Mos晶體管和導(dǎo)電插塞的形成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，特別涉及一種MOS晶體管和導(dǎo)電插塞的形成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著集成電路的制作向超大規(guī)模集成電路發(fā)展，集成電路內(nèi)部的電路密度越來(lái)越大，所包含的元件數(shù)量也越來(lái)越多，這種發(fā)展使得晶圓表面無(wú)法提供足夠的面積來(lái)制作所需的互連線。
[0003]為了滿足元件縮小后的互連線需求，互連金屬層的設(shè)計(jì)成為超大規(guī)模集成電路技術(shù)所通常采用的一種方法。目前，互連金屬層之間的導(dǎo)通是通過(guò)導(dǎo)電插塞來(lái)實(shí)現(xiàn)的。其中，互連金屬層與襯底中的CMOS等半導(dǎo)體器件之間的導(dǎo)通是通過(guò)接觸插塞(contact)實(shí)現(xiàn)的。
[0004]參考圖1?圖5，現(xiàn)有技術(shù)中的柵極接觸插塞和源極接觸插塞的形成過(guò)程的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。具體形成過(guò)程如下:
[0005]參考圖1，提供半導(dǎo)體襯底100，在所述半導(dǎo)體襯底100上形成柵極101，在所述柵極101兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底中形成源極和漏極(圖未示)。在半導(dǎo)體襯底100上形成介質(zhì)層102，所述介質(zhì)層覆蓋所述柵極101、源極和漏極。在介質(zhì)層上形成掩膜層，所述掩膜層包括非晶碳(Amorphous-Carbon)層103、氮化娃層104和圖形化的光刻膠層105三層,所述圖形化的光刻膠層105用于定義柵極接觸孔、源極接觸孔的分布和大小。
[0006]接著，參考圖2，以所述圖形化的光刻膠層105為掩膜依次刻蝕氮化硅層104和非晶碳層103，將光刻膠層105上的圖形轉(zhuǎn)移至氮化硅層104和非晶碳層103上，形成貫穿氮化硅層104和非晶碳層103的第一開(kāi)口 106和第二開(kāi)口 107，其中第一開(kāi)口 106與柵極的位置相對(duì)應(yīng)，第二開(kāi)口 107與源極的位置相對(duì)應(yīng)。
[0007]接著，結(jié)合參考圖2至圖4，第一開(kāi)口 106和第二開(kāi)口 107形成后，圖形化的光刻膠層105被消耗完。然后以氮化硅層104和非晶碳層103為掩膜，沿第一開(kāi)口 106和第二開(kāi)口 107采用各向異性干法刻蝕的方法刻蝕介質(zhì)層102，分別形成柵極接觸孔108和源極接觸孔 109。
[0008]接著，參考圖4和圖5，在柵極接觸孔108和源極接觸孔109內(nèi)填充鎢金屬，形成柵極接觸插塞112和源極接觸插塞113。
[0009]采用現(xiàn)有技術(shù)的方法形成的源極接觸插塞無(wú)法導(dǎo)通。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明要解決的問(wèn)題是采用現(xiàn)有技術(shù)的方法形成源極接觸插塞無(wú)法導(dǎo)通。
[0011]本發(fā)明提供了一種MOS晶體管的形成方法，所述方法包括:
[0012]提供半導(dǎo)體襯底，在所述半導(dǎo)體襯底上形成柵極，在所述柵極兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底中形成源極和漏極；
[0013]在所述半導(dǎo)體襯底上形成介質(zhì)層，所述介質(zhì)層覆蓋所述柵極、源極和漏極；
[0014]在所述介質(zhì)層上形成硬掩膜層，所述硬掩膜層內(nèi)具有貫穿其厚度的第一開(kāi)口和第二開(kāi)口，所述第一開(kāi)口與所述柵極位置相對(duì)應(yīng)，所述第二開(kāi)口與所述源極或漏極位置相對(duì)應(yīng)；
[0015]以所述硬掩膜層為掩膜，沿所述第一開(kāi)口和第二開(kāi)口刻蝕所述介質(zhì)層，沿所述第一開(kāi)口刻蝕所述介質(zhì)層形成的接觸孔為柵極接觸孔，沿所述第二開(kāi)口刻蝕所述介質(zhì)層形成的接觸孔為第一源極接觸孔或第一漏極接觸孔，所述柵極接觸孔和第一源極接觸孔的底部具有聚合物層或者所述柵極接觸孔和第一漏極接觸孔的底部具有聚合物層；
[0016]去除所述聚合物層；
[0017]繼續(xù)以所述硬掩膜層為掩膜，沿第一源極接觸孔或第一漏極接觸孔繼續(xù)刻蝕所述介質(zhì)層至露出所述源極或漏極，形成第二源極接觸孔或第二漏極接觸孔；
[0018]在所述柵極接觸孔內(nèi)填充滿導(dǎo)電層形成柵極接觸插塞，在所述第二源極接觸孔內(nèi)填充滿導(dǎo)電層形成源極接觸插塞或者在所述第二漏極接觸孔內(nèi)填充滿導(dǎo)電層形成漏極接觸插塞。
