本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法。

背景技術(shù)：

隨著半導(dǎo)體工藝技術(shù)的不斷發(fā)展，例如高k柵介質(zhì)層的引入、應(yīng)力工程技術(shù)、口袋離子注入以及材料和器件結(jié)構(gòu)的不斷優(yōu)化，半導(dǎo)體器件的尺寸不斷縮小。但是當(dāng)器件的特征尺寸進(jìn)一步下降時(shí)，由于短溝道效應(yīng)越發(fā)顯著、制程變異、可靠性下降導(dǎo)致平面晶體管面臨巨大的挑戰(zhàn)。與平面晶體管相比，鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管具有全耗盡的鰭部、更低的摻雜離子濃度波動(dòng)、更高的載流子遷移率提高、更低的寄生結(jié)電容以及更高的面積使用效率，從而受到廣泛的關(guān)注。

在集成電路制造過程中，如在襯底上形成半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)后，需要使用多個(gè)金屬化層將各半導(dǎo)體器件連接在一起形成電路，金屬化層包括互連線和形成在接觸孔內(nèi)的導(dǎo)電插塞，接觸孔內(nèi)的導(dǎo)電插塞連接半導(dǎo)體器件，互連線將不同半導(dǎo)體器件上的導(dǎo)電插塞連接起來形成電路。晶體管上形成的接觸孔包括柵極表面的接觸孔，以及連接源漏極的接觸孔。隨著集成電路工藝節(jié)點(diǎn)不斷縮小，相鄰柵極之間的間距逐漸減小，無法通過直接光刻和刻蝕形成位于相鄰柵極之間的源漏極表面的接觸孔，此時(shí)，通常采用自對(duì)準(zhǔn)工藝形成所述連接源漏極的接觸孔。

現(xiàn)有技術(shù)在半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成過程中，采用自對(duì)準(zhǔn)工藝形成的接觸孔的尺寸容易與設(shè)計(jì)值發(fā)生偏差，導(dǎo)致形成的導(dǎo)電插塞的連接性能受到影響，影響形成的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的問題是提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，提高形成的接觸孔側(cè)壁的位置精確度和形貌精確度，進(jìn)而改善形成的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的性能。

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，包括：提供 基底，所述基底表面形成有若干分立的柵極結(jié)構(gòu)，所述基底表面還形成有覆蓋柵極結(jié)構(gòu)的介質(zhì)層，且介質(zhì)層頂部高于柵極結(jié)構(gòu)頂部；在所述介質(zhì)層內(nèi)形成第一開口，所述第一開口橫跨相鄰柵極結(jié)構(gòu)；在所述第一開口側(cè)壁表面形成第一掩膜層，且所述第一掩膜層投影于基底表面的投影圖形位于相鄰柵極結(jié)構(gòu)之間；在所述第一掩膜層表面形成填充滿所述第一開口的犧牲層，所述犧牲層和第一掩膜層橫跨相鄰柵極結(jié)構(gòu)，且所述第一掩膜層的材料耐刻蝕性大于犧牲層的材料耐刻蝕性；在所述介質(zhì)層表面、犧牲層表面以及第一掩膜層表面形成具有第二開口的第二掩膜層，所述第二開口橫跨所述犧牲層以及第一掩膜層，且所述第二開口位于相鄰柵極結(jié)構(gòu)之間的介質(zhì)層的上方；以所述第二掩膜層為掩膜，沿所述第二開口刻蝕被犧牲層和第一掩膜層暴露出的介質(zhì)層，直至暴露出基底表面，在所述相鄰柵極結(jié)構(gòu)之間的介質(zhì)層內(nèi)形成分立的接觸孔；去除所述第一掩膜層、第二掩膜層以及犧牲層；形成填充滿所述接觸孔的導(dǎo)電插塞。

可選的，在平行于相鄰柵極結(jié)構(gòu)排列方向上，所述第一開口的寬度大于或等于相鄰柵極結(jié)構(gòu)之間的介質(zhì)層的寬度。

可選的，所述第一掩膜層位于第一開口的整個(gè)側(cè)壁表面；所述第一掩膜層投影于基底表面的投影圖形除位于相鄰柵極結(jié)構(gòu)之間外，所述第一掩膜層投影于基底表面的投影圖形還位于柵極結(jié)構(gòu)所在區(qū)域內(nèi)。

可選的，所述第一掩膜層還覆蓋第一開口的底部表面。

可選的，所述犧牲層的材料為氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅或碳氮氧化硅。

可選的，所述第一掩膜層的材料為氮化鈦、氮化銅、氮化鋁或氮化硼中的一種或多種。

可選的，所述第一開口的深度為1納米至25納米；在平行于相鄰柵極結(jié)構(gòu)排列方向上，所述第一掩膜層的寬度為2埃至30埃。

可選的，所述犧牲層頂部與介質(zhì)層頂部齊平。

可選的，形成所述第一掩膜層以及犧牲層的工藝步驟包括：在所述第一開口底部和側(cè)壁表面、以及介質(zhì)層頂部表面形成第一初始掩膜；在所述第一 初始掩膜表面形成犧牲層，所述犧牲層填充滿所述第一開口；去除高于介質(zhì)層頂部表面的第一初始掩膜以及犧牲層，在所述第一開口側(cè)壁表面形成所述第一掩膜層。

可選的，形成所述第一掩膜層以及犧牲層的工藝步驟包括：在所述第一開口底部和側(cè)壁表面、以及介質(zhì)層頂部表面形成第一初始掩膜；采用無掩膜刻蝕工藝回刻蝕所述第一初始掩膜，刻蝕去除位于介質(zhì)層頂部表面以及位于第一開口部分底部表面的第一初始掩膜，在所述第一開口側(cè)壁表面形成第一掩膜層；在所述第一掩膜層表面形成填充滿所述第一開口的犧牲層，所述犧牲層頂部高于介質(zhì)層頂部；去除高于所述介質(zhì)層頂部的犧牲層。

