專利名稱：改進(jìn)雙重通孔刻蝕停止層交疊區(qū)域通孔刻蝕的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體工藝，尤其涉及一種改進(jìn)雙重通孔刻蝕停止層交疊區(qū)域通孔刻蝕的方法。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體相關(guān)制造工藝的發(fā)展以及集成電路芯片按照比例尺寸縮小的趨勢(shì)，應(yīng)力工程在半導(dǎo)體工藝和半導(dǎo)體器件性能方面所起的作用越來(lái)越明顯，應(yīng)力工程廣泛應(yīng)用于改進(jìn)晶體管載流子遷移率的半導(dǎo)體器件上。尤其是應(yīng)用在一些特殊的芯片類(lèi)型上，如互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS，Complementary Metal-Oxidelemiconductor)器件。通常，在CMOS器件的復(fù)雜制備工藝流程中存在各種各樣的應(yīng)力，由于器件尺寸的逐步縮小，而最終留在器件溝道區(qū)中的應(yīng)力對(duì)器件的性能有著較大的影響。很多應(yīng)力對(duì)器件的性能是有改善的，不同種類(lèi)的應(yīng)力對(duì)器件中的載流子(即電子和空穴)遷移率有著不同的影響作用。例如，在CMOS器件溝道方向上張應(yīng)力對(duì)NMOS電子遷移率有益，而壓應(yīng)力對(duì) PMOS空穴遷移率有益。通孔刻蝕停止層(Contact-Etch-Mop-Layer，即CESL)應(yīng)力工程，是在通孔刻蝕停止層薄膜沉積過(guò)程中，通過(guò)調(diào)整沉積條件，在薄膜內(nèi)部加入應(yīng)力(可以是壓應(yīng)力，也可以是張應(yīng)力)，該應(yīng)力傳導(dǎo)到CMOS器件溝道中，可以對(duì)載流子的遷移率產(chǎn)生影響。例如對(duì)于 NMOS器件(如圖1所示)，當(dāng)沉積通孔刻蝕停止層薄膜時(shí)，通過(guò)調(diào)整沉積條件，在薄膜內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力，該應(yīng)力傳導(dǎo)到NMOS器件溝道中，對(duì)溝道形成張應(yīng)力，由于溝道方向上的張應(yīng)力有助于提高NMOS器件的電子遷移率，所以內(nèi)部保持壓應(yīng)力的通孔刻蝕停止層，對(duì)提高NMOS 器件的電子遷移率有益。由于溝道中的應(yīng)力會(huì)對(duì)NMOS和PMOS造成不同的影響，例如，在CMOS器件溝道方向上張應(yīng)力對(duì)NMOS電子遷移率有益，而壓應(yīng)力對(duì)PMOS空穴遷移率有益。所以在利用單一通孔刻蝕停止層的應(yīng)力工程改善一種器件(比如NM0S)的性能的同時(shí)，總是要犧牲另一種器件(比如PM0S)的性能。為了改進(jìn)這種負(fù)面的影響，可以采用雙重通孔刻蝕停止層工藝。雙重通孔刻蝕停止層工藝的流程如圖2A 2D所示。首先沉積一層二氧化硅薄膜，作為去除通孔刻蝕停止層的保護(hù)薄膜，接著沉積一層可以在溝道中形成張應(yīng)力的氮化硅薄膜作為通孔刻蝕停止層(如圖2A)，這對(duì)提高NMOS器件的電子遷移率有提高作用，但對(duì)PMOS器件的空穴遷移率有降低作用。接著采用干刻的方法去除PMOS器件區(qū)域的氮化硅薄膜。干刻會(huì)在刻蝕到二氧化硅保護(hù)薄膜的時(shí)候停止(如圖2B)。之后再沉積一層二氧化硅保護(hù)薄膜，以便在之后的干刻過(guò)程中對(duì)NMOS區(qū)域的氮化硅薄膜進(jìn)行保護(hù)，接下來(lái)是沉積一層可以在溝道中形成壓應(yīng)力的氮化硅薄膜(如圖2C)，這有利于提高PMOS器件的空穴遷移率。最后，利用干刻的方法移除NMOS區(qū)域的壓應(yīng)力氮化硅薄膜(如圖2D)。最終形成的器件結(jié)構(gòu)中，NMOS 溝道中形成張應(yīng)力，PMOS溝道中形成壓應(yīng)力。雙重通孔刻蝕停止層應(yīng)力工程，即能夠提高 NMOS器件中的電子遷移率，又能夠提高PMOS器件中的空穴遷移率。