开口结构及其形成方法、接触插塞及其形成方法技术

一种开口结构及其形成方法、接触插塞及其形成方法，所述开口结构的形成方法，提供基底，所述基底中形成有目标层，所述基底露出所述目标层的表面；在所述目标层表面上形成环形垫片，所述环形垫片中间具有暴露出目标层部分表面的中央通孔；形成覆盖基底、目标层、环形垫片的介质层；刻蚀所述介质层，在介质层中形成与中央通孔连通的刻蚀孔，所述刻蚀孔和中央通孔构成开口结构。通过形成环形垫片，在介质层中形成刻蚀孔时，当刻蚀孔存在弯曲或者位置偏移时，所述环形垫片能防止刻蚀孔底部的侧向刻蚀，使得刻蚀孔的底部被导引至环形垫片之间的中央通孔中，因而使得刻蚀孔底部被纠正至正确的位置，使得形成的开口结构能正常的暴露目标金属层表面。金属层表面。金属层表面。

【技术实现步骤摘要】
开口结构及其形成方法、接触插塞及其形成方法


[0001]本专利技术涉及半导体领域，尤其涉及一种开口结构及其形成方法、接触插塞及其形成方法。

技术介绍

[0002]随着集成电路向超大规模集成电路发展，集成电路内部的电路密度越来越大，所包含的元件数量也越来越多，这种发展使得晶圆表面无法提供足够的面积来制作所需的互连线。
[0003]为了满足元件缩小后的互连线需求，两层及两层以上的多层金属互连线的设计成为超大规模集成电路技术所通常采用的一种方法。目前，不同金属层或者金属层与衬垫层的导通可通过接触插塞实现，现有接触插塞的形成过程一般包括：在基底中形成目标金属层，所述目标金属层与基底的表面齐平；在基底和目标金属层上形成介质层；在介质层中形成暴露出目标金属层表面的刻蚀通孔(或接触窗)；在刻蚀通孔(或接触窗)中填充金属，形成接触插塞。
[0004]随着器件的集成度越来越高，所述介质层中形成的刻蚀通孔的深宽比也不断提高，挑战高深宽比的通孔对于刻蚀工艺来说一直是非常大的挑战，形成高深宽比的刻蚀通孔时通常存在通孔偏移、孔接触不良或孔过刻蚀问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是形成高深宽比的刻蚀通孔时的通孔偏移、孔接触不良或孔过刻蚀问题。
[0006]本专利技术提供了一种开口结构的形成方法，其特征在于，包括：
[0007]提供基底，所述基底中形成有目标层，所述基底露出所述目标层的表面；
[0008]在所述目标层表面上形成环形垫片，所述环形垫片中间具有暴露出目标层部分表面的中央通孔；
[0009]形成覆盖所述基底、目标层、环形垫片的介质层；
[0010]刻蚀所述介质层，在所述介质层中形成与中央通孔连通的刻蚀孔，所述刻蚀孔和中央通孔构成开口结构。
[0011]可选的，所述中央通孔中还形成有刻蚀导引结构，在刻蚀所述介质层形成与中央通孔连通的刻蚀孔时，对所述刻蚀导引结构的刻蚀速率大于对介质层的刻蚀速率。
[0012]可选的，所述刻蚀导引结构为气隙结构或者填充中央通孔的牺牲层，所述刻蚀导引结构的顶部低于所述环形垫片的顶部表面。
[0013]可选的，所述气隙结构的形成过程为：在通过化学气相沉积工艺形成所述介质层时，通过调节沉积工艺的台阶覆盖率，使得形成的介质层封闭所述中央通孔的开口结构，形成气隙结构。
[0014]可选的，所述牺牲层的材料与所述介质层的材料不相同，在刻蚀所述介质层形成
与中央通孔连通的刻蚀孔时，对所述牺牲层的刻蚀速率大于对所述介质层的刻蚀速率。
[0015]可选的，所述环形垫片的材料与所述介质层的材料不相同，在刻蚀所述介质层形成与中央通孔连通的刻蚀孔时，对所述介质层的刻蚀速率大于对所述环形垫片的刻蚀速率。
[0016]可选的，所述环形垫片的形成过程包括：在所述基底和目标层部分表面上形成掩膜材料层，所述掩膜材料层中形成有暴露出所述目标层部分表面的通孔；在所述通孔的侧壁和底部表面以及所述掩膜材料层的表面形成垫片材料层；无掩膜刻蚀去除所述掩膜材料层的表面以及通孔底部表面的垫片材料层，在所述通孔的侧壁表面形成环形垫片，环形垫片中间具有中央通孔；去除所述掩膜材料层。
[0017]可选的，所述环形垫片的形状为圆环状、椭圆环状或者长方环状。
[0018]可选的，所述环形垫片的内径大于或等于所述刻蚀孔的直径。
[0019]可选的，一个所述刻蚀孔与对应的一个中央通孔连通，或者一个所述刻蚀孔与对应的多个中央通孔连通，多个所述刻蚀孔与对应的一个所述中央通孔连通。
[0020]本专利技术还提供了一种接触插塞的形成方法，包括：
[0021]采用前述所述的方法形成开口结构，将所述开口结构作为接触窗结构；
[0022]在所述接触窗结构中形成导电材料，形成接触插塞。
[0023]本专利技术还提供了一种开口结构，包括：
[0024]基底，所述基底中形成有目标层，所述基底露出所述目标层的表面；
[0025]位于所述目标层表面上的环形垫片，所述环形垫片中间具有暴露出目标层部分表面的中央通孔；
[0026]覆盖所述基底、目标层和环形垫片的介质层；