可選的，采用原子層沉積工藝形成所述第一初始掩膜。

可選的，采用流動(dòng)性化學(xué)氣相沉積工藝或旋轉(zhuǎn)涂覆工藝形成所述犧牲層。

可選的，在平行于相鄰柵極結(jié)構(gòu)排列的方向上，所述第二開口的寬度小于或等于相鄰柵極結(jié)構(gòu)之間的寬度。

可選的，形成所述第一開口的工藝步驟包括：在所述介質(zhì)層表面形成具有第一凹槽的圖形層；以所述圖形層為掩膜，沿所述第一凹槽刻蝕所述介質(zhì)層，在所述介質(zhì)層內(nèi)形成第一開口；去除所述圖形層。

可選的，所述柵極結(jié)構(gòu)包括柵介質(zhì)層以及位于柵介質(zhì)層表面的柵電極層；所述柵極結(jié)構(gòu)還包括覆蓋柵介質(zhì)層側(cè)壁表面以及柵電極層側(cè)壁表面的柵極側(cè)墻、以及位于柵電極層側(cè)壁表面的硬掩膜層，利用所述柵極側(cè)墻以及硬掩膜層，采用自對(duì)準(zhǔn)刻蝕工藝形成所述接觸孔。

可選的，在平行于相鄰柵極結(jié)構(gòu)排列的方向上，所述第二開口的寬度大于相鄰柵極結(jié)構(gòu)之間的寬度；沿所述第二開口刻蝕被側(cè)墻層以及第一掩膜層暴露出的介質(zhì)層的過程中，所述硬掩膜層和柵極側(cè)墻起到刻蝕停止作用。

可選的，所述第二掩膜層的材料包括光刻膠材料、氮化鈦、氮化銅、氮化鋁或氮化硼中的一種或多種。

可選的，所述相鄰柵極結(jié)構(gòu)之間的基底內(nèi)形成有源漏極，其中，所述接觸孔暴露出源漏極表面。

可選的，所述基底包括襯底、位于襯底表面的鰭部，其中，所述柵極結(jié)構(gòu)橫跨所述鰭部，且還覆蓋鰭部的部分頂部表面和側(cè)壁表面，所述接觸孔暴露出相鄰柵極結(jié)構(gòu)之間的鰭部表面。

可選的，所述介質(zhì)層包括位于基底表面的第一介質(zhì)層以及位于第一介質(zhì)層表面的第二介質(zhì)層，其中，所述第一介質(zhì)層頂部與柵極結(jié)構(gòu)頂部齊平。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明提供的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法的技術(shù)方案中，在介質(zhì)層內(nèi)形成第一開口，所述第一開口橫跨相鄰柵極結(jié)構(gòu)，所述第一開口定義后續(xù)形成的相鄰接觸孔之間的介質(zhì)層的位置；接著，在第一開口側(cè)壁表面形成第一掩膜層，且所述第一掩膜層橫跨相鄰柵極結(jié)構(gòu)；然后在第一掩膜層表面形成填充滿第一開口的犧牲層，所述犧牲層和第一掩膜層橫跨相鄰柵極結(jié)構(gòu)，使得所述犧牲層和第一掩膜層共同定義后續(xù)形成的相鄰接觸孔之間的介質(zhì)層的位置，并且，第一掩膜層的材料耐刻蝕性大于犧牲層的材料耐刻蝕性；然后，在介質(zhì)層表面、犧牲層以及第一掩膜層表面形成具有第二開口的第二掩膜層，所述第二開口位于相鄰柵極結(jié)構(gòu)之間的介質(zhì)層的上方；以第二掩膜層為掩膜，沿第二開口刻蝕被犧牲層和第一掩膜層暴露出的介質(zhì)層，直至暴露出基底表面，在相鄰柵極結(jié)構(gòu)之間的介質(zhì)層內(nèi)形成分立的接觸孔。在刻蝕形成接觸孔的刻蝕工藝過程中，所述犧牲層和第一掩膜層組成的一體結(jié)構(gòu)暴露在刻蝕環(huán)境中，且一體結(jié)構(gòu)的邊緣區(qū)域由第一掩膜層組成，由于第一掩膜層的材料具有高耐刻蝕性，即使刻蝕工藝對(duì)一體結(jié)構(gòu)的邊緣區(qū)域的刻蝕速率較大，所述第一掩膜層始終能夠保持良好的側(cè)壁形貌，且防止第一掩膜層的側(cè)壁位置發(fā)生偏移。所述第一掩膜層的側(cè)壁位置和形貌決定了形成的分立的接觸孔的側(cè)壁位置和形貌，因此，本發(fā)明中形成的接觸孔的側(cè)壁也相應(yīng)具有較高的位置精確度和形貌精確度，進(jìn)而改善在接觸孔內(nèi)形成的導(dǎo)電插塞的性能，提高形成的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的電學(xué)性能。

進(jìn)一步，在平行于相鄰柵極結(jié)構(gòu)排列方向上，第一開口的寬度大于或等于相鄰柵極結(jié)構(gòu)之間的介質(zhì)層的寬度，從而避免柵極結(jié)構(gòu)側(cè)壁表面暴露在刻蝕形成接觸孔的刻蝕環(huán)境中，避免對(duì)柵極結(jié)構(gòu)側(cè)壁造成刻蝕損傷。