在雙重通孔刻蝕停止層工藝中，在兩種應(yīng)力的(壓應(yīng)力和張應(yīng)力)刻蝕停止層的交疊部分會(huì)帶來(lái)后續(xù)通孔刻蝕工藝中的問(wèn)題，如圖3A1B所描述。圖3A中，已經(jīng)完成雙重通孔刻蝕停止層工藝，后續(xù)的層間絕緣介質(zhì)(一般采用磷硅玻璃，即PSG)沉積和化學(xué)機(jī)械拋光也已完成。兩種不同應(yīng)力的氮化硅薄膜在一淺溝槽之上的多晶硅上方有交疊。接下來(lái)會(huì)進(jìn)行通孔刻蝕工藝。如圖3B所示，通孔A落在有源區(qū)，通孔B落在氮化硅薄膜的交疊區(qū)域。對(duì)于通孔A的刻蝕，首先第一步，采用高層間絕緣介質(zhì)/氮化硅選擇比的刻蝕方法，通孔會(huì)首先停在氮化硅薄膜(通孔刻蝕停止層)之上，然后進(jìn)行第二步，采用高氮化硅/ 二氧化硅選擇比的刻蝕方法刻穿氮化硅薄膜，并停在二氧化硅保護(hù)薄膜之上，最后第三步，采用高二氧化硅/硅選擇比的刻蝕方法把通孔完全打開(kāi)，并停在有源區(qū)硅和多晶硅上，完成通孔刻蝕。但對(duì)于通孔B，由于其位于兩種不同應(yīng)力氮化硅薄膜的交疊區(qū)，該區(qū)域存在上下兩層二氧化硅保護(hù)薄膜，在進(jìn)行第二步通孔刻蝕工藝后，通孔只會(huì)停在交疊區(qū)上面一層二氧化硅保護(hù)薄膜之上，這會(huì)造成第三步刻蝕無(wú)法完全刻穿下層氮化硅薄膜，最終通孔B無(wú)法完全打開(kāi)。本發(fā)明針對(duì)以上問(wèn)題，在雙重通孔刻蝕停止層工藝完成后，通過(guò)使用稀釋的氫氟酸并采用超聲清洗方法，去除上層二氧化硅保護(hù)薄膜和上層氮化硅應(yīng)力薄膜，之后采用不同選擇比的刻蝕方法實(shí)現(xiàn)普通區(qū)域和交疊區(qū)域的通孔同時(shí)打開(kāi)的技術(shù)效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開(kāi)了一種改進(jìn)雙重通孔刻蝕停止層交疊區(qū)域通孔刻蝕的方法，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中形成在交疊區(qū)域上的通孔無(wú)法完全打開(kāi)的問(wèn)題。本發(fā)明的上述目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
一種改進(jìn)雙重通孔刻蝕停止層交疊區(qū)通孔刻蝕的方法，在一襯底上形成至少一第一晶體管和至少一第二晶體管，且在第一晶體管與第二晶體管之間形成淺溝槽區(qū)域；在襯底上依次淀積一層第一保護(hù)薄膜層和一第一應(yīng)力膜層，第一保護(hù)模層和第一應(yīng)力膜層將第一晶體管、第二晶體管、淺溝槽區(qū)域同時(shí)覆蓋；刻蝕去除覆蓋在第二晶體管區(qū)域上方的第一應(yīng)力膜層，將部分覆蓋在淺溝槽區(qū)域上的應(yīng)力膜層保留；依次淀積一第二保護(hù)薄膜層和一第二應(yīng)力膜層，使第二保護(hù)膜層及第二應(yīng)力膜層覆蓋在露出的第一保護(hù)膜層及未被刻蝕掉的第一應(yīng)力膜層的上方，其中，包括以下步驟
刻蝕去除覆蓋在第一晶體管區(qū)域上方的第二應(yīng)力膜層，保留部分位于淺溝槽區(qū)域上方且位于第一應(yīng)力膜層上方的部分第二應(yīng)力膜層，使第一應(yīng)力膜層與第二應(yīng)力膜層具有一位于淺溝槽區(qū)域上方的交疊區(qū)域，淺溝槽區(qū)域上方形成有多晶硅，使交疊區(qū)域位于多晶硅區(qū)域的上方；
采用超聲清洗方法通過(guò)清洗液進(jìn)行清洗，去除位于疊加區(qū)域的第二應(yīng)力膜層，并且同時(shí)將覆蓋在第一應(yīng)力膜層上的第二保護(hù)膜層去除；
淀積一層間絕緣介質(zhì)層，層間絕緣介質(zhì)層覆蓋在殘留的第一應(yīng)力膜層以及殘留的第二應(yīng)力膜層的上方；
