專利名稱：一種在半導(dǎo)體器件中形成精細(xì)接觸孔的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及形成精細(xì)接觸孔的方法，特別是能減少硅襯底損耗的方法。
通常，當(dāng)在第一導(dǎo)電層和與第一導(dǎo)電層絕緣接觸的第二導(dǎo)電層之間形成電氣互連時，一定要形成接觸孔，除掉與第二導(dǎo)電層絕緣接觸的第一導(dǎo)電層的絕緣層的一部分。
隨著半導(dǎo)體器件的集成度的增加，因為接觸孔的高度變高及寬度變窄臺階覆蓋層變差。
因此，為了獲得良好的臺階覆蓋層，一定要寬大地形成到接觸孔的通路。因此，接觸孔成為酒杯形。


圖1A到圖1C是表示按照現(xiàn)有技術(shù)的第一實施例形成接觸孔方法的剖視圖。
如圖1A所示，在導(dǎo)電層1上，例如硅襯底，形成絕緣層2，在絕緣層2上形成光致抗蝕劑圖形3，以便限定接觸區(qū)。然后，利用光致抗蝕劑圖形3作為腐蝕掩模，在絕緣層2的上面進行濕腐蝕，形成到接觸孔的寬大通路。
在濕腐蝕以后，如圖1B所示，用干腐蝕方法腐蝕剩下的絕緣層2，直到露出導(dǎo)電層1，該工藝采用相同的光致抗蝕劑圖形3作掩模。最后，獲得如圖1C所示的腐蝕剖面。
但是，在這種常規(guī)方法中，因為濕腐蝕本身的特性，不能精確地控制“a”對“b”的比例。而且，不可能獲得比由光致抗蝕劑圖形3限定區(qū)域小的接觸孔。
圖2A和2B是表示按照現(xiàn)有技術(shù)第二實施例形成接觸孔方法的剖視圖。
如圖2A所示，在導(dǎo)電層21上，例如硅襯底上，形成絕緣層22，在絕緣層22上形成光致抗蝕劑圖形(未表示)，以便限定接觸區(qū)。然后對絕緣層22進行干腐蝕，露出導(dǎo)電層21的表面。
在干腐蝕后，如圖2B所示，對已構(gòu)圖的絕緣層22進行掩蔽腐蝕以便加寬接觸孔的通路。
在第二實施例中，可利用簡單工藝獲得良好的外形。但是，不可能獲得比給定接觸掩模(光致抗蝕劑圖形)限定的區(qū)域小的接觸孔。而且該方法的缺點是難于在掩蔽腐蝕工藝中控制露出層的損耗。由于絕緣層通常由利用多層絕緣層形成的疊層組成，所以在接觸孔的側(cè)壁上露出不均勻的疊層絕緣層。因此，在淀積金屬層之前，在對疊層進行各向同性腐蝕時，因為絕緣層各處腐蝕率不同，在接觸孔的側(cè)壁上產(chǎn)生凸起和凹坑。
圖3是表示按現(xiàn)有技術(shù)第三實施例形成接觸孔方法的剖視圖。該方法被稱為側(cè)氧化隔離接觸(下文稱為SOSCON)方法。
如圖3所示，這種方法在接觸孔的側(cè)壁上形成隔離層。也就是，在導(dǎo)電層31上，例如硅襯底上，形成第一絕緣層32，在第一絕緣層32上形成光致抗蝕劑層圖形(未表示)，以便限定接觸區(qū)。然后用干腐蝕工藝腐蝕絕緣層32，露出導(dǎo)電層31的表面。接著，淀積作為隔離層的第二絕緣層33，用掩蔽腐蝕來腐蝕第二絕緣層33。
該SOSCON方法有下述優(yōu)點，隔離層能有助于形成精細(xì)接觸孔。但是，因為到接觸孔的通路不能變寬，該方法存在產(chǎn)生不良臺階覆蓋層的問題。
特別是，利用SOSCON方法和傾斜干腐蝕方法(the dry slop etchingprocess)來形成接觸孔時(例如，在完成如圖2所示的工藝后，進行如圖3所示的工藝)，在傾斜干腐蝕工藝中由于等離子體使襯底產(chǎn)生損耗。也就是形成隔離層的SOSCON方法在接著進行的傾斜干腐蝕中，使接觸區(qū)的襯底暴露到腐蝕劑。結(jié)果，在進行傾斜干腐蝕期間，接觸區(qū)中的襯底被腐蝕劑腐蝕，使露出的襯底被顯著的腐蝕。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種方法，用于形成精細(xì)接觸孔，利用隔離層進行傾斜干腐蝕工藝，能使硅襯底減少損耗。
按照本發(fā)明一個方面，提供一種方法，其包括下列步驟在襯底上形成第一絕緣層；除掉第一絕緣層的部分，露出襯底；在所得結(jié)構(gòu)上形成作為隔離層的第二絕緣層；對第一和第二絕緣層進行干腐蝕，以便加寬到接觸孔的通路，和在接觸孔的側(cè)壁上形成隔離層。
從下述結(jié)合附圖對實施例的說明，本發(fā)明的其它目的和方案將變得顯而易見，其中圖1A到圖1C是表示按照現(xiàn)有技術(shù)第一實施例形成接觸孔方法的剖視圖；圖2A和圖2B是表示現(xiàn)有技術(shù)第二實施例形成接觸孔方法的剖視圖3是表示現(xiàn)有技術(shù)第三實施例形成接觸孔方法的剖視圖；圖4A到圖4C是表示按照本發(fā)明一個實施例能夠減小形成接觸孔中襯底損耗的方法的剖視圖。