進(jìn)一步，所述第一掩膜層還覆蓋第一開口的底部表面，所述位于第一開口底部表面的第一掩膜層對(duì)其下方的介質(zhì)層也起到保護(hù)作用，因此，即使在刻蝕形成接觸孔的工藝過程中犧牲層受到刻蝕損傷，位于第一開口底部表面的第一掩膜層仍能夠?qū)ζ湎路降慕橘|(zhì)層具有足夠的掩膜作用。

附圖說明

圖1至圖7為一實(shí)施例提供的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)形成過程的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8至圖22為本發(fā)明實(shí)施例提供的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)形成過程的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

由背景技術(shù)可知，現(xiàn)有技術(shù)形成的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的性能有待提高。

圖1至圖7為一實(shí)施例提供的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)形成過程的結(jié)構(gòu)示意圖。

參考圖1，提供基底100，所述基底100表面形成若干分立的柵極結(jié)構(gòu)，所述柵極結(jié)構(gòu)包括：柵極101、位于柵極101表面的硬掩膜層102，所述柵極結(jié)構(gòu)還包括覆蓋柵極101側(cè)壁表面和硬掩膜層102側(cè)壁表面的側(cè)墻103。所述基底100表面還形成有覆蓋于柵極結(jié)構(gòu)側(cè)壁表面的第一介質(zhì)層104，所述第一介質(zhì)層104頂部與柵極結(jié)構(gòu)頂部齊平。

其中，所述柵極101包括柵介質(zhì)層以及位于柵介質(zhì)層表面的柵電極層。

參考圖2及圖3，圖2為俯視圖，圖3為圖2沿aa1方向的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，在所述第一介質(zhì)層104表面形成第二介質(zhì)層114，在所述介質(zhì)層104表面形成第一掩膜層105，所述第一掩膜層105橫跨相鄰柵極結(jié)構(gòu)之間的第二介質(zhì)層104，且暴露出相鄰柵極結(jié)構(gòu)之間的部分第二介質(zhì)層114表面。

形成所述第一掩膜層105的工藝包括刻蝕工藝，所述刻蝕工藝會(huì)對(duì)第一掩膜層105暴露出的第二介質(zhì)層114進(jìn)行過刻蝕(overetch)。

參考圖4及圖5，圖4為俯視圖，圖5為圖4沿aa1方向的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，在所述第一掩膜層105表面以及第二介質(zhì)層114表面形成具有開口106的第二掩膜層107，所述開口106橫跨所述第一掩膜層105，且所述開口106位于相鄰柵極結(jié)構(gòu)之間的第二介質(zhì)層114的上方。為了便于圖示，圖4中未示出第一介質(zhì)層104和第二介質(zhì)層114。

參考圖6及圖7，圖6為圖4基礎(chǔ)上沿aa1方向的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，圖7為圖4基礎(chǔ)上沿cc1方向的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，以所述第二掩膜層107(參考圖4及圖5)為掩膜，沿所述開口106刻蝕被第一掩膜層105暴露出的第二介質(zhì)層114以及第一介質(zhì)層104，直至暴露出基底100表面，在所述相鄰柵極結(jié)構(gòu)之間的第一介質(zhì)層104和第二介質(zhì)層114內(nèi)形成分立的接觸孔108；接著，去除所述第二掩膜層107。需要說明的是，為了便于圖示，圖6中未示出第二掩膜層107。

其中，所述接觸孔108暴露出位于基底100內(nèi)的源漏極。接著，形成填充滿所述接觸孔108的導(dǎo)電層109，所述導(dǎo)電層109與基底100內(nèi)的源漏極電連接。

研究發(fā)現(xiàn)，在刻蝕第一介質(zhì)層104和第二介質(zhì)層114的過程中，所述被開口106暴露出的第一掩膜層105暴露在刻蝕環(huán)境中，第一掩膜層105的邊緣部分e(參考圖4，圖4中點(diǎn)劃線示出的區(qū)域)被刻蝕的速率較大，容易造成第一掩膜層105的側(cè)壁被刻蝕去除的量較大，且第一掩膜層105的側(cè)壁形貌發(fā)生改變，這就是shoulderloss問題。嚴(yán)重的，第一掩膜層105的側(cè)壁位置將發(fā)生偏移，第一掩膜層105的側(cè)壁形貌變差，進(jìn)而導(dǎo)致形成的接觸孔108的側(cè)壁位置也相應(yīng)的發(fā)生偏移，且接觸孔108的側(cè)壁形貌差，因此，形成的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的電學(xué)性能和良率均將下降。

為了減小或避免上述的shoulderloss的問題，提出增加第一掩膜層105的厚度的方案，以使第一掩膜層105邊緣部分始終具有較大的厚度，防止第一掩膜層105的側(cè)壁位置發(fā)生偏移。然而，增加第一掩膜層105的厚度會(huì)降低后續(xù)刻蝕第一介質(zhì)層104以及第二介質(zhì)層114的工藝窗口，使得對(duì)形成的接觸孔108的形貌均勻性控制變差。

