通孔开口的蚀刻轮廓控制制造技术

本申请涉及通孔开口的蚀刻轮廓控制。一种方法，包括：在源极/漏极区域之上形成源极/漏极接触件；在源极/漏极接触件之上形成蚀刻停止层，并且在蚀刻停止层之上形成层间电介质(ILD)层；执行第一蚀刻工艺，以形成延伸穿过ILD层的通孔开口以及蚀刻停止层中的凹部；氧化蚀刻停止层中的凹部的侧壁；在氧化蚀刻停止层中的凹部的侧壁之后，执行第二蚀刻工艺以使通孔开口向下延伸到源极/漏极接触件；以及在执行第二蚀刻工艺之后，在通孔开口中形成源极/漏极通孔。极/漏极通孔。极/漏极通孔。

【技术实现步骤摘要】
通孔开口的蚀刻轮廓控制


[0001]本公开涉及通孔开口的蚀刻轮廓控制。

技术介绍

[0002]IC材料和设计的技术进步已经产生了几代IC，其中每一代都具有比上一代更小和更复杂的电路。在IC演变过程中，功能密度(例如，每芯片面积的互连器件的数量)通常增大，同时几何尺寸(例如，使用制造工艺能够产生的最小组件(或线))减小。这种缩小工艺通常通过提高生产效率和降低相关成本来提供益处。

