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，提高形成的導(dǎo)電插塞的性能，進(jìn)而改善半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的電學(xué)性能和良率。

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)側(cè)壁表面的介質(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)層表面形成第一掩膜層，所述第一掩膜層橫跨相鄰柵極結(jié)構(gòu)之間的介質(zhì)層，且暴露出相鄰柵極結(jié)構(gòu)之間的部分介質(zhì)層表面；在位于所述相鄰柵極結(jié)構(gòu)之間的介質(zhì)層表面的第一掩膜層側(cè)壁表面形成側(cè)墻層；在形成所述側(cè)墻層之后，在所述第一掩膜層表面以及介質(zhì)層表面形成具有開口的第二掩膜層，所述開口橫跨所述第一掩膜層以及側(cè)墻層，且所述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，沿所述開口刻蝕被側(cè)墻層以及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；去除所述第二掩膜層以及第一掩膜層；形成填充滿所述接觸孔的導(dǎo)電插塞。

可選的，所述第一掩膜層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，形成的所述側(cè)墻層還位于柵極結(jié)構(gòu)上方的介質(zhì)層表面的第一掩膜層側(cè)壁表面。

可選的，位于所述第一掩膜層正下方的介質(zhì)層頂部高于所述第一掩膜層暴露的介質(zhì)層頂部，所述側(cè)墻層還覆蓋于所述第一掩膜層正下方的介質(zhì)層側(cè)壁表面。

可選的，在形成所述接觸孔的刻蝕工藝過程中，所述側(cè)墻層被部分或全部刻蝕去除。

可選的，形成所述側(cè)墻層的工藝步驟包括：在所述第一掩膜層頂部表面和側(cè)壁表面、以及介質(zhì)層表面形成側(cè)墻膜；采用無掩膜刻蝕工藝回刻蝕所述側(cè)墻膜，刻蝕去除位于第一掩膜層頂部表面以及部分介質(zhì)層表面的側(cè)墻膜，形成覆蓋于所述第一掩膜層側(cè)壁表面的側(cè)墻層。

可選的，采用原子層沉積工藝形成所述側(cè)墻膜。

可選的，所述側(cè)墻層的材料為氮化硅、氮化鈦、氮化銅、氮化鋁或氮化硼中的一種或多種。

可選的，所述側(cè)墻層的寬度尺寸為1納米至5納米。

可選的，形成所述第一掩膜層的工藝步驟包括：在所述介質(zhì)層表面形成第一初始掩膜；在所述第一初始掩膜表面形成圖形層；以所述圖形層為掩膜刻蝕所述第一初始掩膜，還刻蝕部分厚度的介質(zhì)層，在介質(zhì)層表面形成所述第一掩膜層；去除所述圖形層。

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，在平行于相鄰柵極結(jié)構(gòu)排列的方向上，所述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，所述柵極結(jié)構(gòu)包括柵介質(zhì)層、位于柵介質(zhì)層表面的柵電極層。

可選的，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，所述開口的寬度大于相鄰柵極結(jié)構(gòu)之間的寬度；沿所述開口刻蝕被側(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。

可選的，所述第二掩膜層包括有機(jī)旋轉(zhuǎn)涂覆層、位于有機(jī)旋轉(zhuǎn)涂覆層表面的底部抗反射涂層、以及位于底部抗反射涂層表面的光刻膠層，其中，所述開口位于光刻膠層內(nèi)。

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)形成方法的技術(shù)方案中，在形成橫跨相鄰柵極結(jié)構(gòu)之間的介質(zhì)層的第一掩膜層后，在位于相鄰柵極結(jié)構(gòu)之間的介質(zhì)層表面的第一掩膜層側(cè)壁表面形成側(cè)墻層；然后在第一掩膜層表面以及介質(zhì)層表面形成開口的第二掩膜層，所述開口橫跨第一掩膜層以及側(cè)墻層，且所述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，沿開口刻蝕被側(cè)墻層以及第一掩膜層暴露出的介質(zhì)層，直至暴露出基底表面，形成接觸孔，在形成所述接觸孔的刻蝕工藝過程中，所述側(cè)墻層起到保護(hù)第一掩膜層側(cè)壁的作用，避免了刻蝕工藝對(duì)第一掩膜層的邊緣區(qū)域的刻蝕速率過大，所述刻蝕工藝對(duì)側(cè)墻層的刻蝕速率大于對(duì)第一掩膜層的邊緣區(qū)域的刻蝕速率，從而使得第一掩膜層的側(cè)壁位置保持不變，且第一掩膜層保持良好的側(cè)壁形貌，因此，相應(yīng)形成的接觸孔也具有良好的側(cè)壁位置精確度和形貌精確度，防止相鄰接觸孔之間的距離過近，繼而提高形成的導(dǎo)電插塞的性能，避免相鄰導(dǎo)電插塞之間發(fā)生電連接問題，提高半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的電學(xué)性能和良率。