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，包括：在介質(zhì)層內(nèi)形成第一開口，所述第一開口橫跨相鄰柵極結(jié)構(gòu)；在所述第一開口側(cè)壁表面形成第一掩膜層，且所述第一掩膜層橫跨相鄰柵極結(jié)構(gòu)；在所述第一掩膜層表面形成填充滿所述第一開口的犧牲層，所述犧牲層和第一掩膜層橫跨相鄰柵極結(jié)構(gòu)，且所述第一掩膜層的材料耐刻蝕性大于犧牲層的材料耐刻蝕性；在所述介質(zhì)層表面、犧牲層表面以及第一掩膜層表面形成具有第二開 口的第二掩膜層，所述第二開口橫跨所述犧牲層以及第一掩膜層，且所述第二開口位于相鄰柵極結(jié)構(gòu)之間的介質(zhì)層的上方；以所述第二掩膜層為掩膜，沿所述第二開口刻蝕被犧牲層和第一掩膜層暴露出的介質(zhì)層，直至暴露出基底表面，在所述相鄰柵極結(jié)構(gòu)之間的介質(zhì)層內(nèi)形成分立的接觸孔；去除所述第一掩膜層、第二掩膜層以及犧牲層；形成填充滿所述接觸孔的導(dǎo)電插塞。本發(fā)明提高了形成的接觸孔的側(cè)壁形貌精確度和位置精確度，提高導(dǎo)電插塞的性能，進(jìn)而提高形成的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的電學(xué)性能和良率。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例做詳細(xì)的說明。

圖8至圖22為本發(fā)明實(shí)施例提供的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)形成過程的結(jié)構(gòu)示意圖。

參考圖8，提供基底200，所述基底200表面形成有若干分立的柵極結(jié)構(gòu)，所述基底200表面還形成有覆蓋柵極結(jié)構(gòu)側(cè)壁表面的第一介質(zhì)層205，所述第一介質(zhì)層205頂部與柵極結(jié)構(gòu)頂部齊平。

本實(shí)施例中，以形成的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)為鰭式場(chǎng)效應(yīng)管為例，所述基底200包括：襯底(未圖示)以及位于襯底表面的鰭部，所述基底200還包括位于襯底表面的隔離層，所述隔離層覆蓋鰭部的部分側(cè)壁表面，且所述隔離層頂部低于鰭部頂部，所述隔離層起到電絕緣相鄰鰭部之間的作用。位于所述基底200表面的柵極結(jié)構(gòu)橫跨所述鰭部，且覆蓋鰭部的部分頂部表面和側(cè)壁表面。

所述襯底的材料為硅、鍺、鍺化硅、碳化硅、砷化鎵或鎵化銦，所述襯底還能夠?yàn)榻^緣體上的硅襯底或者絕緣體上的鍺襯底；所述鰭部的材料包括硅、鍺、鍺化硅、碳化硅、砷化鎵或鎵化銦。本實(shí)施例中，所述襯底為硅襯底，所述鰭部的材料為硅。

本實(shí)施例中，形成所述襯底、鰭部的工藝步驟包括：提供初始襯底；在所述初始襯底表面形成圖形層；以所述圖形層為掩膜刻蝕所述初始襯底，刻蝕后的初始襯底作為襯底，位于襯底表面的凸起作為鰭部；接著，去除所述圖形層。

在另一實(shí)施例中，所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)為平面晶體管，所述基底為平面基底， 所述平面基底為硅襯底、鍺襯底、硅鍺襯底或碳化硅襯底、絕緣體上硅襯底或絕緣體上鍺襯底、玻璃襯底或iii-v族化合物襯底(例如氮化鎵襯底或砷化鎵襯底等)，柵極結(jié)構(gòu)形成于所述平面基底表面。

所述柵極結(jié)構(gòu)包括柵介質(zhì)層201、以及位于柵介質(zhì)層201表面的柵電極層202。其中，所述柵介質(zhì)層201的材料為氧化硅或高k柵介質(zhì)材料，所述高k柵介質(zhì)材料包括氧化鉿、氧化鋯、氧化鋁或硅氧化鉿等；所述柵電極層202的材料為ti、ta、cu、al、w、ag或au中的一種或多種。所述柵介質(zhì)層201與柵電極層202之間還能夠形成有功函數(shù)層。

本實(shí)施例中，所述柵極結(jié)構(gòu)還包括位于柵電極層202頂部表面的硬掩膜層203、以及位于柵介質(zhì)層201側(cè)壁表面、柵電極層202側(cè)壁表面以及硬掩膜層203側(cè)壁表面的柵極側(cè)墻204，其中，所述硬掩膜層203的材料與后續(xù)形成的第一介質(zhì)層和第二介質(zhì)層的材料不同，所述柵極側(cè)墻204的材料與后續(xù)形成的第一介質(zhì)層205和第二介質(zhì)層的材料不同，所述硬掩膜層203和柵極側(cè)墻204既能夠起到保護(hù)柵電極層202和柵介質(zhì)層201的作用，所述硬掩膜層203和柵極側(cè)墻204還能夠作為后續(xù)采用自對(duì)準(zhǔn)刻蝕工藝形成接觸孔的部分掩膜。

本實(shí)施例中，所述硬掩膜層203的材料為氮化硅，所述柵極側(cè)墻204的材料為氮化硅。在其他實(shí)施例中，所述硬掩膜層的材料還能夠?yàn)檠趸琛⒌趸?、碳化硅、碳氧化硅或碳氮氧化硅；所述柵極側(cè)墻的材料還能夠?yàn)檠趸?、氮氧化硅、碳化硅、碳氧化硅或碳氮氧化硅?/p>

所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的基底200內(nèi)還形成有源漏極(未圖示)，相鄰柵極結(jié)構(gòu)之間的基底200內(nèi)的源漏極為兩個(gè)柵極結(jié)構(gòu)所屬的晶體管共享。

所述第一介質(zhì)層205的材料為氧化硅、氮化硅或氮氧化硅。本實(shí)施例中，所述第一介質(zhì)層205的材料為氧化硅。

采用化學(xué)氣相沉積工藝、等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積工藝或低壓化學(xué)氣相沉積工藝等方法在基底200表面形成介質(zhì)材料層，所述介質(zhì)材料層覆蓋柵極結(jié)構(gòu)側(cè)壁表面，且所述介質(zhì)材料層表面高于柵極結(jié)構(gòu)表面；然后對(duì)所述介質(zhì)材料層進(jìn)行平坦化，形成第一介質(zhì)層205，使所述第一介質(zhì)層205表面平坦， 且與柵極結(jié)構(gòu)表面齊平。