在淺溝槽區(qū)域的上方進(jìn)行刻蝕，采用不同選擇比的刻蝕方法分別打開(kāi)疊加區(qū)域上方的層間絕緣介質(zhì)層、第一應(yīng)力膜層、第一保護(hù)膜層形成止于多晶硅的第一通孔。如上所述的改進(jìn)雙重通孔刻蝕停止層交疊區(qū)通孔刻蝕的方法，其中，襯底上還形成有一第一有源區(qū)，使得第一保護(hù)膜層、第一應(yīng)力膜層將第一有源區(qū)覆蓋，在采用不同選擇比的刻蝕方法刻蝕形成第一通孔的過(guò)程中同時(shí)分別依次打開(kāi)層如上所述的改進(jìn)雙重通孔刻蝕停止層交疊區(qū)通孔刻蝕方法，其中，襯底上還形成有一第二有源區(qū)，使得第一保護(hù)膜層、第二保護(hù)膜層、第二應(yīng)力膜層將第二有源區(qū)覆蓋，在采用不同選擇比的刻蝕方法刻蝕形成第一通孔的過(guò)程中同時(shí)分別依次打開(kāi)層間絕緣介質(zhì)層、第二力膜層、第二護(hù)膜層、第一保護(hù)膜層形成止于第二有源區(qū)的第三通孔。如上所述的改進(jìn)雙重通孔刻蝕停止層交疊區(qū)通孔刻蝕方法，其中，第一保護(hù)膜層以及第二保護(hù)膜層均通過(guò)淀積二氧化硅保護(hù)薄膜形成。如上所述的改進(jìn)雙重通孔刻蝕停止層交疊區(qū)通孔刻蝕方法，其中，第一晶體管為 NMOS管，第二晶體管為PMOS管。如上所述的改進(jìn)雙重通孔刻蝕停止層交疊區(qū)通孔刻蝕方法，其中，淀積產(chǎn)生張應(yīng)力的第一應(yīng)力膜層，刻蝕去除部分第二晶體管上方的第一應(yīng)力膜層后，殘留在第一晶體管上方的第一應(yīng)力膜層向第一晶體管提供張應(yīng)力；淀積產(chǎn)生壓應(yīng)力的第二應(yīng)力膜層，刻蝕去除部分第一晶體管上方的第二應(yīng)力膜層后，殘留在第二晶體管上方的第二應(yīng)力膜層向第二晶體管提供壓應(yīng)力。如上所述的改進(jìn)雙重通孔刻蝕停止層交疊區(qū)通孔刻蝕方法，其中，淀積產(chǎn)生張應(yīng)力的氮化硅薄膜形成第一應(yīng)力膜層，淀積產(chǎn)生壓應(yīng)力的氮化硅薄膜形成第二應(yīng)力膜層。如上所述的改進(jìn)雙重通孔刻蝕停止層交疊區(qū)通孔刻蝕方法，其中，采用稀釋的氫氟酸作為清洗液。如上所述的改進(jìn)雙重通孔刻蝕停止層交疊區(qū)域通孔刻蝕方法，其中，采用超聲清洗方法通過(guò)清洗液進(jìn)行清洗具體包括采用清洗液清洗去除覆蓋在殘留的部分第一應(yīng)力膜層上的第二保護(hù)膜層，并使得疊加區(qū)域的第二應(yīng)力膜層形成一懸臂梁結(jié)構(gòu)，采用超聲方法使得懸臂梁結(jié)構(gòu)部分的第二應(yīng)力膜層從根部斷裂，以將疊加區(qū)域的第二應(yīng)力膜層全部去除。如上所述的改進(jìn)雙重通孔刻蝕停止層交疊區(qū)域通孔刻蝕方法，其中，交疊區(qū)域的寬度大于通孔的直徑。如上所述的改進(jìn)雙重通孔刻蝕停止層交疊區(qū)域通孔刻蝕方法，其中，第一通孔的刻蝕形成方法具體包括
步驟a 采用高層間絕緣介質(zhì)/氮化硅選擇比的刻蝕方法刻蝕打開(kāi)層間絕緣介質(zhì)層止于第一應(yīng)力膜層；
步驟b 采用高氮化硅/二氧化硅選擇比的刻蝕方法刻蝕打開(kāi)第一應(yīng)力膜層止于第一保護(hù)膜層；
步驟c 采用高二氧化硅/硅選擇比的刻蝕方法刻蝕打開(kāi)第一保護(hù)膜層止于多晶硅，形成第一通孔。如上所述的改進(jìn)雙重通孔刻蝕停止層交疊區(qū)域通孔刻蝕方法，其中，第二通孔的刻蝕形成方法具體包括
步驟a 采用高層間絕緣介質(zhì)/氮化硅選擇比的刻蝕方法刻蝕打開(kāi)層間絕緣介質(zhì)層止于第一應(yīng)力膜層；
步驟b 采用高氮化硅/二氧化硅選擇比的刻蝕方法刻蝕打開(kāi)第一應(yīng)力膜層止于第一保護(hù)膜層；
步驟c 采用高二氧化硅/硅選擇比的刻蝕方法刻蝕打開(kāi)第一保護(hù)膜層止于第一有源區(qū)，形成第二通孔。如上所述的改進(jìn)雙重通孔刻蝕停止層交疊區(qū)域通孔刻蝕方法，其中，第三通孔的刻蝕形成方法具體包括
步驟a 采用高層間絕緣介質(zhì)/氮化硅選擇比的刻蝕方法刻蝕打開(kāi)層間絕緣介質(zhì)層止于第二應(yīng)力膜層；
步驟b 采用高氮化硅/二氧化硅選擇比的刻蝕方法刻蝕打開(kāi)第二力膜層止于第二保護(hù)膜層；
步驟c 采用高二氧化硅/硅選擇比的刻蝕方法刻蝕打開(kāi)第二保護(hù)膜層以及第一保護(hù)膜層止于第二有源區(qū)，形成第三通孔。綜上所述，本發(fā)明改進(jìn)雙重通孔刻蝕停止層交疊區(qū)通孔刻蝕方法在雙重通孔刻蝕停止層工藝完成后，通過(guò)使用稀釋的氫氟酸并采用超聲清洗方法，去除上層二氧化硅保護(hù)薄膜和上層氮化硅應(yīng)力薄膜，之后采用不同選擇比的刻蝕方法實(shí)現(xiàn)普通區(qū)域和交疊區(qū)域的通孔同時(shí)打開(kāi)的技術(shù)效果。


