103。举例而言，遮罩层可以是硬遮罩，硬遮罩包含经由例如化学气相沉积(chemicalvapordeposition，CVD)的工艺以形成的氮化硅，但也可以使用其他材料和其他工艺，其他材料例如氧化物、氮氧化物、碳化硅、前述的组合或类似的材料，其他工艺例如等离子体辅助化学气相沉积(plasmaenhancedchemicalvapordeposition，PECVD)、低压化学气相沉积(lowpressurechemicalvapordeposition，LPCVD)或甚至在形成氧化硅后进行氮化。一旦形成遮罩层，就可以经由合适的光学光刻工艺将遮罩层图案化以暴露出基底101中那些将移除以形成第一沟槽103的部分。然而，如本
中技术人员可理解的，上述形成遮罩层的工艺和材料并非用以保护部分的基底101同时暴露出基底101的其他部分以形成第一沟槽103的唯一方法。任何合适的工艺，例如图案化和显影的光刻胶，皆可用以暴露出基底101将被移除以形成第一沟槽103的部分。本实施例的范围欲完整地包含所有这样的方法。...

【技术保护点】
1.一种半导体装置的制造方法，包括：/n形成一第一开口穿过一第一源极/漏极接触件上的一介电层，该第一开口的侧壁受损；/n利用一氧化环境对该第一开口受损的侧壁进行修复；以及/n使用一具方向性的沉积工艺在该第一开口内沉积一第一导电填充材料。/n

【技术特征摘要】
20190417 US 16/387,0431.一种半导体装置的制造方法，包括：
形成一第一开口穿过一第一源极/漏极接触件上的一介电层，该第一开口的侧壁受损；
利用一氧化环境对该第一开口受损的侧壁进行修复；以及
使用一具方向性的沉积工艺在该第一开口内沉积一第一导电填充材料。


2.如权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其中对该第一开口受损的侧壁进行修复包括重建该第一开口的侧壁处的氧化硅结构。


3.如权利要求2所述的半导体装置的制造方法，其中形成该第一开口包括进行一非等向性反应离子蚀刻工艺，该非等向性反应离子蚀刻工艺使用氟碳分子作为一第一前驱物，以及使用氮分子作为一第二前驱物。


4.如权利要求3所述的半导体装置的制造方法，还包括：
在重建该第一开口的侧壁处的氧化硅结构之后，且在沉积该第一导电填充材料之前，进行一氢等离子体处理以经由该第一开口自该第一源极/漏极接触件的一表面移除一氧化层。


5.一种半导体装置的制造方法，包括：
蚀刻出一第一导孔开口穿过一绝缘层以暴露出一鳍式场效晶体管装置的一源极/漏极区的一导电接触件的一表面，该第一导孔开口的侧壁表面在蚀刻出该第一导孔开口期间受损；
复原该第一导孔开口受损的侧壁；以及
使用一由下至上的沉积工艺形成一导电插塞穿过该第一导孔开口，且该导电插塞物理接触该导电接触件。


6.如权利要求5所述的半导体装置的制造方法，其中复原该第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄俊贤，锺长廷，林韦诚，林威戎，张志维，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71