參考圖9，在所述第一介質(zhì)層205表面形成第二介質(zhì)層206。

所述第二介質(zhì)層206的材料為氧化硅、氮化硅或氮氧化硅；采用化學(xué)氣相沉積工藝、物理氣相沉積工藝或原子層沉積工藝形成所述第二介質(zhì)層206。本實(shí)施例中，所述第二介質(zhì)層206的材料為氧化硅。

所述第二介質(zhì)層206頂部高于柵極結(jié)構(gòu)頂部。本實(shí)施例中，在所述基底200表面形成覆蓋于柵極結(jié)構(gòu)的介質(zhì)層，且所述介質(zhì)層頂部高于柵極結(jié)構(gòu)頂部，其中，所述介質(zhì)層包括前述形成的第一介質(zhì)層205、以及位于第一介質(zhì)層205表面的第二介質(zhì)層206。在其他實(shí)施例中，所述介質(zhì)層還能夠?yàn)閮H包括第一介質(zhì)層的單層結(jié)構(gòu)，所述第一介質(zhì)層頂部高于柵極結(jié)構(gòu)頂部。

參考圖10及圖11，圖10為俯視圖，圖11為圖10中沿bb1方向的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，在所述介質(zhì)層表面形成具有第一凹槽207的圖形層208，所述第一凹槽207橫跨相鄰柵極結(jié)構(gòu)。

所述第一凹槽207定義后續(xù)形成的第一開口的圖形。在平行于相鄰柵極結(jié)構(gòu)排列方向上，所述第一凹槽207的寬度大于或等于相鄰柵極結(jié)構(gòu)之間的介質(zhì)層的寬度，從而使得后續(xù)形成的第一開口能夠橫跨相鄰柵極結(jié)構(gòu)之間的第二介質(zhì)層206，防止后續(xù)形成的接觸孔暴露出柵極結(jié)構(gòu)側(cè)壁表面。在后續(xù)形成接觸孔的刻蝕工藝中，位于第一凹槽207正下方的第一介質(zhì)層205和第二介質(zhì)層206不會(huì)被刻蝕，從而使得所述未被刻蝕的第一介質(zhì)層205和第二介質(zhì)層206將相鄰的接觸孔隔離開。

本實(shí)施例中，所述圖形層208的材料為光刻膠材料。在其他實(shí)施例中，所述圖形層的材料還能夠?yàn)橛惭谀げ牧希鐬榈琛⒌趸?、氮化鈦或氮化硼等?/p>

參考圖12，以所述圖形層208(參考圖10及圖11)為掩膜，沿第一凹槽207(參考圖10及圖11)刻蝕所述介質(zhì)層，在所述介質(zhì)層內(nèi)形成第一開口209。

所述第一開口209位于第二介質(zhì)層206內(nèi)。所述第一開口209橫跨相鄰柵極結(jié)構(gòu)，在平行于相鄰柵極結(jié)構(gòu)排列方向上，所述第一開口209的寬度大于或等于相鄰柵極結(jié)構(gòu)之間的介質(zhì)層的寬度。本實(shí)施例中，為了盡可能的避 免后續(xù)形成的接觸孔暴露柵極結(jié)構(gòu)側(cè)壁表面，在平行于柵極結(jié)構(gòu)排列方向上，所述第一開口209的寬度大于相鄰柵極結(jié)構(gòu)之間的介質(zhì)層的寬度。

所述第一開口209定義出了后續(xù)形成的相鄰接觸孔之間位置，后續(xù)在所述第一開口209內(nèi)形成第一掩膜層以及犧牲層，且在刻蝕形成接觸孔的刻蝕工藝過程中，所述第一掩膜層以及犧牲層對(duì)位于其正下方的第一介質(zhì)層205和第二介質(zhì)層206提供保護(hù)。

所述第一開口209的深度與后續(xù)刻蝕形成接觸孔時(shí)第一介質(zhì)層205和第二介質(zhì)層206被刻蝕的厚度有關(guān)，還與后續(xù)形成的犧牲層和第一掩膜層的耐刻蝕性能有關(guān)。當(dāng)犧牲層和第一掩膜層的材料選定后，后續(xù)待刻蝕的第一介質(zhì)層205和第二介質(zhì)層206的厚度越厚，第一開口209的深度越深。

本實(shí)施例中，所述第一開口209的深度為1納米至25納米。

接著，去除所述圖形層208。本實(shí)施例中，采用濕法去膠或灰化工藝，去除所述圖形層208。

參考圖13，在所述第一開口209底部和側(cè)壁表面、以及介質(zhì)層頂部表面形成第一初始掩膜210。

采用化學(xué)氣相沉積工藝、物理氣相沉積工藝或原子層沉積工藝，在所述第一開口209底部和側(cè)壁表面、以及第二介質(zhì)層206頂部表面形成第一初始掩膜210。所述第一初始掩膜210為后續(xù)形成位于第一開口209側(cè)壁表面的第一掩膜層提供工藝基礎(chǔ)，且第一掩膜層將作為后續(xù)形成接觸孔的部分掩膜。由于后續(xù)形成的第一掩膜層將作為刻蝕形成接觸孔的部分掩膜；第一掩膜層與后續(xù)形成的犧牲層作為一體結(jié)構(gòu)，為所述一體結(jié)構(gòu)下方的第一介質(zhì)層205和第二介質(zhì)層206提供刻蝕阻擋作用，且所述一體結(jié)構(gòu)的邊緣區(qū)域由第一掩膜層構(gòu)成，在刻蝕形成接觸孔的刻蝕工藝中，所述刻蝕工藝對(duì)邊緣區(qū)域的刻蝕速率較大，因此，所述第一掩膜層的材料需要較強(qiáng)的耐刻蝕性，要求所述第一掩膜層的材料耐刻蝕性比后續(xù)形成的犧牲層的材料耐刻蝕性大。