通過(guò)閱讀參照以下附圖對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明及其特征、外形和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯。在全部附圖中相同的標(biāo)記指示相同的部分。并未刻意按照比例繪制附圖，重點(diǎn)在于示出本發(fā)明的主旨。圖1是現(xiàn)有技術(shù)中利用通孔刻蝕停止層的應(yīng)力工程提高NMOS器件電子遷移率的原理圖2A是現(xiàn)有技術(shù)中沉積在溝道中形成第一應(yīng)力膜后的示意圖； 圖2B是現(xiàn)有技術(shù)中采用干刻的方法去除覆蓋在第二晶體管器件區(qū)域的部分第一應(yīng)力膜層后的示意圖2C是現(xiàn)有技術(shù)中沉積可以在溝道中形成應(yīng)力的第二應(yīng)力膜后的示意圖； 圖2D是現(xiàn)有技術(shù)中移除第一晶體管區(qū)域的第二應(yīng)力膜后的示意圖； 圖3A是現(xiàn)有技術(shù)中兩種不同應(yīng)力的氮化硅薄膜在一淺溝槽之上的多晶硅上方有交疊的示意圖3B是現(xiàn)有技術(shù)中交疊區(qū)之上的通孔B無(wú)法完全打開(kāi)的示意圖； 圖4A是本發(fā)明的加寬雙重通孔刻蝕停止層交疊部分的示意圖； 圖4B是本發(fā)明的采用超聲清洗方法通過(guò)清洗液進(jìn)行清洗后的示意4C是本發(fā)明的位于交疊區(qū)的通孔和位于普通區(qū)域的通孔被完全打開(kāi)后的示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步的說(shuō)明
圖2A是現(xiàn)有技術(shù)中沉積在溝道中形成第一應(yīng)力膜后的示意圖，請(qǐng)參見(jiàn)圖2A，一種改進(jìn)雙重通孔刻蝕停止層交疊區(qū)通孔刻蝕的方法，在一襯底10上形成至少一第一晶體管和至少一第二晶體管，且在第一晶體管與第二晶體管之間形成淺溝槽區(qū)域101 ；在襯底10上依次淀積一層第一保護(hù)薄膜層和一第一應(yīng)力膜層301，第一保護(hù)模層和第一應(yīng)力膜層301將第一晶體管、第二晶體管、淺溝槽區(qū)域101同時(shí)覆蓋；圖2B是現(xiàn)有技術(shù)中采用干刻的方法去除覆蓋在第二晶體管器件區(qū)域的部分第一應(yīng)力膜層的示意圖，請(qǐng)參見(jiàn)圖2B，刻蝕去除覆蓋在第二晶體管區(qū)域上方的第一應(yīng)力膜層301，將部分覆蓋在淺溝槽區(qū)域101上的應(yīng)力膜層保留，同時(shí)覆蓋在第一晶體管上方的第一應(yīng)力膜層301也會(huì)被保留下來(lái)，從而可以為第一器件提供應(yīng)力，進(jìn)而可以對(duì)第一器件的性能產(chǎn)生影響；圖2C是現(xiàn)有技術(shù)中沉積可以在溝道中形成應(yīng)力的第二應(yīng)力膜后的示意圖，請(qǐng)參見(jiàn)圖2C，依次淀積一第二保護(hù)薄膜層和一第二應(yīng)力膜層302，使第二保護(hù)膜層202及第二應(yīng)力膜層302覆蓋在露出的第一保護(hù)膜層201及未被刻蝕掉的第一應(yīng)力膜層301的上方，其中，包括以下步驟
結(jié)合圖2C，請(qǐng)參見(jiàn)圖4A，刻蝕去除覆蓋在第一晶體管區(qū)域上方的第二應(yīng)力膜層302，保留部分位于淺溝槽區(qū)域101上方且位于第一應(yīng)力膜層301上方的部分第二應(yīng)力膜層302，使得第二應(yīng)力膜層302可以為第二器件提供應(yīng)力，從而對(duì)第二器件的性能產(chǎn)生影響，且使第一應(yīng)力膜層301與第二應(yīng)力膜層302具有一位于淺溝槽區(qū)域101上方的交疊區(qū)域，淺溝槽區(qū)域101上方形成有多晶硅102，該多晶硅102形成于第一保護(hù)膜層201形成之前，使交疊區(qū)域位于多晶硅102區(qū)域的上方；