[0027]位于所述介质层中与中央通孔连通的刻蚀孔。
[0028]可选的，所述环形垫片的材料与所述介质层的材料不相同。
[0029]可选的，所述环形垫片的内径大于或等于所述刻蚀孔的直径。
[0030]本专利技术还提供了一种接触插塞，包括：
[0031]基底，所述基底中形成有目标层，所述基底露出所述目标层的表面；
[0032]位于所述目标层表面上的环形垫片，所述环形垫片中间具有暴露出目标层部分表面的中央通孔；
[0033]覆盖所述基底、目标层和环形垫片的介质层；
[0034]位于所述介质层中与中央通孔连通的刻蚀孔；
[0035]位于所述刻蚀孔和中央通孔中的接触插塞。
[0036]与现有技术相比，本专利技术技术方案具有以下优点：
[0037]本专利技术的开口结构的形成方法，提供基底，所述基底中形成有目标层，所述基底露出所述目标层的表面；在所述目标层表面上形成环形垫片，所述环形垫片中间具有暴露出目标层部分表面的中央通孔；形成覆盖所述基底、目标层、环形垫片的介质层；刻蚀所述介质层，在所述介质层中形成与中央通孔连通的刻蚀孔，所述刻蚀孔和中央通孔构成开口结构。通过形成环形垫片，在介质层中形成刻蚀孔时，当刻蚀孔存在弯曲或者位置偏移时，所述环形垫片能防止刻蚀孔底部的侧向刻蚀，使得刻蚀孔的底部被导引至环形垫片之间的中央通孔中，因而使得刻蚀孔底部被纠正至正确的位置，使得形成的开口结构能正常的暴露
目标金属层表面，此外，环形垫片的存在，能防止后续开口结构中形成接触插塞带来的金属扩散而导致的漏电等异常。
[0038]进一步，通过在环形垫片中间的中央通孔中形成刻蚀导引结构，所述刻蚀导引结构在后续刻蚀所述介质层形成刻蚀孔的过程之中，由于对刻蚀导引结构的刻蚀速率大于对介质层的刻蚀速率，因而使得通孔的底部更容易向刻蚀导引结构的方向移动，使得所述刻蚀孔的底部引导至所述中央通孔中，并且通过刻蚀导引结构能使得形成的开口结构能快速的到达目标层，整个形成开口结构的刻蚀时间减短，并且使得简化了开口结构的刻蚀工艺的复杂度，优化了开口结构的刻蚀工艺，从而防止对目标层的过刻蚀。此外，当刻蚀孔存在对准偏移以及刻蚀孔存在弯曲的问题时，由于对刻蚀导引结构的刻蚀速率大于对介质层的刻蚀速率，能正确导引刻蚀等离子气体往中央通孔方向移动，从而通过刻蚀导引结构可以使得存在对准偏移或弯曲的刻蚀孔的底部更准确和更快的被导引至中央通孔中，达到截弯取直的效果，从而能防止形成的开口结构不能正常暴露目标层表面的问题。
[0039]进一步，所述环形垫片的形成过程包括：在所述基底和目标层部分表面上形成掩膜材料层，所述掩膜材料层中形成有暴露出所述目标层部分表面的通孔；在所述通孔的侧壁和底部表面以及所述掩膜材料层的表面形成垫片材料层；无掩本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种开口结构的形成方法，其特征在于，包括：提供基底，所述基底中形成有目标层，所述基底露出所述目标层的表面；在所述目标层表面上形成环形垫片，所述环形垫片中间具有暴露出目标层部分表面的中央通孔；形成覆盖所述基底、目标层、环形垫片的介质层；刻蚀所述介质层，在所述介质层中形成与中央通孔连通的刻蚀孔，所述刻蚀孔和中央通孔构成开口结构。2.如权利要求1所述的开口结构的形成方法，其特征在于，所述中央通孔中还形成有刻蚀导引结构，在刻蚀所述介质层形成与中央通孔连通的刻蚀孔时，对所述刻蚀导引结构的刻蚀速率大于对介质层的刻蚀速率。3.如权利要求2所述的开口结构的形成方法，其特征在于，所述刻蚀导引结构为气隙结构或者填充中央通孔的牺牲层，所述刻蚀导引结构的顶部低于所述环形垫片的顶部表面。4.如权利要求3所述的开口结构的形成方法，其特征在于，所述气隙结构的形成过程为：在通过化学气相沉积工艺形成所述介质层时，通过调节沉积工艺的台阶覆盖率，使得形成的介质层封闭所述中央通孔的开口结构，形成气隙结构。5.如权利要求3所述的开口结构的形成方法，其特征在于，所述牺牲层的材料与所述介质层的材料不相同，在刻蚀所述介质层形成与中央通孔连通的刻蚀孔时，对所述牺牲层的刻蚀速率大于对所述介质层的刻蚀速率。6.如权利要求1所述的开口结构的形成方法，其特征在于，所述环形垫片的材料与所述介质层的材料不相同，在刻蚀所述介质层形成与中央通孔连通的刻蚀孔时，对所述介质层的刻蚀速率大于对所述环形垫片的刻蚀速率。7.如权利要求1或6所述的开口结构的形成方法，其特征在于，所述环形垫片的形成过程包括：在所述基底和目标层部分表面上形成掩膜材料层，所述掩膜材料层中形成有暴露出所述目标层部分表面的通孔；在所述通孔的侧壁和底部表面以及所述掩膜材料层的表面形成垫片材料层；...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴秉桓，
申请(专利权)人：长鑫存储技术有限公司，
类型：发明
国别省市：