為此，本實(shí)施例中，所述第一初始掩膜210的材料為氮化鈦、氮化銅、氮化鋁或氮化硼中的一種或多種。

在形成所述第一初始掩膜210后，所述第一開口209未被所述第一初始 掩膜210填充滿。所述第一初始掩膜210的厚度與后續(xù)形成的第一掩膜層的寬度有關(guān)。所述第一初始掩膜210的厚度不宜過薄，否者后續(xù)形成的第一掩膜層的寬度過小，在后續(xù)刻蝕形成接觸孔的工藝過程中所述第一掩膜層易被刻蝕去除；所述第一初始掩膜210的厚度也不宜過厚，否者后續(xù)形成犧牲層的工藝窗口過小，導(dǎo)致在第一開口209內(nèi)填充的犧牲層的質(zhì)量變差。綜合上述因素考慮，所述第一初始掩膜210的厚度為2埃至30埃。

本實(shí)施例中，采用原子層沉積工藝形成所述第一初始掩膜210，提高第一初始掩膜210的臺(tái)階覆蓋(step-coverage)能力，使得第一初始掩膜210對(duì)第一開口209底部拐角處的覆蓋性能好，從而提高后續(xù)形成的第一掩膜層的質(zhì)量，使得第一掩膜層對(duì)其正下方的介質(zhì)層具有足夠強(qiáng)的保護(hù)作用，繼而提高形成的接觸孔的側(cè)壁位置精確度和形貌精確度。

參考圖14，在所述第一初始掩膜210表面形成犧牲層211，所述犧牲層211填充滿所述第一開口209(參考圖13)。

本實(shí)施例中，所述犧牲層211頂部高于介質(zhì)層頂部，后續(xù)會(huì)去除高于介質(zhì)層頂部的犧牲層211。在后續(xù)形成接觸孔的刻蝕工藝中，位于所述第一開口209內(nèi)的犧牲層211為刻蝕工藝的部分掩膜。

由前述分析可知，后續(xù)刻蝕形成接觸孔的刻蝕工藝對(duì)第一掩膜層的刻蝕速率大于對(duì)位于第一開口209內(nèi)的犧牲層211的刻蝕速率；并且，所述第一初始掩膜210覆蓋于第一開口209底部表面，使得后續(xù)形成的第一掩膜層還覆蓋第一開口209底部表面，因此即使后續(xù)刻蝕工藝中犧牲層211被全部刻蝕去除，位于第一開口209底部表面的第一掩膜層仍然能夠?qū)ζ湎路降慕橘|(zhì)層起到足夠的保護(hù)作用。

因此，本實(shí)施例對(duì)犧牲層211的材料耐刻蝕性的要求低于對(duì)第一初始掩膜210的材料耐刻蝕性的要求，所述犧牲層211的材料耐刻蝕性小于所述第一初始掩膜210的材料耐刻蝕性，所述犧牲層211的材料致密度小于第一初始掩膜210的材料致密度。

本實(shí)施例中，所述犧牲層211的材料為氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅或碳氮氧化硅。

為了提高形成的犧牲層211的填孔能力，采用流動(dòng)性化學(xué)氣相沉積工藝或旋轉(zhuǎn)涂覆工藝形成所述犧牲層211。

參考圖15及圖16，圖15為俯視圖，圖16為圖15沿bb1方向的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，去除高于介質(zhì)層頂部表面的第一初始掩膜210(參考圖14)以及犧牲層211，在所述第一開口209(參考圖13)側(cè)壁表面形成第一掩膜層212，所述第一掩膜層212投影于基底200表面的投影圖形橫跨相鄰柵極結(jié)構(gòu)，且所述第一掩膜層212表面形成有填充滿第一開口209(參考圖13)的犧牲層211，所述犧牲層211頂部與第一掩膜層212頂部齊平，所述犧牲層211頂部還與介質(zhì)層頂部齊平。

本實(shí)施例中，采用化學(xué)機(jī)械研磨工藝，研磨去除高于第二介質(zhì)層206頂部表面的第一初始掩膜210以及犧牲層211。所述犧牲層211和第一掩膜層212橫跨相鄰柵極結(jié)構(gòu)。本實(shí)施例中，所述第一掩膜層212還覆蓋第一開口209的底部表面，位于所述第一開口209底部表面的第一掩膜層212有利于進(jìn)一步提高對(duì)其下方的介質(zhì)層的保護(hù)能力。

并且，為了降低形成所述第一掩膜層212的工藝難度，所述第一掩膜層212位于第一開口209的整個(gè)側(cè)壁表面，即，所述第一掩膜層212投影于基底200表面的投影圖形除位于相鄰柵極結(jié)構(gòu)之間外，所述第一掩膜層212投影于基底200表面的投影圖形還位于柵極結(jié)構(gòu)所在區(qū)域內(nèi)。

所述第一掩膜層212的材料耐刻蝕性大于所述犧牲層211的材料耐刻蝕性，同一刻蝕工藝對(duì)所述第一掩膜層212的刻蝕速率小于對(duì)所述犧牲層211的刻蝕速率。本實(shí)施例中，所述第一掩膜層212的材料致密度大于所述犧牲層211的材料致密度；所述第一掩膜層212的材料為氮化鈦、氮化鋁、氮化硼或氮化銅中的一種或多種。