參見(jiàn)圖4A、圖4C，其中，交疊區(qū)域的寬度大于第一通孔401的直徑，相比于現(xiàn)有技術(shù)本發(fā)明在版圖設(shè)計(jì)的過(guò)程中交疊區(qū)域明顯加寬，使得后續(xù)工藝中進(jìn)行清洗液超聲清洗方法更容易達(dá)到設(shè)定的技術(shù)效果。用超聲清洗方法通過(guò)清洗液進(jìn)行清洗，去除位于疊加區(qū)域的第二應(yīng)力膜層302，并且同時(shí)將覆蓋在殘留的部分第一應(yīng)力膜層301上的第二保護(hù)膜層202去除，完成該工藝步驟后，疊加區(qū)域只存在部分第一應(yīng)力膜301和第一保護(hù)膜層201，第二保護(hù)膜層302被完全去除；
其中，本發(fā)明采用稀釋的氫氟酸作為清洗液。進(jìn)一步的，采用超聲清洗方法通過(guò)清洗液進(jìn)行清洗具體包括采用清洗液清洗去除覆蓋在殘留的部分第一應(yīng)力膜層301上的第二保護(hù)膜層202，并使得疊加區(qū)域的第二應(yīng)力膜層302形成一懸臂梁結(jié)構(gòu)，也就是說(shuō)在清洗液清洗的過(guò)程中疊加區(qū)域的第二應(yīng)力膜層 302下方的第二保護(hù)膜層202被刻蝕去除，于是在疊加區(qū)域的第二應(yīng)力膜層302在疊加區(qū)域的上方形成一懸臂梁結(jié)構(gòu)，采用超聲方法使得在懸臂梁結(jié)構(gòu)部分的第二應(yīng)力膜層302從根部斷裂，以將疊加區(qū)域的第二應(yīng)力膜層302全部去除，斷裂后的第二應(yīng)力膜層302與第一應(yīng)力膜層301在垂直方向上無(wú)重疊區(qū)域，并且在靠近第一應(yīng)力膜層301的部分具有一向第一應(yīng)力膜層301傾斜的結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步的，淀積一層間絕緣介質(zhì)層501，層間絕緣介質(zhì)層501覆蓋在殘留的第一應(yīng)力膜層301以及殘留的第二應(yīng)力膜層302的上方；
在淺溝槽區(qū)域101的上方進(jìn)行刻蝕，采用不同選擇比的刻蝕方法分別打開(kāi)疊加區(qū)域上方的層間絕緣介質(zhì)層501、第一應(yīng)力膜層301、第一保護(hù)膜層201形成止于多晶硅102的第一通孑L。本發(fā)明中的第一保護(hù)膜層201以及第二保護(hù)膜層202均通過(guò)淀積二氧化硅保護(hù)薄膜形成。本發(fā)明中的第一晶體管為NMOS管，第二晶體管為PMOS管，從而可以淀積產(chǎn)生張應(yīng)力的第一應(yīng)力膜層301，刻蝕去除部分第二晶體管上方的第一應(yīng)力膜層301后，殘留在第一晶體管上方的第一應(yīng)力膜層301向第一晶體管提供張應(yīng)力；淀積產(chǎn)生壓應(yīng)力的第二應(yīng)力膜層302，刻蝕去除部分第一晶體管上方的第二應(yīng)力膜層302后，殘留在第二晶體管上方的第二應(yīng)力膜層302向第二晶體管提供壓應(yīng)力，張應(yīng)力膜可以有效提高NMOS器件的性能，而壓應(yīng)力膜可以有效提高PMOS器件的性能。進(jìn)一步的，淀積產(chǎn)生張應(yīng)力的氮化硅薄膜形成第一應(yīng)力膜層301，淀積產(chǎn)生壓應(yīng)力的氮化硅薄膜形成第二應(yīng)力膜層302。參見(jiàn)圖4A 圖4C，第一通孔401的刻蝕形成方法具體包括
步驟a 采用高層間絕緣介質(zhì)/氮化硅選擇比的刻蝕方法刻蝕打開(kāi)層間絕緣介質(zhì)層止于第一應(yīng)力膜層301 ；
步驟b 采用高氮化硅/ 二氧化硅選擇比的刻蝕方法刻蝕打開(kāi)第一應(yīng)力膜層301 止于第一保護(hù)膜層201 ；
