接触孔的形成方法技术

本发明专利技术提供了一种接触孔的形成方法，包括：提供衬底；在衬底上形成接触金属层；在接触金属层上形成介质层；从介质层的表面开始刻蚀介质层并且停止刻蚀在接触金属层的表面，以在介质层内形成开孔，其中，刻蚀介质层分为多个步骤，每次刻蚀一定厚度的介质层，从第二次刻蚀开始，每次刻蚀逐步增加刻蚀气体中

【技术实现步骤摘要】
接触孔的形成方法


[0001]本专利技术涉及半导体
，尤其是涉及一种接触孔的形成方法
。

技术介绍

[0002]半导体集成电路的制作过程极其复杂，需要在一小面积的硅片上制作出特定电路所需要的各种电子组件，并且还需要在各个组件间制作适当的内连导线形成电性连接，才能发挥其所期望实现的功能
。
其中，为了实现硅片上多层电路间的电连接还需要制作大量的接触孔
(contact hole
，
CT)
，这些接触孔性能的好坏对电路的整体性能有着重要的影响
。
[0003]现有技术中，形成接触孔需要在相应的位置提前开孔，即需要刻蚀相应的膜层在膜层内形成开孔，再向开孔内填充金属就可以形成接触孔
。
例如，在衬底上的介质层内形成接触孔，将衬底和介质层上的其他金属层电连接
。
理想中的开孔是上部分略宽下部分略窄，中间部分的宽度在两者之间，侧壁是倾斜的直壁
。
后续填充金属才能更好地填充到开孔内的每个地方
。
[0004]然而，刻蚀膜层会产生聚合物类副产物，聚合物类副产物需要清理才能不影响工艺的进行
。
在工艺技术不断发展的过程中，开孔的直径越来越小，但蚀刻的深度并没有减小，因此深宽比越来越高，当深宽比达到
4.5
时，刻蚀工艺过程中，高深宽比会造成开孔中的聚合物类副产物难以被真空泵抽走，聚合物阻碍了开孔的继续刻蚀，造成刻蚀速率严重下降，工艺不稳定的情况发生
。
并且，开孔底部留有聚合物，在后续向开孔内填充金属形成接触孔后，会阻碍接触孔内金属和衬底的电连接，使得产品出现电阻偏大甚至断路的风险
。
而如果单纯一次性大量通入
O2来清楚开孔底部的聚合类副产物，又会导致开孔出现中部过宽，开孔上部分和开孔下部分的宽度小于中间部分宽度的情况，进而导致形成接触孔时金属在中间部分填充得较差的情况发生
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种接触孔的形成方法，可以清除开孔内的聚合物类副产物，从而可以阻碍接触孔内金属和衬底的电连接，降低产品出现电阻偏大甚至断路的风险
。
同时，还可以形成上部分略宽下部分略窄，中间部分的宽度在上部分和下部分之间，侧壁是倾斜的直壁的开孔
。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术提供了一种接触孔的形成方法，包括：
[0007]提供衬底；
[0008]在所述衬底上形成接触金属层；
[0009]在所述接触金属层上形成介质层；
[0010]从所述介质层的表面开始刻蚀所述介质层并且停止刻蚀在所述接触金属层的表面，以在所述介质层内形成开孔，其中，刻蚀所述介质层分为多个步骤，每次刻蚀一定厚度的所述介质层，从第二次刻蚀开始，每次刻蚀逐步增加刻蚀气体中
O2的含量
。
[0011]可选的，在所述的接触孔的形成方法中，所述接触金属层包括钴的硅化物
。
[0012]可选的，在所述的接触孔的形成方法中，所述介质层包括第一介质层和第二介质层，所述第二介质层位于所述第一介质层的表面，所述第一介质层包括氮化物层，第二介质层包括氮化物层
。
[0013]可选的，在所述的接触孔的形成方法中，所述第一介质层包括二氧化硅，所述第二介质层包括氮化硅
。
[0014]可选的，在所述的接触孔的形成方法中，所述第一介质层的厚度小于所述第二介质层的厚度
。
[0015]可选的，在所述的接触孔的形成方法中，所述刻蚀气体还包括
C5F8气体
、Ar
气体和
CO
气体
。
[0016]可选的，在所述的接触孔的形成方法中，每次刻蚀的所述介质层均相同
。