在后續(xù)刻蝕形成接觸孔的刻蝕工藝中，所述第一掩膜層212和犧牲層211組成的一體結(jié)構(gòu)對(duì)其正下方的介質(zhì)層起到保護(hù)作用，所述一體結(jié)構(gòu)暴露在刻蝕形成接觸孔的刻蝕工藝環(huán)境中，且所述一體結(jié)構(gòu)的邊緣由第一掩膜層212組成。由于第一掩膜層212的材料耐刻蝕性較高，避免了在刻蝕工藝過程中一體結(jié)構(gòu)的側(cè)壁位置發(fā)生改變，從而提高形成的接觸孔的側(cè)壁位置精確度和 形貌精確度。

本實(shí)施例中，在平行于相鄰柵極結(jié)構(gòu)排列方向上，所述第一掩膜層212的寬度為5埃至30埃，保證后續(xù)刻蝕工藝過程中，所述第一掩膜層212具有足夠的掩膜作用，防止第一掩膜層212被過早的刻蝕消耗掉。

需要說明的是，在其他實(shí)施例中，形成所述第一掩膜層和犧牲層的工藝步驟還能夠包括：在所述第一開口底部和側(cè)壁表面、以及介質(zhì)層頂部表面形成第一初始掩膜；采用無掩膜刻蝕工藝回刻蝕所述第一初始掩膜，刻蝕去除位于介質(zhì)層頂部表面以及位于第一開口部分底部表面的第一初始掩膜，在所述第一開口側(cè)壁表面形成第一掩膜層；在所述第一掩膜層表面形成填充滿所述第一開口的犧牲層，所述犧牲層頂部高于介質(zhì)層頂部；去除高于所述介質(zhì)層頂部的犧牲層。相應(yīng)的，形成的第一掩膜層位于第一開口側(cè)壁表面，且暴露出第一開口的部分底部表面。

參考圖17及圖18，圖17為俯視圖，圖18為圖17沿bb1方向的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，在所述介質(zhì)層表面、犧牲層211表面以及第一掩膜層212表面形成具有第二開口213的第二掩膜層，所述第二開口213橫跨所述犧牲層211以及第一掩膜層212，且所述第二開口213位于相鄰柵極結(jié)構(gòu)之間的介質(zhì)層的上方。

需要說明的是，為了便于圖示和說明，圖17示出的俯視圖示出了柵極結(jié)構(gòu)、第一掩膜層212、犧牲層211以及第二掩膜層的位置關(guān)系。

在平行于相鄰柵極結(jié)構(gòu)的排列方向上，所述第二開口213的寬度小于或等于相鄰柵極結(jié)構(gòu)之間的寬度。根據(jù)待形成的接觸孔的寬度尺寸，確定所述第二開口213的寬度。本實(shí)施例中，在平行于相鄰柵極結(jié)構(gòu)排列方向上，所述第二開口213的寬度等于相鄰柵極結(jié)構(gòu)之間的寬度。

所述第二掩膜層的材料為光刻膠材料、氮化鈦、氮化銅、氮化鋁或氮化硼中的一種或多種。

本實(shí)施例中，所述第二掩膜層的材料包括光刻膠材料。為了提高形成的第二開口213的位置精確度和形貌精確度，所述第二掩膜層包括有機(jī)旋轉(zhuǎn)涂覆層214、位于有機(jī)旋轉(zhuǎn)涂覆層214表面的底部抗反射涂層215、以及位于底 部抗反射涂層215表面的光刻膠層216，其中，所述第二開口213位于光刻膠層216內(nèi)，且所述第二開口213暴露出底部抗反射涂層215部分表面。

后續(xù)以所述第二掩膜層、犧牲層211和第一掩膜層212為掩膜，在相鄰柵極結(jié)構(gòu)之間的介質(zhì)層內(nèi)形成分立的接觸孔，且所述分立的接觸孔被位于第一掩膜層212和犧牲層211下方的介質(zhì)層隔離開。

在其他實(shí)施例中，后續(xù)利用柵極側(cè)墻和硬掩膜層，采用自對(duì)準(zhǔn)刻蝕工藝形成接觸孔，則所述第二開口除位于相鄰柵極結(jié)構(gòu)之間的介質(zhì)層的上方外，所述第二開口還能夠位于柵極結(jié)構(gòu)上方，在平行于相鄰柵極結(jié)構(gòu)排列方向上，所述第二開口的寬度大于相鄰柵極結(jié)構(gòu)之間的寬度。

參考圖19至圖21，圖19為俯視圖，圖20為圖19沿bb1方向的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，圖21為圖19沿dd1方向的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，以所述第二掩膜層為掩膜，沿所述第二開口213(參考圖17及圖18)刻蝕被犧牲層211和第一掩膜層212暴露出的介質(zhì)層，直至暴露出基底200表面，在所述相鄰柵極結(jié)構(gòu)之間的介質(zhì)層內(nèi)形成分立的接觸孔218。

本實(shí)施例中，沿所述第二開口213刻蝕被犧牲層211和第二掩膜層212暴露出的第二介質(zhì)層206和第一介質(zhì)層205，直至暴露出源漏極表面，形成暴露出源漏及表面的接觸孔218。