步驟c 采用高二氧化硅/硅選擇比的刻蝕方法刻蝕打開(kāi)第一保護(hù)膜層201止于多晶硅102，形成第一通孔401。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，襯底上還形成有一第一有源區(qū)103，使得第一保護(hù)膜層 301、第一應(yīng)力膜層201將第一有源區(qū)103覆蓋，在采用不同選擇比的刻蝕方法刻蝕形成第一通孔401的過(guò)程中同時(shí)分別依次打開(kāi)層間絕緣介質(zhì)層501、第一應(yīng)力膜層301、第一保護(hù)膜層201形成止于第一有源區(qū)103的第二通孔402。請(qǐng)參見(jiàn)圖4A、C，在刻蝕第一通孔401的同時(shí)，刻蝕形成第二通孔402，第二通孔 402的刻蝕與第一通孔401的刻蝕是同步進(jìn)行的，故第二通孔402形成過(guò)程中引用的步驟均為第一通孔401形成過(guò)程中采用的步驟，第二通孔402的刻蝕形成方法具體包括
步驟a 采用高層間絕緣介質(zhì)/氮化硅選擇比的刻蝕方法刻蝕打開(kāi)層間絕緣介質(zhì)層止于第一應(yīng)力膜層301，也就是說(shuō)完成步驟a之后，疊加區(qū)域的第一通孔401與第一有源區(qū)103的第二通孔402均止于第一應(yīng)力膜層301 ；
步驟b 采用高氮化硅/ 二氧化硅選擇比的刻蝕方法刻蝕打開(kāi)第一應(yīng)力膜層301 止于第一保護(hù)膜層201，也就是說(shuō)，完成步驟b之后，疊加區(qū)域的第一通孔401與第一有源區(qū) 103的第二通孔402均止于第一保護(hù)膜層301 ；
步驟c 采用高二氧化硅/硅選擇比的刻蝕方法刻蝕打開(kāi)第一保護(hù)膜層止于第一有源區(qū)103，形成第二通孔402，完成步驟c之后，第一通孔401與第二通孔402同時(shí)完成。進(jìn)一步的，在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，由于第二有源區(qū)上第三通孔的形成工藝與第一有源區(qū)上第二通孔的形成工藝類(lèi)似，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可根據(jù)第二通孔的實(shí)施工藝制作第三通孔，故為在附圖中未對(duì)第二有源區(qū)及第三通孔進(jìn)行標(biāo)記，襯底上還形成有一第二有源區(qū)，使得第一保護(hù)膜層、第二保護(hù)膜層、第二應(yīng)力膜層將第二有源區(qū)覆蓋，在采用不同選擇比的刻蝕方法刻蝕形成第一通孔的過(guò)程中同時(shí)分別依次打開(kāi)層間絕緣介質(zhì)層、第二應(yīng)力膜層、第二保護(hù)膜層、第一保護(hù)膜層形成止于第二有源區(qū)的第三通孔。在刻蝕形成第一通孔的同時(shí)形成第三通孔，故第三通孔形成過(guò)程中引用的步驟均為第一通孔形成過(guò)程中采用的步驟，第三通孔的刻蝕形成方法具體包括
步驟a 采用高層間絕緣介質(zhì)/氮化硅選擇比的刻蝕方法刻蝕打開(kāi)層間絕緣介質(zhì)層止于第二應(yīng)力膜層；
步驟b 采用高氮化硅/二氧化硅選擇比的刻蝕方法刻蝕打開(kāi)第二力膜層止于第二保護(hù)膜層；步驟c 采用高二氧化硅/硅選擇比的刻蝕方法刻蝕打開(kāi)第二保護(hù)膜層以及第一保護(hù)膜層止于第二有源區(qū)，形成第三通孔。綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明改進(jìn)雙重通孔刻蝕停止層交疊區(qū)通孔刻蝕方法解決了現(xiàn)有技術(shù)中形成在交疊區(qū)域上的通孔無(wú)法完全打開(kāi)的問(wèn)題，本發(fā)明在雙重通孔刻蝕停止層工藝完成后，通過(guò)使用稀釋的氫氟酸并采用超聲清洗方法，去除上層二氧化硅保護(hù)薄膜和上層氮化硅應(yīng)力薄膜，之后采用不同選擇比的刻蝕方法實(shí)現(xiàn)普通區(qū)域和交疊區(qū)域的通孔同時(shí)打開(kāi)的技術(shù)效果。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)以及上述實(shí)施例可以實(shí)現(xiàn)所述變化例，在此不予贅述。這樣的變化例并不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容，在此不予贅述。