專利名稱：半導(dǎo)體器件中接觸孔的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件中接觸孔的制備方法。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體工藝的發(fā)展過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)接觸孔的高寬比(AspectRatio)較大的 時候，例如在設(shè)計規(guī)則直接從O. 13um縮減到O. llum的情況下，接觸孔膜厚不變，而要求光
刻尺寸縮小，從而使光刻膠不夠刻蝕的情況。在這種情況下，勉強增厚光刻膠，對于光刻的 線寬(CriticalDimension)控制就會變差。 在目前的接觸孔制備工藝流程中，通常是先進(jìn)行接觸孔光刻定義出接觸孔的位 置，然后進(jìn)行接觸孔刻蝕，然后淀積鎢以填充接觸孔，然后化學(xué)機械研磨去除多余的鎢，完 成整個接觸孔工藝。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種半導(dǎo)體器件中接觸孔的制備方法，其能實現(xiàn) 大高寬比的接觸孔制備。 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的半導(dǎo)體器件中接觸孔的制備方法，在器件制備完 成及金屬前電介質(zhì)層淀積之后，包括如下步驟 1)利用光刻工藝在金屬前電介質(zhì)層上定義出接觸孔的位置，使顯影后光刻膠覆蓋 接觸孔的位置； 2)利用光刻膠圖形為掩膜，第一次刻蝕去掉一定厚度的金屬前電介質(zhì)層； 3)去除剩余的光刻膠，并在所述金屬前電介質(zhì)層上淀積鎢至覆蓋整個金屬前電介
質(zhì)層； 4)采用化學(xué)機械研磨法平整化，去除所述接觸孔位置處的所述金屬前電介質(zhì)層上 的鎢； 5)以步驟四中所形成的鎢為掩膜層，進(jìn)行第二次刻蝕所述金屬前電介質(zhì)層至完全 刻穿所述金屬前電介質(zhì)層，形成接觸孔； 6)再次淀積鎢以完全填充所述接觸孔，接著采用化學(xué)機械研磨法平整化去除所述 金屬前電介質(zhì)層上的鎢。 本發(fā)明的接觸孔制備方法，通過一次光刻，兩次刻蝕，兩次淀積鎢，兩次化學(xué)機械 研磨，完成了大的高寬比要求的接觸孔工藝。在整個工藝流程中，可以延用原有的光刻版， 使用負(fù)性光刻膠進(jìn)行光刻；也可以用新的光刻版，使用正性光刻膠進(jìn)行刻蝕。本發(fā)明的制備 方法中，由于引入了鎢層來充當(dāng)刻蝕掩膜層，所以可以提高原有的接觸孔刻蝕選擇比，從而 達(dá)到刻蝕大的高寬比的接觸孔的要求，而第一次的光刻過程中，光刻膠的厚度也可以減薄。


下面結(jié)合附圖與具體實施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明
圖1為實施本發(fā)明的方法中旋涂光刻膠后的截面示意圖； 圖2為實施本發(fā)明的方法中光刻后的截面示意圖； 圖3為實施本發(fā)明的方法中第一次刻蝕后的截面示意圖； 圖4為實施本發(fā)明的方法中第一次淀積鎢后的截面示意圖； 圖5為實施本發(fā)明的方法中第一次CMP平整化后的截面示意圖； 圖6為實施本發(fā)明的方法中第二次刻蝕后的截面示意圖； 圖7為實施本發(fā)明的方法中第二次淀積鎢后的截面示意圖 圖8為實施本發(fā)明的方法中第二次CMP平整化后的截面示意圖； 圖9為本發(fā)明的制備流程圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的半導(dǎo)體器件中接觸孔的制備方法，在器件完成后，以M0S晶體管為例(見 圖1)，器件部分主要為在襯底10上形成淺溝槽隔離區(qū)11、源區(qū)12、漏區(qū)13、柵氧14、柵極 16、柵極兩側(cè)的側(cè)墻15，以及淀積金屬前電介質(zhì)層18之后，具體實施流程為(見圖9):