采用干法刻蝕工藝刻蝕所述介質(zhì)層，所述干法刻蝕工藝可以是等離子體刻蝕工藝，本實(shí)施例中，采用的刻蝕氣體為cf4，緩沖氣體為he，壓強(qiáng)為20～200mtorr，其中cf4的流速為50sccm～1000sccm，he的流速為50sccm～1000sccm。在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，還可以采用cf4、chf3、c2f6等氟基氣體中的一種或幾種組合作為刻蝕氣體。由于所述干法刻蝕工藝對(duì)介質(zhì)層具有較高的刻蝕速率，而對(duì)所述第一掩膜層212、犧牲層211以及第二掩膜層具有相對(duì)較小的刻蝕速率，使得形成的接觸孔218位于第一掩膜層212和犧牲層211兩側(cè)，所述分立的接觸孔218被位于犧牲層211和第一掩膜層212下方的第一介質(zhì)層205和第二介質(zhì)層206隔離開。

本實(shí)施例中，由犧牲層211和位于犧牲層211側(cè)壁表面的第一掩膜層212組成一體結(jié)構(gòu)，所述一體結(jié)構(gòu)暴露在刻蝕形成接觸孔218的刻蝕環(huán)境中，且 所述一體結(jié)構(gòu)的邊緣區(qū)域由第一掩膜層212組成，所述第一掩膜層212的材料耐刻蝕性大于犧牲層211的材料耐刻蝕性。因此，在刻蝕形成接觸孔218的刻蝕工藝中，即使刻蝕工藝對(duì)一體結(jié)構(gòu)的邊緣的刻蝕速率較大，然而由于第一掩膜層212的材料耐刻蝕性強(qiáng)，因此，第一掩膜層212被刻蝕去除的量很小甚至能夠忽略不計(jì)，避免了第一掩膜層212的側(cè)壁位置發(fā)生偏移，從而有效的避免了shoulderloss的問題，提高形成的接觸孔218的側(cè)壁位置精確度和形貌精確度，從而提高形成的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的電學(xué)性能和良率。

并且，本實(shí)施例中，所述犧牲層211的材料耐刻蝕性小于第一掩膜層212的材料耐刻蝕性，使得對(duì)犧牲層211的材料性能要求較低，能夠采用成本較低的材料作為犧牲層211的材料，且犧牲層211的形成工藝難度低，從而有效的節(jié)約了半導(dǎo)體生產(chǎn)工藝成本。

在刻蝕形成接觸孔218的刻蝕工藝過程中，由于犧牲層211底部表面也形成有第一掩膜層212，因此，即使?fàn)奚鼘?11受到刻蝕損傷，位于犧牲層211底部的第一掩膜層212也能夠?yàn)槠湔路降慕橘|(zhì)層提供足夠的掩膜作用。

本實(shí)施例中，所述接觸孔218位于相鄰柵極結(jié)構(gòu)之間的介質(zhì)層內(nèi)，在平行于相鄰柵極結(jié)構(gòu)的排列方向上，所述接觸孔218的寬度小于或等于相鄰柵極結(jié)構(gòu)之間的寬度。

需要說明的是，在其他實(shí)施例中，利用柵極側(cè)墻和位于柵電極層頂部表面的硬掩膜層，采用自對(duì)準(zhǔn)刻蝕工藝形成所述接觸孔，則所述接觸孔除位于相鄰柵極結(jié)構(gòu)之間的介質(zhì)層內(nèi)外，還位于柵極結(jié)構(gòu)上方的介質(zhì)層內(nèi)，在平行于柵極結(jié)構(gòu)的排列方向上，所述接觸孔的寬度大于相鄰柵極結(jié)構(gòu)之間的寬度。具體的，第二掩膜層內(nèi)的第二開口除位于相鄰柵極結(jié)構(gòu)之間的介質(zhì)層上方外，還位于柵極結(jié)構(gòu)上方的介質(zhì)層上方；以所述第二掩膜層為掩膜，沿所述第二開口刻蝕被第一掩膜層和側(cè)墻層暴露出的介質(zhì)層，直至暴露出基底表面，且在刻蝕過程中，所述硬掩膜層以及柵極側(cè)墻起到刻蝕停止的作用，避免刻蝕工藝對(duì)柵介質(zhì)層以及柵電極層造成刻蝕。

接著，去除所述第二掩膜、第一掩膜層212以及犧牲層211。本實(shí)施例中，采用濕法去膠工藝去除所述第二掩膜層，采用濕法刻蝕工藝，刻蝕去除所述 第一掩膜層212以及犧牲層211。在其他實(shí)施例中，還能夠在后續(xù)形成導(dǎo)電插塞之后，去除所述第二掩膜層、第一掩膜層以及犧牲層。

參考圖22，圖22為在圖21基礎(chǔ)上的示意圖，形成填充滿所述接觸孔218(參考圖19至圖21)的導(dǎo)電插塞219。

形成所述導(dǎo)電插塞219的工藝步驟包括：形成填充滿所述接觸孔218的導(dǎo)電材料層，所述導(dǎo)電材料層還位于介質(zhì)層表面；對(duì)所述導(dǎo)電材料層進(jìn)行平坦化處理，直至暴露出第二介質(zhì)層206表面，形成位于所述接觸孔218內(nèi)的導(dǎo)電插塞219。

所導(dǎo)電插塞219的材料可以是w、al、cu、ag或au等金屬材料。本實(shí)施例中，所述導(dǎo)電插塞219的材料為w?？梢圆捎没瘜W(xué)氣相沉積工藝、濺射工藝或電鍍工藝形成所述導(dǎo)電插塞219。

由前述分析可知，本實(shí)施例中形成的接觸孔218的側(cè)壁位置精確度和形貌精確度均得到改善，因此，本實(shí)施例中形成的導(dǎo)電插塞219的側(cè)壁位置精確度和形貌精確度也相應(yīng)的得到提高，相應(yīng)的提高形成的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的電學(xué)性能和良率。

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