以上對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實(shí)施方式，其中未盡詳細(xì)描述的設(shè)備和結(jié)構(gòu)應(yīng)該理解為用本領(lǐng)域中的普通方式予以實(shí)施；任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作出許多可能的變動(dòng)和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例，這并不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種改進(jìn)雙重通孔刻蝕停止層交疊區(qū)通孔刻蝕的方法，在一襯底上形成至少一第一晶體管和至少一第二晶體管，且在第一晶體管與第二晶體管之間形成淺溝槽區(qū)域；在襯底上依次淀積一層第一保護(hù)薄膜層和一第一應(yīng)力膜層，第一保護(hù)膜層和第一應(yīng)力膜層將第一晶體管、第二晶體管、淺溝槽區(qū)域同時(shí)覆蓋；刻蝕去除覆蓋在第二晶體管區(qū)域上方的第一應(yīng)力膜層，將部分覆蓋在淺溝槽區(qū)域上的應(yīng)力膜層保留；依次淀積一第二保護(hù)薄膜層和一第二應(yīng)力膜層，使第二保護(hù)膜層及第二應(yīng)力膜層覆蓋在露出的第一保護(hù)膜層及未被刻蝕掉的第一應(yīng)力膜層的上方，其特征在于，包括以下步驟刻蝕去除覆蓋在第一晶體管區(qū)域上方的第二應(yīng)力膜層，保留部分位于淺溝槽區(qū)域上方且位于第一應(yīng)力膜層上方的部分第二應(yīng)力膜層，使第一應(yīng)力膜層與第二應(yīng)力膜層具有一位于淺溝槽區(qū)域上方的交疊區(qū)域，淺溝槽區(qū)域上方形成有多晶硅，使交疊區(qū)域位于多晶硅區(qū)域的上方；采用超聲清洗方法通過(guò)清洗液進(jìn)行清洗，去除位于疊加區(qū)域的第二應(yīng)力膜層，并且同時(shí)將覆蓋在第一應(yīng)力膜層上的第二保護(hù)膜層去除；淀積一層間絕緣介質(zhì)層，層間絕緣介質(zhì)層覆蓋在殘留的第一應(yīng)力膜層以及殘留的第二應(yīng)力膜層的上方；在淺溝槽區(qū)域的上方進(jìn)行刻蝕，采用不同選擇比的刻蝕方法分別打開(kāi)疊加區(qū)域上方的層間絕緣介質(zhì)層、第一應(yīng)力膜層、第一保護(hù)膜層形成止于多晶硅的第一通孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)雙重通孔刻蝕停止層交疊區(qū)通孔刻蝕的方法，其特征在于，襯底上還形成有一第一有源區(qū)，使得第一保護(hù)膜層、第一應(yīng)力膜層將第一有源區(qū)覆蓋， 在采用不同選擇比的刻蝕方法刻蝕形成第一通孔的過(guò)程中同時(shí)分別依次打開(kāi)層間絕緣介質(zhì)層、第一應(yīng)力膜層、第一保護(hù)膜層形成止于第一有源區(qū)的第二通孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)雙重通孔刻蝕停止層交疊區(qū)通孔刻蝕方法，其特征在于，襯底上還形成有一第二有源區(qū)，使得第一保護(hù)膜層、第二保護(hù)膜層、第二應(yīng)力膜層將第二有源區(qū)覆蓋，在采用不同選擇比的刻蝕方法刻蝕形成第一通孔的過(guò)程中同時(shí)分別依次打開(kāi)層間絕緣介質(zhì)層、第二應(yīng)力膜層、第二保護(hù)膜層、第一保護(hù)膜層形成止于第二有源區(qū)的第三通孑L。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)雙重通孔刻蝕停止層交疊區(qū)通孔刻蝕方法，其特征在于，第一保護(hù)膜層以及第二保護(hù)膜層均通過(guò)淀積二氧化硅保護(hù)薄膜形成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)雙重通孔刻蝕停止層交疊區(qū)通孔刻蝕方法，其特征在于，第一晶體管為NMOS管，第二晶體管為PMOS管。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的改進(jìn)雙重通孔刻蝕停止層交疊區(qū)通孔刻蝕方法，其特征在于，淀積產(chǎn)生張應(yīng)力的第一應(yīng)力膜層，刻蝕去除部分第二晶體管上方的第一應(yīng)力膜層后，殘留在第一晶體管上方的第一應(yīng)力膜層向第一晶體管提供張應(yīng)力；淀積產(chǎn)生壓應(yīng)力的第二應(yīng)力膜層，刻蝕去除部分第一晶體管上方的第二應(yīng)力膜層后，殘留在第二晶體管上方的第二應(yīng)力膜層向第二晶體管提供壓應(yīng)力。