半導體器件的形成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導體制造領(lǐng)域，尤其涉及一種半導體器件的形成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]M0S晶體管是一種重要的半導體器件。目前，在M0S晶體管結(jié)構(gòu)完成之后且在進入后段銅工藝之前，通常需要進行預金屬介質(zhì)層沉積，以將M0S晶體管表面高低不平的柵極區(qū)、源極區(qū)及漏極區(qū)進行填充并將表面磨平，為后段銅工藝的平整化奠定基礎(chǔ)。
[0003]其中，摻雜硼磷硅玻璃工藝是所述預金屬介質(zhì)層沉積的核心制程。所述摻雜硼磷硅玻璃工藝具有優(yōu)良的填孔性，且所述摻雜硼磷硅玻璃中的磷元素能夠有效的捕獲金屬離子，有效的控制所述M0S晶體管中的雜質(zhì)含量，保證M0S晶體管的工作穩(wěn)定性。由于摻雜硼磷硅玻璃的吸水性很強，容易造成薄膜的磷偏析，故通常在摻雜硼磷硅玻璃的表面形成非摻雜硅玻璃，用于隔絕摻雜硼磷硅玻璃從外界環(huán)境中吸收水分，進而保護摻雜硼磷硅玻璃，避免了摻雜硼磷硅玻璃的保質(zhì)期過短的缺陷。
[0004]另一方面，隨著特征尺寸的進一步減小，M0S晶體管中相鄰柵極結(jié)構(gòu)之間的距離減小，使得在柵極結(jié)構(gòu)之間的間隙中形成用以連接源區(qū)、漏區(qū)和上層金屬線的接觸孔的工藝變得較為困難，故引入了自對準接觸孔的形成工藝。所述自對準接觸孔貫穿摻雜硼磷硅玻璃和非摻雜硅玻璃的厚度。
[0005]然而，現(xiàn)有技術(shù)中在形成自對接觸孔的過程中，工藝穩(wěn)定性差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明解決的問題是提供一種半導體器件的形成方法，提高形成自對準接觸孔的工藝穩(wěn)定性。
[0007]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種半導體器件的形成方法，包括:提供半導體襯底，所述半導體襯底上具有多個分立的柵極結(jié)構(gòu)、位于所述柵極結(jié)構(gòu)頂部表面的保護層和位于所述柵極結(jié)構(gòu)和保護層側(cè)壁的側(cè)墻；在所述半導體襯底上形成覆蓋所述側(cè)墻和保護層的摻雜硼磷硅玻璃層，所述摻雜硼磷硅玻璃層的整個表面高于所述保護層的頂部表面；測量摻雜硼磷硅玻璃層的厚度為第一厚度；設(shè)定目標厚度，所述目標厚度大于第一厚度；根據(jù)目標厚度和第一厚度的差值計算得到第二厚度；根據(jù)第二厚度的數(shù)值，在所述摻雜硼磷硅玻璃層的表面形成非摻雜硅玻璃層；形成貫穿所述非摻雜硅玻璃層和摻雜硼磷硅玻璃層厚度的自對準接觸孔，所述自對準接觸孔位于相鄰的柵極結(jié)構(gòu)之間。
[0008]可選的，測量摻雜硼磷硅玻璃層的厚度的方法為偏振光反射測量方法或反射干涉法。
[0009]可選的，形成非摻雜硅玻璃層的工藝為亞常壓化學氣相沉積工藝。
[0010]可選的，形成摻雜硼磷硅玻璃層的步驟為:采用亞常壓化學氣相沉積工藝沉積摻雜硼磷硅玻璃層；對摻雜硼磷硅玻璃層進行平坦化。
[0011]可選的，形成自對準接觸孔的步驟為:在所述非摻雜硅玻璃層表面形成光刻膠圖案層，所述光刻膠圖案層定義出自對準接觸孔的位置，且所述光刻膠圖案層的開口的寬度大于相鄰柵極結(jié)構(gòu)的間距；以所述光刻膠圖案層為掩膜，采用各向異性干刻工藝刻蝕非摻雜硅玻璃層和摻雜硼磷硅玻璃層直至暴露出半導體襯底表面，形成自對準接觸孔。
[0012]可選的，采用各向異性干刻工藝刻蝕非摻雜硅玻璃層和摻雜硼磷硅玻璃層的步驟為:采用第一各向異性干刻工藝刻蝕非摻雜硅玻璃層；進行第一各向異性干刻工藝后，采用第二各向異性干刻工藝刻蝕摻雜硼磷硅玻璃層。
[0013]可選的，所述第一各向異性干刻工藝對非摻雜硅玻璃層刻蝕的速率等于第二各向異性干刻工藝對摻雜硼磷硅玻璃層刻蝕的速率。
[0014]可選的，所述第一各向異性干刻工藝和第二各向異性干刻工藝為各向異性等離子體刻蝕工藝。
[0015]可選的，所述第一各向異性干刻工藝和第二各向異性干刻工藝的參數(shù)相同。