進(jìn)一步，采用原子層沉積工藝形成側(cè)墻膜，從而使得相應(yīng)形成的側(cè)墻層與第一掩膜層之間的覆蓋性能好，提高側(cè)墻層對(duì)第一掩膜層側(cè)壁的保護(hù)作用。

更進(jìn)一步，本發(fā)明中所述柵極結(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，從而提高了半導(dǎo)體工藝靈活性。

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20為本發(fā)明實(shí)施例提供的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)形成過程的剖面結(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，在所述第二介質(zhì)層114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114，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，相鄰分立的接觸孔108之間的距離變短，相鄰導(dǎo)電插塞之間發(fā)生電連接的概率增加，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，在所述介質(zhì)層表面形成第一掩膜層，所述第一掩膜層橫跨相鄰柵極結(jié)構(gòu)之間的介質(zhì)層，且暴露出相鄰柵極結(jié)構(gòu)之間的部分介質(zhì)層表面；在位于所述相鄰柵極結(jié)構(gòu)之間的介質(zhì)層表面的第一掩膜層側(cè)壁表面形成側(cè)墻層；在形成所述側(cè)墻層之后，在所述第一掩膜層表面以及介質(zhì)層表面形成具有開口的第二掩膜層，所述開口橫跨所述第一掩膜層以及側(cè)墻層，且所述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，沿所述開口刻蝕被側(cè)墻層以及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；去除所述第二掩膜層、第一掩膜層以及側(cè)墻層；形成填充滿所述接觸孔的導(dǎo)電插塞。本發(fā)明形成的側(cè)墻層起到保護(hù)第一掩膜層側(cè)壁的作用，防止第一掩膜層側(cè)壁的形貌變差或側(cè)壁位置發(fā)生偏移，從而使得形成的接觸孔的側(cè)壁形貌精確度和位置精確度均得到提高，改善形成的半導(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20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?、氮氧化硅、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)側(cè)壁表面的介質(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。

繼續(xù)參考圖9，在所述介質(zhì)層表面形成第一初始掩膜207；在所述第一初始掩膜層207表面形成圖形層208。

本實(shí)施例中，所述第一初始掩膜207位于第二介質(zhì)層206表面。所述圖形層208定義后續(xù)形成第一掩膜層的圖形，所述圖形層208橫跨相鄰柵極結(jié)構(gòu)之間的第二介質(zhì)層206，所述圖形層208的寬度大于相鄰柵極結(jié)構(gòu)之間的介質(zhì)層的寬度，從而使得后續(xù)形成的第一掩膜層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，位于所述圖形層208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。

所述第一初始掩膜207為后續(xù)形成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。所述第一初始掩膜207的材料為氮化硅、氮化鈦、氮化銅、氮化鋁或氮化硼中的一種或多種。

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，所述第一掩膜層需要較強(qiáng)的耐刻蝕性，因此，本實(shí)施例中，采用金屬材料作為第一初始掩膜207的材料，例如，所述第一初始掩膜207的材料為氮化鈦。

若所述第一初始掩膜207的厚度過薄，則后續(xù)在刻蝕形成接觸孔的刻蝕工藝中，第一掩膜層的對(duì)位于正下方的介質(zhì)層的保護(hù)作用不足；若所述第一初始掩膜207的厚度過厚，則后續(xù)形成接觸孔的工藝窗口過小。

為此，本實(shí)施例中，所述第一初始掩膜207的厚度為10埃至250埃。

參考圖10及圖11，其中，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，以所述圖形層208(參考圖9)為掩膜刻蝕所述第一初始掩膜207(參考圖9)，在所述介質(zhì)層表面形成第一掩膜層209。