下面參照附圖4A至4C詳細(xì)地說明本發(fā)明的實施例，其中所示的方法能夠減小按照本發(fā)明實施例形成接觸孔中襯底的損耗。
首先，圖4A表示利用光致抗蝕劑圖形(未表示)限定接觸區(qū)的步驟。在襯底41上所形成的絕緣層42上，形成光致抗蝕劑圖形來限定的接觸區(qū)。絕緣層42由氧化硅層、氮化硅層、氮氧化硅層或它們的疊層組成。利用光刻工藝，把光致抗蝕劑圖形作為腐蝕掩模，除掉絕緣層42，由此露出要和金屬層連接的那部分襯底。
接著參看圖4B，在獲得的結(jié)構(gòu)上，形成作為隔離層的絕緣層43。該隔離層可能縮小由光致抗蝕劑圖形形成的接觸區(qū)尺寸。
接著，如圖4C所示，不用腐蝕掩模，對絕緣層42和43進行干腐蝕，此時，通過適當(dāng)?shù)乜刂乒に嚄l件進行干腐蝕。應(yīng)當(dāng)注意，干腐蝕工藝在一步工序上同時形成隔離層和通到接觸孔的寬大通路。
在優(yōu)選實施例中，把器件裝入用ICP(感應(yīng)耦合等離子體)方法的等離子真空室，其具有加熱的硅板。此時加工條件如下處理氣體CF4，CHF3，CH3F，C2F6，C3F8，C2H2F4，或者，它們的化合物氣體氣體流量15-50sccm源RF功率1800-2800瓦偏壓RF功率700-1600瓦硅板加熱溫度220-280℃腐蝕附加氣體Ar，He，Co，O2或它們的化合物氣體。
按照本發(fā)明形成接觸孔的方法，由于在進行干腐蝕的時候，在接觸孔中的側(cè)壁上形成隔離層，它加寬了到接觸孔的通路，則如圖4A所示的接觸區(qū)，幾乎不被腐蝕劑損傷。因此，按照本發(fā)明的干腐蝕能減小襯底的損耗，因為，將要露出的襯底是在絕緣保護層43下面可能使襯底損傷小于106A°。
由上述可見，本發(fā)明具有可以獲得良好臺階覆蓋層的效果，減小襯底的損耗。而且本發(fā)明提供一種方法，利用隔離層形成0.2μm或更小的精細(xì)圖形。另外，可利用本發(fā)明形成連接第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層的通孔。
雖然，為了說明本發(fā)明公開了本發(fā)明的各優(yōu)選實施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該了解，在不脫離權(quán)利要求公開的本發(fā)明的范圍和精神實質(zhì)的條件下，可以進行各種修改、增加和替換。
權(quán)利要求
1.一種形成精細(xì)接觸孔的方法，包括下列步驟在導(dǎo)電層上形成第一絕緣層；除掉部分第一絕緣層，露出導(dǎo)電層；在獲得的結(jié)構(gòu)上形成用作隔離層的第二絕緣層；及用干腐蝕工藝腐蝕第一和第二絕緣層，以便使到接觸孔的通路加寬，同時在接觸孔的側(cè)壁上形成隔離層。
2.按照權(quán)利要求1的方法，其中，利用感應(yīng)耦合等離子方法，進行干腐蝕處理。
3.按照權(quán)利要求1的方法，其中，干腐蝕工藝?yán)肅F4，CHF3，CH3F，C2F6，C3F8，C2H2F2，或它們的化合物氣體作為腐蝕氣體。
4.按照權(quán)利要求3的方法，其中，腐蝕氣體還包括Ar、He、Co、O2或它們的化合物氣體中的一種或兩種作為附加氣體。
5.按照權(quán)利要求3的方法，其中，腐蝕氣體流量近似為15-50sccm。
6.按照權(quán)利要求1的方法，其中，在RP功率源為大約1800到2800瓦的處理室中，進行第一和第二絕緣層的干腐蝕工藝的步驟。
7.按照權(quán)利要求6的方法，其中，處理室的偏壓RP功率大約為700到1600瓦。
8.按照權(quán)利要求2的方法，其中，在具有加熱硅板的處理室中，進行第一和第二絕緣層的干腐蝕工藝的步驟。
9.按照權(quán)利要求8的方法，其中，硅板的溫度為大約220-280℃。
10.按照權(quán)利要求1的方法，其中，導(dǎo)電層是硅襯底。
11.按照權(quán)利要求1的方法，其中，第一絕緣層是利用多層絕緣層形成的疊層。
全文摘要
一種形成精細(xì)接觸孔的方法，包括以下步驟在進行干腐蝕的時候，在接觸孔的側(cè)壁上形成隔離層，其能使到接觸孔的通路加寬，所以接觸區(qū)幾乎不受腐蝕劑的損傷。然后按照本發(fā)明的干腐蝕工藝，能減少襯底的損傷，這是因為要露出的襯底是位于絕緣保護層43的下面，襯底的損傷可以小于100A°。
文檔編號H01L21/768GK1149759SQ9611332
公開日1997年5月14日 申請日期1996年8月28日 優(yōu)先權(quán)日1995年8月28日
發(fā)明者金尚郁, 李海朾 申請人:現(xiàn)代電子產(chǎn)業(yè)株式會社