[0016]可選的，所述第一各向異性干刻工藝和第二各向異性刻蝕工藝的參數(shù)為:采用的氣體為 CF4、C4Fs、02和 C0，CF 4的流量為 5sccm ?500sccm，C 4FS的流量為 5sccm ?500sccm，02的流量為200sccm?300sccm、C0的流量為lsccm?200sccm，偏置射頻功率為2000瓦?8000瓦，腔室壓強為5mtorr?500mtor;r。
[0017]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:
[0018](1)由于形成摻雜硼磷硅玻璃層后，對摻雜硼磷硅玻璃層的厚度進行測量得到第一厚度，根據(jù)設(shè)定的目標厚度計算得到待形成的非摻雜硅玻璃層的厚度為第二厚度，所述目標厚度為設(shè)定的摻雜硼磷硅玻璃層和非摻雜硅玻璃層需要形成的厚度值，然后根據(jù)第二厚度的數(shù)值在所述摻雜硼磷硅玻璃層的表面形成非摻雜硅玻璃層，即非摻雜硅玻璃層的厚度并非根據(jù)工藝設(shè)計時設(shè)定的固定值形成，而是考慮了形成摻雜硼磷硅玻璃層的工藝波動性后進行調(diào)整得到的厚度值，使得實際形成摻雜硼磷硅玻璃層和非摻雜硅玻璃層的總厚度與目標厚度之間的差值降低。在形成自對準接觸孔的過程中，需要根據(jù)目標厚度計算形成自對準接觸孔需要的時間，由于實際形成的摻雜硼磷硅玻璃層和非摻雜硅玻璃層的總厚度與目標厚度之間的差值較小，使得計算得到的形成自對準接觸孔需要的時間與實際需要的時間之間的差值降低，增加了形成自對準接觸孔的工藝穩(wěn)定性。
[0019](2)進一步的，在形成自對準接觸孔的過程中，采用第一各向異性干刻工藝刻蝕非摻雜硅玻璃層后采用第二各向異性干刻工藝刻蝕摻雜硼磷硅玻璃層直至暴露出半導體襯底表面，所述第一各向異性干刻工藝對非摻雜硅玻璃層刻蝕的速率等于第二各向異性干刻工藝對摻雜硼磷硅玻璃層刻蝕的速率，即考慮了非摻雜硅玻璃層和摻雜硼磷硅玻璃層的材料不同的因素對刻蝕非摻雜硅玻璃層的參數(shù)和刻蝕摻雜硼磷硅玻璃層的參數(shù)進行調(diào)整，使得對非摻雜硅玻璃層刻蝕的速率等于對摻雜硼磷硅玻璃層刻蝕的速率。在形成自對準接觸孔的過程中，需要根據(jù)預設(shè)的刻蝕速率計算形成自對準接觸孔需要的時間，一般預設(shè)的刻蝕速率為摻雜硼磷硅玻璃層的刻蝕速率，由于對非摻雜硅玻璃層刻蝕的速率等于對摻雜硼磷硅玻璃層刻蝕的速率，使得計算得到的形成自對準接觸孔需要的時間與實際需要的時間之間的差值進一步降低，進一步增加了形成自對準接觸孔的工藝穩(wěn)定性。
[0020](3)進一步的，所述第一各向異性干刻工藝和第二各向異性干刻工藝的參數(shù)相同，使得第一各向異性干刻工藝和第二各向異性干刻工藝可以連續(xù)進行，降低了工藝復雜度。
【附圖說明】
[0021]圖1至圖4是本發(fā)明第一實施例中半導體器件形成過程的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0022]正如【背景技術(shù)】所述，采用現(xiàn)有技術(shù)中半導體器件的形成方法，形成自對準接觸孔的工藝穩(wěn)定性差。
[0023]針對現(xiàn)有技術(shù)中半導體器件的形成方法進行研究，半導體器件的形成方法包括:提供半導體襯底，所述半導體襯底上具有多個分立的柵極結(jié)構(gòu)、位于所述柵極結(jié)構(gòu)側(cè)壁的側(cè)墻和位于所述柵極結(jié)構(gòu)頂部表面的保護層；在所述半導體襯底上形成覆蓋所述側(cè)墻和保護層的摻雜硼磷硅玻璃層，所述摻雜硼磷硅玻璃層的整個表面高于所述保護層的頂部表面；在所述摻雜硼磷硅玻璃層的表面形成非摻雜硅玻璃層；形成貫穿所述非摻雜硅玻璃層和摻雜硼磷硅玻璃層厚度的自對準接觸孔，所述自對準接觸孔位于相鄰的柵極結(jié)構(gòu)之間。
[0024]研究發(fā)現(xiàn)，采用現(xiàn)有技術(shù)中半導體器件的形成方法，形成自對準接觸孔的工藝穩(wěn)定性差，原因在于:
[0025]—方面，一般將設(shè)定摻雜硼磷硅玻璃層和非摻雜硅玻璃層的總的目標厚度在工藝設(shè)計時分配給摻雜硼磷硅玻璃層和非摻雜硅玻璃層，摻雜硼磷硅玻璃層和非摻雜硅玻璃層按照各自分配的厚度進行沉積，由于摻雜硼磷硅玻璃層和非摻雜硅玻璃層的形成過程受到工藝波動性的影響，使得實際形成的摻雜硼磷硅玻璃層的厚度偏離計算分配的摻雜硼磷硅玻璃層的厚度值，實際形成的非摻雜硅玻璃層的厚度偏離計算分配的非摻雜硅玻璃層的厚度值，從而造成實際形成的摻雜硼磷硅玻璃層和非摻雜硅玻璃層的總厚度與目標厚度的差值較大；另一方面，摻雜硼磷硅玻璃層和非摻雜硅玻璃層