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的改進(jìn)雙重通孔刻蝕停止層交疊區(qū)通孔刻蝕方法，其特征在于，淀積產(chǎn)生張應(yīng)力的氮化硅薄膜形成第一應(yīng)力膜層，淀積產(chǎn)生壓應(yīng)力的氮化硅薄膜形成第二應(yīng)力膜層。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)雙重通孔刻蝕停止層交疊區(qū)通孔刻蝕方法，其特征在于，采用稀釋的氫氟酸作為清洗液。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)雙重通孔刻蝕停止層交疊區(qū)域通孔刻蝕方法，其特征在于，采用超聲清洗方法通過(guò)清洗液進(jìn)行清洗；具體包括采用清洗液清洗去除覆蓋在殘留的部分第一應(yīng)力膜層上的第二保護(hù)膜層， 并使得疊加區(qū)域的第二應(yīng)力膜層形成一懸臂梁結(jié)構(gòu)，采用超聲方法使得懸臂梁結(jié)構(gòu)部分的第二應(yīng)力膜層從根部斷裂，以將疊加區(qū)域的第二應(yīng)力膜層全部去除。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)雙重通孔刻蝕停止層交疊區(qū)域通孔刻蝕方法，其特征在于，交疊區(qū)域的寬度大于通孔的直徑。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)雙重通孔刻蝕停止層交疊區(qū)域通孔刻蝕方法，其特征在于，第一通孔的刻蝕形成方法具體包括步驟a 采用高層間絕緣介質(zhì)/氮化硅選擇比的刻蝕方法刻蝕打開(kāi)層間絕緣介質(zhì)層止于第一應(yīng)力膜層；步驟b 采用高氮化硅/二氧化硅選擇比的刻蝕方法刻蝕打開(kāi)第一應(yīng)力膜層止于第一保護(hù)膜層；步驟c 采用高二氧化硅/硅選擇比的刻蝕方法刻蝕打開(kāi)第一保護(hù)膜層止于多晶硅，形成第一通孔。
12.根據(jù)權(quán)利要求2所述的改進(jìn)雙重通孔刻蝕停止層交疊區(qū)域通孔刻蝕方法，其特征在于，第二通孔的刻蝕形成方法具體包括步驟a 采用高層間絕緣介質(zhì)/氮化硅選擇比的刻蝕方法刻蝕打開(kāi)層間絕緣介質(zhì)層止于第一應(yīng)力膜層；步驟b 采用高氮化硅/二氧化硅選擇比的刻蝕方法刻蝕打開(kāi)第一應(yīng)力膜層止于第一保護(hù)膜層；步驟c 采用高二氧化硅/硅選擇比的刻蝕方法刻蝕打開(kāi)第一保護(hù)膜層止于第一有源區(qū)，形成第二通孔。
13.根據(jù)權(quán)利要求3所述的改進(jìn)雙重通孔刻蝕停止層交疊區(qū)域通孔刻蝕方法，其特征在于，第三通孔的刻蝕形成方法具體包括步驟a 采用高層間絕緣介質(zhì)/氮化硅選擇比的刻蝕方法刻蝕打開(kāi)層間絕緣介質(zhì)層止于第二應(yīng)力膜層；步驟b 采用高氮化硅/二氧化硅選擇比的刻蝕方法刻蝕打開(kāi)第二力膜層止于第二保護(hù)膜層；步驟c 采用高二氧化硅/硅選擇比的刻蝕方法刻蝕打開(kāi)第二保護(hù)膜層以及第一保護(hù)膜層止于第二有源區(qū)，形成第三通孔。
全文摘要
本發(fā)明改進(jìn)雙重通孔刻蝕停止層交疊區(qū)通孔刻蝕方法解決了現(xiàn)有技術(shù)中形成在交疊區(qū)域上的通孔無(wú)法完全打開(kāi)的問(wèn)題，在雙重通孔刻蝕停止層工藝完成后，通過(guò)使用稀釋的氫氟酸并采用超聲清洗方法，去除上層二氧化硅保護(hù)薄膜和上層氮化硅應(yīng)力薄膜，之后采用不同選擇比的刻蝕方法實(shí)現(xiàn)普通區(qū)域和交疊區(qū)域的通孔同時(shí)打開(kāi)的技術(shù)效果。
文檔編號(hào)H01L21/311GK102446819SQ201110235219
公開(kāi)日2012年5月9日 申請(qǐng)日期2011年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月17日
發(fā)明者俞柳江 申請(qǐng)人:上海華力微電子有限公司