[0019]可選的，所述硬掩膜層為單層結(jié)構(gòu)或疊層結(jié)構(gòu)，所述硬掩膜為單層結(jié)構(gòu)時(shí)，所述硬掩膜層的材料為氮化硼、氮化硅或氮化鈦；所述硬掩膜層為疊層結(jié)構(gòu)時(shí)，所述硬掩膜層為氮化硼層、氮化硅層或氮化鈦層中的任意兩層或三層結(jié)構(gòu)。
[0020]可選的，在所述介質(zhì)層上形成硬掩膜層，所述硬掩膜層內(nèi)具有貫穿其厚度的第一開(kāi)口和第二開(kāi)口的方法包括:
[0021 ] 在所述介質(zhì)層上形成硬掩膜層；
[0022]在所述硬掩膜層上形成第一圖形化的光刻膠層；
[0023]以所述第一圖形化的光刻膠層為掩膜，刻蝕所述硬掩膜層，所述硬掩膜層內(nèi)具有貫穿其厚度的第一開(kāi)口和第二開(kāi)口。
[0024]可選的，在所述硬掩膜層上形成第一圖形化光刻膠層之前，在所述介質(zhì)層上形成硬掩膜層之后，還包括下列步驟:
[0025]在所述硬掩膜層上形成先進(jìn)圖形膜層；
[0026]在所述先進(jìn)圖形膜層上形成吸光層。
[0027]可選的，以所述第一圖形化的光刻膠層為掩膜刻蝕所述硬掩膜層的步驟之前，在所述硬掩膜層上形成第二圖形化的光刻膠層之后，還包括以所述第一圖形化的光刻膠層為掩膜，刻蝕所述先進(jìn)圖形膜層和所述吸光層。
[0028]可選的，在所述圖形膜層上形成吸光層的步驟之后，在所述硬掩膜層上形成第一圖形化的光刻膠層的步驟之前還包括在所述吸光層上形成底部抗反射層。
[0029]可選的，以所述第一圖形化的光刻膠層為掩膜刻蝕所述先進(jìn)圖形膜層和吸光層的步驟之前，在所述硬掩膜層上形成第一圖形化的光刻膠層之后，還包括以所述第一圖形化的光刻膠層為掩膜刻蝕所述底部抗反射層的步驟。
[0030]可選的，所述先進(jìn)圖形膜層的材料為非晶碳，所述吸光層的材料為氮氧化硅、碳摻雜氧化硅或氮化硅。
[0031]可選的，去除所述聚合物層的方法包括:向柵極接觸孔和第一源極接觸孔或者柵極接觸孔和第一漏極接觸孔通入去除氣體，所述去除氣體包括氧氣或氮?dú)庵械囊环N或兩種。
[0032]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):
[0033]由于去除第一源極接觸孔底部聚合物的去除氣體與硬掩膜層具有很高的選擇比，因此，去除第一源極接觸孔底部聚合物的過(guò)程中，硬掩膜層幾乎不受損傷。這樣，可以繼續(xù)以硬掩膜層為掩膜，沿第一源極接觸孔繼續(xù)刻蝕所述介質(zhì)層至露出所述源極，形成形貌較好第二源極接觸孔，在所述第二源極接觸孔內(nèi)填充的導(dǎo)電層形成的源極接觸插塞可以實(shí)現(xiàn)與源極的電連接，從而提高了后續(xù)形成的MOS晶體管的性能。
[0034]為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明還提供了一種導(dǎo)電插塞的形成方法，所述方法包括:
[0035]提供半導(dǎo)體基底；
[0036]在所述半導(dǎo)體基底上形成介質(zhì)層；
[0037]在所述介質(zhì)層上形成硬掩膜層，所述硬掩膜層內(nèi)具有貫穿其厚度的開(kāi)口 ；
[0038]以所述硬掩膜層為掩膜，沿開(kāi)口刻蝕介質(zhì)層，形成第一通孔，所述第一通孔的底部具有聚合物層；
[0039]去除所述第一通孔底部的聚合物層；
[0040]繼續(xù)以所述硬掩膜層為掩膜，沿第一通孔繼續(xù)刻蝕所述介質(zhì)層至露出半導(dǎo)體基底，形成第二通孔；
[0041 ] 在所述第二通孔內(nèi)填充滿導(dǎo)電層，形成導(dǎo)電插塞。
[0042]可選的，所述硬掩膜層為單層結(jié)構(gòu)或疊層結(jié)構(gòu)，所述硬掩膜為單層結(jié)構(gòu)時(shí)，所述硬掩膜層的材料為氮化硼、氮化硅或氮化鈦；所述硬掩膜層為疊層結(jié)構(gòu)時(shí)，所述硬掩膜層為氮化硼層、氮化硅層或氮化鈦層中的任意兩層或三層結(jié)構(gòu)。
[0043]可選的，在所述介質(zhì)層上形成硬掩膜層，所述硬掩膜層內(nèi)具有貫穿其厚度的開(kāi)口的方法包括:
[0044]在所述介質(zhì)層上形成硬掩膜層；
[0045]在所述硬掩膜層上形成第二圖形化的光刻膠層；
[0046]以所述第二圖形化的光刻膠層為掩膜，刻蝕所述硬掩膜層，在所述硬掩膜層內(nèi)形成具有貫穿其厚度的開(kāi)口。
[0047]可選的，在所述硬掩膜層上形成第二圖形化的光刻膠層之前，在所述介質(zhì)層上形成硬掩膜層之后，還包括下列步驟:
[0048]在所述硬掩膜層上形成先進(jìn)圖形膜層；
[0049]在所述先進(jìn)圖形膜層上形成吸光層。
[0050]可選的，以所述第二圖形化的光刻膠層為掩膜刻蝕所述硬掩膜層的步驟之前，在所述硬掩膜層上形成第二圖形化的光刻膠層之后，還包括以所述第二圖形化的光刻膠層為掩膜刻蝕所述先進(jìn)圖形膜層和吸光層。
[0051]可選的，在所述先進(jìn)圖形膜層上形成吸光層的步驟之后，在所述硬掩膜層上形成第二圖形化的光刻膠層之前還包括在所述吸光層上形成底部抗反射層。
[0052]可選的，以所述第二圖形化的光刻膠層為掩膜刻蝕所述先