需要說明的是，為了便于圖示和說明，圖10示出的俯視圖主要為了示出柵極結(jié)構(gòu)、第一掩膜層209的位置關(guān)系。

所述第一掩膜層209橫跨相鄰柵極結(jié)構(gòu)之間的介質(zhì)層，且暴露出相鄰柵極結(jié)構(gòu)之間的部分介質(zhì)層表面。具體的，所述第一掩膜層209暴露出相鄰柵極結(jié)構(gòu)之間的部分第二介質(zhì)層206表面。在后續(xù)刻蝕形成接觸孔的過程中， 所述第一掩膜層209對(duì)其正下方的第一介質(zhì)層205和第二介質(zhì)層206起到保護(hù)作用，且所述第一掩膜層209位于相鄰柵極結(jié)構(gòu)之間的側(cè)壁位置與后續(xù)形成的接觸孔的側(cè)壁位置相對(duì)應(yīng)。

在平行于相鄰柵極結(jié)構(gòu)排列方向上，所述第一掩膜層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，所述第一掩膜層209的寬度大于相鄰柵極結(jié)構(gòu)之間的介質(zhì)層的寬度，從而使得第一掩膜層209相對(duì)的兩側(cè)壁分別位于相鄰的兩個(gè)柵極結(jié)構(gòu)上方，防止第一掩膜層209正下方的介質(zhì)層在后續(xù)刻蝕形成接觸孔的過程中被刻蝕。

采用干法刻蝕工藝，刻蝕被所述圖形層208暴露出的第一初始掩膜207，直至暴露出第二介質(zhì)層206表面。所述第一掩膜層209的材料為氮化鈦、氮化銅、氮化鋁或氮化硼中的一種或多種。本實(shí)施例中，所述第一掩膜層209的材料為氮化鈦，所述第一掩膜層209的厚度為10埃至250埃。

在一個(gè)具體實(shí)施例中，采用干法刻蝕工藝刻蝕所述第一初始掩膜207，采用的刻蝕氣體包括cl2和cf4，其中cl2的流量為10sccm～100sccm，cf4的流量為20sccm～100sccm，壓強(qiáng)為10mtorr～50mtorr。

在刻蝕所述第一初始掩膜207的過程中，所述刻蝕工藝還會(huì)刻蝕去除部分厚度的介質(zhì)層，即對(duì)介質(zhì)層進(jìn)行過刻蝕，使得位于第一掩膜層209正下方的介質(zhì)層頂部高于所述第一掩膜層209暴露出的介質(zhì)層頂部。具體的，所述刻蝕工藝會(huì)刻蝕部分厚度的第二介質(zhì)層206，使得位于第一掩膜層209正下方的第二介質(zhì)層206頂部高于所述第一掩膜層209暴露出的第二介質(zhì)層206頂部，因此，后續(xù)形成的側(cè)墻層還會(huì)覆蓋于所述第一掩膜層209正下方的介質(zhì)層側(cè)壁表面，也就是說，后續(xù)形成的側(cè)墻層還覆蓋于所述第一掩膜層209正下方的第二介質(zhì)層206側(cè)壁表面。

接著，去除所述圖形層208。

參考圖12，在所述第一掩膜層209頂部表面和側(cè)壁表面、以及介質(zhì)層表面形成側(cè)墻膜210。

本實(shí)施例中，所述側(cè)墻膜210位于第一掩膜層209頂部表面和側(cè)壁表面，所述側(cè)墻膜210還位于第二介質(zhì)層206頂部表面、以及第一掩膜層209正下 方的第二介質(zhì)層209側(cè)壁表面。

所述側(cè)墻膜210為后續(xù)形成覆蓋第一掩膜層209側(cè)壁表面的側(cè)墻層提供工藝基礎(chǔ)。本實(shí)施例中，所述側(cè)墻膜210的材料與第一掩膜層209的材料相同。在其他實(shí)施例中，所述側(cè)墻膜的材料也可以與第一掩膜層的材料不同。

所述側(cè)墻膜210的材料為氮化硅、氮化鈦、氮化銅、氮化鋁或氮化硼中的一種或多種；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側(cè)墻膜210。

本實(shí)施例中，所述側(cè)墻膜210的材料為氮化鈦。采用原子層沉積工藝形成所述側(cè)墻膜210，使得形成的側(cè)墻膜210具有較高的臺(tái)階覆蓋(stepcoverage)能力，位于拐角處的側(cè)墻膜210也具有很好的覆蓋能力，從而提高后續(xù)形成的側(cè)墻層對(duì)第二介質(zhì)層207的保護(hù)能力。