[0017]可选的，在所述的接触孔的形成方法中，分三次刻蚀所述介质层，每次刻蚀的所述介质层的厚度均相同
。
[0018]可选的，在所述的接触孔的形成方法中，下一次刻蚀时的
O2含量比上一次刻蚀的
O2含量增加
10
％
。
[0019]可选的，在所述的接触孔的形成方法中，第二次刻蚀时的
O2含量比第一次刻蚀的
O2含量增加
10
％，第三次刻蚀时的
O2含量比第二次刻蚀的
O2含量增加
10
％
。
[0020]在本专利技术提供的接触孔的形成方法中，包括：提供衬底；在衬底上形成接触金属层；在接触金属层上形成介质层；从介质层的表面开始刻蚀介质层并且停止刻蚀在接触金属层的表面，以在介质层内形成开孔，其中，刻蚀介质层分为多个步骤，每次刻蚀一定厚度的介质层，从第二次刻蚀开始，每次刻蚀逐步增加刻蚀气体中
O2的含量
。
本专利技术将高深宽比的开孔分多次刻蚀，每次刻蚀的介质层厚度不会太大，随着开孔的深度加深提高
O2含量，从而清除干净了开孔内的聚合类副产物，不会降低刻蚀速率，也使得接触孔内金属和衬底电连接得更好，降低了产品出现电阻偏大甚至断路的风险
。
同时，也不需要一次性通入大量
O2才能清除开孔底部的聚合类副产物，因此，形成了上部分略宽下部分略窄，中间部分的宽度在上部分和下部分之间，侧壁是倾斜的直壁的开孔
。
附图说明
[0021]图1是本专利技术实施例的接触孔的形成方法的流程图；
[0022]图2是本专利技术实施例的形成第二介质层后的半导体器件的示意图；
[0023]图3是本专利技术实施例的第一次刻蚀开孔的半导体器件的示意图；
[0024]图4是本专利技术实施例的第二次刻蚀开孔的半导体器件的示意图；
[0025]图5是本专利技术实施例的第三次刻蚀开孔的半导体器件的示意图；
[0026]图6是本专利技术实施例的形成接触孔的半导体器件的示意图；
[0027]图中：
110
‑
衬底
、120
‑
接触金属层
、130
‑
第一介质层
、140
‑
第二介质层
、150
‑
开孔
、160
‑
接触孔
。
具体实施方式
[0028]下面将结合示意图对本专利技术的具体实施方式进行更详细的描述
。
根据下列描述，本专利技术的优点和特征将更清楚
。
需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准
的比例，仅用以方便
、
明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的
。
[0029]在下文中，术语“第一”“第二”等用于在类似要素之间进行区分，且未必是用于描述特定次序或时间顺序
。
要理解，在适当情况下，如此使用的这些术语可替换
。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种接触孔的形成方法，其特征在于，包括：提供衬底；在所述衬底上形成接触金属层；在所述接触金属层上形成介质层；从所述介质层的表面开始刻蚀所述介质层并且停止刻蚀在所述接触金属层的表面，以在所述介质层内形成开孔，其中，刻蚀所述介质层分为多个步骤，每次刻蚀一定厚度的所述介质层，从第二次刻蚀开始，每次刻蚀逐步增加刻蚀气体中
O2的含量
。2.
如权利要求1所述的接触孔的形成方法，其特征在于，所述接触金属层包括钴的硅化物
。3.
如权利要求1所述的接触孔的形成方法，其特征在于，所述介质层包括第一介质层和第二介质层，所述第二介质层位于所述第一介质层的表面，所述第一介质层包括氮化物层，第二介质层包括氮化物层
。4.
如权利要求3所述的接触孔的形成方法，其特征在于，所述第一介质层包括二氧化硅，所述第二介质层包括氮化硅
。5.
如权利要求3所述的接触孔的形成方法，其特征在于，所述第一介质层的厚度小于所述第二介质层的厚度
。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：周广伟，汤莉娟，杨辉，
申请(专利权)人：上海华虹宏力半导体制造有限公司，
类型：发明
国别省市：