技术实现思路

[0003]根据本公开的第一方面，提供了一种用于形成半导体器件的方法，包括：在源极/漏极区域之上形成源极/漏极接触件；在所述源极/漏极接触件之上形成蚀刻停止层，并且在所述蚀刻停止层之上形成层间电介质ILD层；执行第一蚀刻工艺，以形成延伸穿过所述ILD层的通孔开口以及所述蚀刻停止层中的凹部；氧化所述蚀刻停止层中的所述凹部的侧壁；在氧化所述蚀刻停止层中的所述凹部的侧壁之后，执行第二蚀刻工艺以使所述通孔开口向下延伸到所述源极/漏极接触件；以及在执行所述第二蚀刻工艺之后，在所述通孔开口中形成源极/漏极通孔。
[0004]根据本公开的第二方面，提供了一种用于形成半导体器件的方法，包括：在外延结构之上形成源极/漏极接触件；在所述源极/漏极接触件之上按顺序地沉积蚀刻停止层和层间电介质ILD层；在所述ILD层上执行第一蚀刻工艺，直到所述蚀刻停止层具有凹部；在执行所述第一蚀刻工艺之后，对所述蚀刻停止层进行处理，使得所述蚀刻停止层具有使所述凹部的下侧成杯状的经处理区域和位于所述经处理区域下方的未处理区域；在对所述蚀刻停止层进行处理之后，执行第二蚀刻工艺以穿透所述蚀刻停止层，其中，所述第二蚀刻工艺以比蚀刻所述未处理区域更慢的蚀刻速率来蚀刻所述蚀刻停止层的所述经处理区域；以及在执行所述第二蚀刻工艺之后，形成延伸穿过所述蚀刻停止层的源极/漏极通孔。
[0005]根据本公开的第三方面，提供了一种半导体器件，包括：源极/漏极接触件，所述源极/漏极接触件位于晶体管的源极/漏极区域之上；蚀刻停止层，所述蚀刻停止层位于所述源极/漏极接触件之上；层间电介质ILD层，所述ILD层位于所述蚀刻停止层之上；以及源极/漏极通孔，所述源极/漏极通孔延伸穿过所述ILD层和所述蚀刻停止层到所述源极/漏极接触件，其中，所述蚀刻停止层具有与所述源极/漏极通孔接触的氧化区域和使所述氧化区域与所述源极/漏极接触件间隔开的未氧化区域。
附图说明
[0006]在结合附图阅读下面的具体实施方式时，可以通过下面的具体实施方式最佳地理解本公开的各方面。要注意的是，根据行业的标准惯例，各种特征没有按比例绘制。事实上，为了讨论的清楚，各种特征的尺寸可能被任意地增大或缩小。
[0007]图1
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20B示出了根据本公开的一些实施例的集成电路结构的形成中的中间阶段的透视图和截面图。
[0008]图21
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26示出了根据本公开的一些其他实施例的用于制造集成电路结构的各个阶段的示例性截面图。
[0009]图27
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45B示出了根据本公开的一些实施例的集成电路结构的形成中的中间阶段的透视图和截面图。
[0010]图46
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51示出了根据本公开的一些其他实施例的用于制造集成电路结构的各个阶段的示例性截面图。
具体实施方式
[0011]以下公开提供了用于实现所提供主题的不同特征的许多不同实施例或示例。下文描述了组件和布置的特定示例以简化本公开。当然，这些只是示例，并不旨在进行限制。例如，在下面的描述中在第二特征之上或上形成第一特征可以包括其中第一特征和第二特征以直接接触方式形成的实施例，还可以包括可以在第一特征和第二特征之间形成附加特征，使得第一特征和第二特征可以不直接接触的实施例。此外，本公开可以在各个示例中重复附图标记和/或字母。这种重复是为了简单和清楚的目的，本身并不指示所讨论的各个实施例和/或配置之间的关系。
[0012]此外，本文可使用空间相关术语(例如，“之下”、“下方”、“下”、“上方”、“上”等)以易于描述图中所示的一个要素或特征相对于另外(一个或多个)要素或(一个或多个)特征的关系。这些空间相关术语意在涵盖器件在使用或操作中的除了图中所示的定向之外的不同定向。装置可以以其他方式定向(旋转90度或以其他定向)，这里使用的空间相关描述符也可以相应地解释。如本文所使用的，“大概”、“约”、“近似”或“基本上”应通常是指给定值或范围的百分之二十以内、或百分之十以内、或百分之五以内。本文给出的数值是近似的，意味着如果没有明确说明，则可以推断出术语“大概”、“约”、“近似”或“基本上”。
[0013]本公开总体上涉及集成电路结构及其形成方法，并且更具体地，涉及制造晶体管(例如，鳍式场效应晶体管(FinFET)、栅极全环绕(GAA)晶体管)以及位于晶体管的源极/漏极接触件之上的源极/漏极通孔。还应注意，本公开以多栅极晶体管的形式呈现实施例。多栅极晶体管包括栅极结构形成在沟道区域的至少两侧的那些晶体管。这些多栅极器件可以包括p型金属氧化物半导体器件或n型金属氧化物半导体器件。由于特定示例是鳍状结构，因此在本文中可以将这些特定示例呈现并称为FinFET。FinFET具有在沟道区域的三侧上形成的栅极结构(例如，围绕半导体鳍中的沟道区域的上部)。本文还提出了多栅极晶体管(被称为GAA)器件的类型的实施例。GAA器件包括其栅极结构或其一部分形成在沟道区域的4侧(例如，围绕沟道区的一部分)的任何器件。本文呈现的器件还包括具有以(一个或多个)纳米片沟道、(一个或多个)纳米线沟道和/或其他合适的沟道配置设置的沟道区域的实施例。
[0014]在完成用于制造晶体管的前段制程(FEOL)处理之后，在晶体管的源极/漏极区域之上形成源极/漏极接触件。然后，在源极/漏极接触件之上形成源极/漏极通孔，用于将源极/漏极接触件电气地连接到随后形成的互连金属线。源极/漏极通孔的形成通常包括：在源极/漏极接触件之上沉积层间电介质(ILD)层；通过使用各向异性蚀刻来形成延伸穿过ILD层的通孔开口；然后在通孔开口中沉积一个或多个金属层，以用作源极/漏极通孔。为了
防止在各向异性蚀刻期间过度蚀刻源极/漏极接触件，在形成ILD层之前，在源极/漏极接触件之上形成附加的蚀刻停止层(也称为中间接触蚀刻停止层(MCESL))。MCESL具有与ILD层不同的蚀刻选择性，因此MCESL可以减慢形成通孔开口的蚀刻工艺，这进而可以防止过度蚀刻源极/漏极接触件。
[0015]在通孔开口被蚀刻穿过ILD层之后，执行另一蚀刻工艺(有时称为内衬去除(LRM)蚀刻，这是因为MCESL可以用作内衬源极/漏极接触件的顶表面的内衬)，以穿透MCESL。然而，LRM蚀刻可能导致MCESL中的横向蚀刻。这是因为LRM蚀刻的蚀刻持续时间被控制为允许能够在整个晶圆的每个目标位置处穿透MCESL的足够的蚀刻量。然而，横向蚀刻扩大了MCESL中的通孔开口的横向尺寸，从而导致MCESL中的通孔开口中的弯曲轮廓，这进而可能导致产生泄漏本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于形成半导体器件的方法，包括：在源极/漏极区域之上形成源极/漏极接触件；在所述源极/漏极接触件之上形成蚀刻停止层，并且在所述蚀刻停止层之上形成层间电介质ILD层；执行第一蚀刻工艺，以形成延伸穿过所述ILD层的通孔开口以及所述蚀刻停止层中的凹部；氧化所述蚀刻停止层中的所述凹部的侧壁；在氧化所述蚀刻停止层中的所述凹部的侧壁之后，执行第二蚀刻工艺以使所述通孔开口向下延伸到所述源极/漏极接触件；以及在执行所述第二蚀刻工艺之后，在所述通孔开口中形成源极/漏极通孔。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述蚀刻停止层中的所述凹部的侧壁是使用氧等离子体来氧化的。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述氧等离子体是由O2气体生成的。4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述氧等离子体是由O2气体和以下项中的一项或多项的气体混合物生成的：Ar气体、He气体、Ne气体、Kr气体、N2气体、CO气体、CO2气体、C
x
H
y
F
z
气体、NF3气体、羰基硫COS气体以及SO2气体，其中，x、y和z大于零。5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二蚀刻工艺使用与在所述第一蚀刻工艺中所使用的蚀刻剂不同的蚀刻剂。6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一蚀刻工艺是使用由无氢气体混合物生成的等离子体的等离子体蚀刻工艺。7.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊德智，张亦谆，王谊珍，涂元添，林焕哲，吴俊德，
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：