所述側(cè)墻膜210的厚度與后續(xù)形成的側(cè)墻層的寬度有關(guān)。所述側(cè)墻膜210的厚度不宜過厚，否則后續(xù)刻蝕形成側(cè)墻層所需的工藝時(shí)間較長，且形成的側(cè)墻層的寬度尺寸過大，容易造成形成的接觸孔的側(cè)壁位置與預(yù)期位置之間的距離過大。所述側(cè)墻膜210的厚度也不宜過薄，否則后續(xù)形成的側(cè)墻層的寬度尺寸過小，則在刻蝕形成接觸孔的過程中側(cè)墻層易被完全消耗掉，繼而導(dǎo)致第一掩膜層209的側(cè)壁也被刻蝕，相應(yīng)的出現(xiàn)shoulderloss的問題。

為此，本實(shí)施例中，所述側(cè)墻膜210的厚度為1納米至5納米。

參考圖13至圖14，圖13俯視圖，圖14為圖13中沿bb1方向的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，采用無掩膜刻蝕工藝回刻蝕所述側(cè)墻膜210，刻蝕去除位于第一掩膜層209頂部表面以及部分介質(zhì)層表面的側(cè)墻膜210，在位于相鄰柵極結(jié)構(gòu)之間的介質(zhì)層表面的第一掩膜層209側(cè)壁表面形成側(cè)墻層211。

需要說明的是，為了便于圖示和說明，圖13示出的俯視圖主要示出了柵極結(jié)構(gòu)、第一掩膜層209以及側(cè)墻層211的位置關(guān)系。

本實(shí)施例中，為了降低形成側(cè)墻層211的工藝難度，形成的所述側(cè)墻層211還位于柵極結(jié)構(gòu)上方的介質(zhì)層表面的第一掩膜層209側(cè)壁表面，即所述側(cè)墻層211位于第一掩膜層209的整個(gè)側(cè)壁表面。由于前述第一掩膜層209暴露出的第二介質(zhì)層206被過刻蝕，因此，所述側(cè)墻層211還覆蓋于所述第一 掩膜層209正下方的介質(zhì)層側(cè)壁表面，具體到本實(shí)施例中，所述側(cè)墻層211覆蓋于所述第一掩膜層209正下方的第二介質(zhì)層206側(cè)壁表面。

所述側(cè)墻層211的材料為氮化硅、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，所述側(cè)墻層211的材料為氮化鈦。

在后續(xù)刻蝕形成接觸孔的刻蝕工藝中，所述側(cè)墻層211對(duì)第一掩膜層209側(cè)壁起到保護(hù)作用，所述側(cè)墻層211將與第一掩膜層209成為一體結(jié)構(gòu)，使得所述一體結(jié)構(gòu)的邊緣不再是第一掩膜層209邊緣，所述一體結(jié)構(gòu)的邊緣由側(cè)墻層211組成，因此刻蝕形成接觸孔的刻蝕工藝對(duì)側(cè)墻層211的刻蝕速率大，而對(duì)第一掩膜層209邊緣區(qū)域的刻蝕速率小，從而防止第一掩膜層209的側(cè)壁位置發(fā)生改變，使得第一掩膜層209始終具有足夠的掩膜作用。

為了使所述側(cè)墻層211在后續(xù)的刻蝕工藝中對(duì)第一掩膜層209的側(cè)壁保護(hù)作用強(qiáng)，防止側(cè)墻層211被過早的刻蝕消耗掉，避免刻蝕工藝對(duì)第一掩膜層209的側(cè)壁的刻蝕速率過快，所述側(cè)墻層211的寬度尺寸應(yīng)較大。并且，所述側(cè)墻層211的寬度尺寸也不宜過大，否則后續(xù)形成的接觸孔的側(cè)壁位置將偏離預(yù)期位置。為此，本實(shí)施例中，所述側(cè)墻層211的寬度尺寸為1納米至5納米。

參考圖15至圖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，在所述第一掩膜層209表面以及介質(zhì)層表面形成具有開口212的第二掩膜層，所述開口212橫跨所述第一掩膜層209以及側(cè)墻層211，且所述開口212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15示出的俯視圖示出了柵極結(jié)構(gòu)、第一掩膜層209、側(cè)墻層211以及第二掩膜層的位置關(guān)系。