1)采用光刻工藝定義出接觸孔的位置，使光刻膠19覆蓋在接觸孔處的金屬前電 介質(zhì)層上。光刻工藝為常規(guī)的工藝，包括在金屬前電介質(zhì)層上旋涂光刻膠19 (見圖1)，用光 刻掩膜版進(jìn)行曝光，而后顯影，使接觸孔位置上的金屬前電介質(zhì)層覆蓋有光刻膠，而其他位 置處的光刻膠則去除(見圖2)。在進(jìn)行光刻工藝中，可以延用原有的接觸孔光刻版，配合使 用負(fù)性光刻膠進(jìn)行光刻；也可以用新的光刻版，使用正性光刻膠進(jìn)行光刻。
2)利用上述的光刻膠圖案為掩膜，對未被光刻膠覆蓋的金屬前電介質(zhì)層的進(jìn)行第 一次刻蝕，去除一定厚度的金屬前電介質(zhì)層，該次刻蝕去除的厚度可通過時間監(jiān)控法進(jìn)行 控制(etch by time)(見圖3)，該步的目的是使刻蝕后的金屬前電介質(zhì)層形成高低的面，刻 蝕可采用干法刻蝕工藝； 3)去除剩余的光刻膠，在金屬前電介質(zhì)層上淀積第一層金屬鎢20(見圖4)，使鎢 完成覆蓋由刻蝕形成的金屬前電介質(zhì)層上的臺階； 4)第一次化學(xué)機械研磨CMP進(jìn)行平整化，去除淀積多余的鎢，使接觸孔位置出的 金屬前電介質(zhì)層露出來(見圖5); 5)接著以金屬鎢為刻蝕阻擋層，進(jìn)行第二次刻蝕金屬前電介質(zhì)層至刻穿該層，刻 蝕出接觸孔21、22和23，其中21為柵極接觸孔，22和23分別為源極和漏極接觸孔。干法刻 蝕是該步可用的工藝，該次刻蝕可通過終點監(jiān)測法進(jìn)行控制(EPD， end point detect)(見 圖6); 6)第二次淀積金屬鎢，使其完全填充接觸孔，形成鎢塞(見圖7); 7)進(jìn)行第二次化學(xué)機械研磨，去除金屬前電介質(zhì)層上多余的鎢(見圖8)，完成整
個接觸孔的制備工藝。 在整個工藝流程中，可以延用原有的光刻版，使用負(fù)性光刻膠進(jìn)行光刻；也可以用 新的光刻版，使用正性光刻膠進(jìn)行刻蝕。本發(fā)明的制備方法中，由于引入了鎢層來充當(dāng)刻蝕 阻擋層，所以可以提高原有的接觸孔刻蝕選擇比，從而達(dá)到刻蝕大的高寬比的接觸孔的要 求。而第一次的光刻過程中，光刻膠的厚度也可以減薄。
權(quán)利要求
一種半導(dǎo)體器件中接觸孔的制備方法，其特征在于，在器件制備完成及金屬前電介質(zhì)層淀積之后，包括如下步驟1)利用光刻工藝在金屬前電介質(zhì)層上定義出接觸孔的位置，使顯影后光刻膠覆蓋接觸孔的位置；2)利用光刻膠圖形為掩膜，第一次刻蝕去掉一定厚度的金屬前電介質(zhì)層；3)去除剩余的光刻膠，并在所述金屬前電介質(zhì)層上淀積第一層鎢至覆蓋整個金屬前電介質(zhì)層；4)采用化學(xué)機械研磨法平整化，去除所述接觸孔位置處的所述金屬前電介質(zhì)層上的鎢；5)以步驟四中所形成的鎢為刻蝕阻擋層，進(jìn)行第二次刻蝕所述金屬前電介質(zhì)層至完全刻穿所述金屬前電介質(zhì)層，形成接觸孔；6)第二次淀積鎢以完全填充所述接觸孔，接著進(jìn)行第二次化學(xué)機械研磨法去除所述金屬前電介質(zhì)層上的鎢。
2. 按照權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述步驟二中刻蝕的金屬前電介質(zhì)層的厚度為100-1000埃。
3. 按照權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于所述步驟二中的刻蝕工藝中采用時間監(jiān)控法。
4. 按照權(quán)利要求1-3中任一項所述的制備方法，其特征在于所述步驟一光刻工藝中的光刻膠的厚度為1000-5000埃。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種半導(dǎo)體器件中接觸孔的制備方法，在器件制備完成及金屬前電介質(zhì)層淀積之后，通過一次光刻，兩次刻蝕，兩次淀積鎢，兩次化學(xué)機械研磨，完成了大的高寬比要求的接觸孔工藝。
文檔編號H01L21/768GK101740466SQ20081004395
公開日2010年6月16日 申請日期2008年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月20日
發(fā)明者陳福成 申請人:上海華虹Nec電子有限公司