在沿相鄰柵極結(jié)構(gòu)排列方向上，所述開口212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，確定所述開口212的寬度。本實(shí)施例中，在沿相鄰柵極結(jié)構(gòu)排列方向上，所述開口212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為光刻膠材料，為了提高形成的開口212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213、位于有機(jī)旋轉(zhuǎn)涂覆層213表面的底部抗反射涂層214、以及位于底部抗反射涂層214表面的光刻膠層215，其中，所述開口212位于光刻膠層215內(nèi)，且所述開口212暴露出底部抗反射涂層214部分表面。

后續(xù)以所述第二掩膜層和第一掩膜層209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209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，所述開口還能夠位于柵極結(jié)構(gòu)上方，在沿相鄰柵極結(jié)構(gòu)排列方向上，所述開口的寬度大于相鄰柵極結(jié)構(gòu)之間的寬度。

參考圖17至圖19，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，圖19為圖17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，沿所述開口212(參考圖15及圖16)刻蝕被側(cè)墻層211以及第一掩膜層209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216。

本實(shí)施例中，沿所述開口212刻蝕被側(cè)墻層211以及第一掩膜層209暴露出的第二介質(zhì)層206以及第一介質(zhì)層205，直至暴露出源漏極表面，形成暴露出源漏極表面的接觸孔216。

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209、側(cè)墻層211以及第二掩膜層具有非常小的刻蝕速率，使得形成的接觸孔216位于第一掩膜層209兩側(cè)，所述分立的接觸孔216被位于第一掩膜層209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，由于第一掩膜層209側(cè)壁表面形成有側(cè)墻層211，所述第一掩膜層209和側(cè)墻層211形成的一體結(jié)構(gòu)的邊緣為側(cè)墻層211，因此在刻蝕形成接觸孔216的刻蝕工藝中，所述刻蝕工藝對(duì)側(cè)墻層211的刻蝕速率較大，而對(duì)第一掩膜層209的刻蝕速率很小，因此，所述側(cè)墻層211對(duì)第一掩膜層209的側(cè)壁起到保護(hù)作用，防止第一掩膜層209的側(cè)壁位置發(fā)生位移，從而有效的避免了shoulderloss的問題，提高形成的接觸孔216的側(cè)壁位置精確度和形貌精確度，使得相鄰接觸孔216之間始終保持安全距離，防止相鄰接觸孔216之間的距離過小，避免后續(xù)形成的相鄰導(dǎo)電插塞之間發(fā)生不必要的電連接，從而提高形成的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的電學(xué)性能和良率。

在刻蝕形成接觸孔216的工藝過程中，所述刻蝕工藝對(duì)暴露出的側(cè)墻層211的刻蝕速率大于對(duì)暴露出的第一掩膜層209邊緣區(qū)域的刻蝕速率，所述暴露出的側(cè)墻層211被部分或全部刻蝕去除。本實(shí)施例中，所述暴露出的側(cè)墻層211被部分刻蝕去除。

若在第一掩膜層側(cè)壁表面未形成側(cè)墻層，則在刻蝕形成接觸孔的刻蝕工藝中，所述刻蝕工藝對(duì)第一掩膜層邊緣區(qū)域的刻蝕速率較大，使得第一掩膜層的側(cè)壁形貌發(fā)生變化甚至造成側(cè)壁位置發(fā)生偏移，因此相應(yīng)形成的接觸孔的側(cè)壁位置精確度和形貌精確度變差。

本實(shí)施例中，所述接觸孔216位于相鄰柵極結(jié)構(gòu)之間的介質(zhì)層內(nèi)，在垂直相鄰柵極結(jié)構(gòu)的排列方向上，所述接觸孔216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，去除所述第二掩膜層、第一掩膜層209以及剩余側(cè)墻層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209以及剩余側(cè)墻層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、第一掩膜層以及剩余側(cè)墻層。

參考圖20，形成填充滿所述接觸孔216(參考圖17至圖19)的導(dǎo)電插塞217。

形成所述導(dǎo)電插塞217的工藝步驟包括：形成填充滿所述接觸孔216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216內(nèi)的導(dǎo)電插塞217。

所述導(dǎo)電插塞217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217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217。

由前述分析可知，本實(shí)施例中形成的接觸孔216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217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。

雖然本發(fā)明披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動(dòng)與修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。