一種連接孔的形成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種連接孔的形成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在半導(dǎo)體工藝制程中，連接孔(contact)的形貌對(duì)后續(xù)的金屬填充影響很大。對(duì)于金屬填充工藝來說，理想的形貌應(yīng)該是側(cè)壁盡量?jī)A斜的，頂部關(guān)鍵尺寸(CD)大，底部CD小的孔，這樣可以提高金屬的填充能力，避免金屬填充產(chǎn)生空穴、懸突等缺陷。
[0003]然而，在集成電路關(guān)鍵尺寸不斷縮小的情況下，連接孔的關(guān)鍵尺寸也隨之縮小，并且要求連接孔的電阻值不能過大；如果連接孔的側(cè)壁更為傾斜，則會(huì)顯著增大電阻值；因此，連接孔的側(cè)壁無法更加傾斜；在連接孔的關(guān)鍵尺寸縮小的條件下，將導(dǎo)致連接孔的金屬填充變得越來越難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服以上問題，本發(fā)明旨在提供一種連接孔的形成方法，改善金屬填充的工
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[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種連接孔的形成方法，其包括:
[0006]步驟01:在半導(dǎo)體器件襯底上沉積介質(zhì)層；
[0007]步驟02:在所述介質(zhì)層上沉積覆蓋層；所述覆蓋層的材料與所述介質(zhì)層的材料不同；
[0008]步驟03:經(jīng)光刻和刻蝕工藝，在所述覆蓋層和所述介質(zhì)層中刻蝕出連接孔；
[0009]步驟04:采用濕法清洗工藝去除刻蝕殘留物，同時(shí)，所述覆蓋層中連接孔的側(cè)壁被刻蝕，從而使所述覆蓋層中連接孔的開口增大；其中，對(duì)所述覆蓋層的刻蝕速率大于對(duì)所述介質(zhì)層的刻蝕速率；
[0010]步驟05:向所述覆蓋層和所述介質(zhì)層中的連接孔中沉積刻蝕阻擋層，然后填充金屬；
[0011]步驟06:進(jìn)行平坦化工藝，將所述覆蓋層、及所述覆蓋層中的填充金屬去除。
[0012]優(yōu)選地，所述覆蓋層為多層材料，所述多層材料中的每層材料各不相同；所述多層材料的每層材料的刻蝕速率從頂層向下遞減。
[0013]優(yōu)選地，所述覆蓋層的形成包括:依次在所述介質(zhì)層上沉積多層材料層。
[0014]優(yōu)選地，所述覆蓋層中連接孔的側(cè)壁被刻蝕包括:刻蝕所述多層材料中的連接孔，所述多層材料中的連接孔的開口從頂層向下遞減，從而在所述多層材料中的連接孔中形成傾斜側(cè)壁。
[0015]優(yōu)選地，所述多層材料中每一層的厚度大于5nm。
[0016]優(yōu)選地，所述覆蓋層為單層的相同元素組成的漸變材料，對(duì)所述漸變材料的刻蝕速率從頂部向下遞減。
[0017]優(yōu)選地，所述覆蓋層的形成包括:在沉積過程中，逐漸改變反應(yīng)物的比例以獲得不同元素配比的漸變材料。
[0018]優(yōu)選地，所述覆蓋層中連接孔的側(cè)壁被刻蝕包括:刻蝕所述漸變材料中的連接孔，所述漸變材料中的連接孔的開口從上向下遞減，從而在所述漸變材料中形成傾斜側(cè)壁。
[0019]優(yōu)選地，所述單層的相同元素組成的漸變材料的厚度大于5nm。
[0020]優(yōu)選地，所述濕法清洗工藝采用的藥液為DHF。
[0021]本發(fā)明的連接孔的形成方法，通過在介質(zhì)層上形成覆蓋層，覆蓋層的刻蝕速率大于介質(zhì)層的刻蝕速率；在介質(zhì)層和覆蓋層中同時(shí)形成連接孔，并經(jīng)濕法清洗，將覆蓋層中連接孔的開口增大，而介質(zhì)層中的連接孔的形貌不改變；并且采用平坦化工藝將覆蓋層中增大的連接孔去除；因此，不僅確保了介質(zhì)層中連接孔的尺寸不發(fā)生改變，還擴(kuò)大了后續(xù)金屬填充工藝窗口，提高了金屬填充能力，克服了現(xiàn)有的金屬填充困難的弊端。
【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例的連接孔形成方法的流程示意圖
[0023]圖2?7為本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例的連接孔形成方法的步驟示意圖
【具體實(shí)施方式】
[0024]為使本發(fā)明的內(nèi)容更加清楚易懂，以下結(jié)合說明書附圖，對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容作進(jìn)一步說明。當(dāng)然本發(fā)明并不局限于該具體實(shí)施例，本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員所熟知的一般替換也涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0025]以下結(jié)合附圖1?7和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的連接孔的形成方法作進(jìn)一步詳細(xì)說明。需說明的是，附圖均采用非常簡(jiǎn)化的形式、使用非精準(zhǔn)的比例，且僅用以方便、清晰地達(dá)到輔助說明本實(shí)施例的目的。
[0026]請(qǐng)參閱圖1，本實(shí)施例的連接孔的形成方法，包括以下步驟:
[0027]步驟01:請(qǐng)參閱圖2，在半導(dǎo)體器件襯底上沉積介質(zhì)層；
[0028]具體的，這里的連接孔可以為后道工藝中的連接孔，則半導(dǎo)體器件襯底可以但不限于包括:柵氧層、柵極、側(cè)墻、源/漏區(qū)、淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)、金屬硅化物等；介質(zhì)層為層間隔離介質(zhì)層(ILD)，可以但不限于采用化學(xué)氣相沉積方法來形成該介質(zhì)層，介質(zhì)層的材料可以但不限于為氧化物，其主要成分可以為氧化硅，還可以包含少量的碳等元素。需要說明的是，在本發(fā)明中，連接孔還可以為前道工藝中的連接孔。
[0029]在介質(zhì)層沉積之后，還可以包括:采用化學(xué)機(jī)械研磨將介質(zhì)層表面磨平。
[0030]步驟02:請(qǐng)參閱圖3，在介質(zhì)層上沉積覆蓋層；
[0031]具體的，可以但不限于采用化學(xué)氣相沉積方法來形成該覆蓋層，為了在后續(xù)的濕法清洗工藝中確保介質(zhì)層中的連接孔形貌不變，而覆蓋層中的連接孔開口增大，濕法清洗工藝中覆蓋層刻蝕速率需遠(yuǎn)大于介質(zhì)層的刻蝕速率，覆蓋層的材料與介質(zhì)層的材料不相同；覆蓋層的材料可以但不限于為氧化硅。
[0032]覆蓋層可以為多層材料；為了使多層材料在后續(xù)濕法清洗工藝中形成傾斜側(cè)壁，多層材料中的每層材料各不相同，并且濕法清洗工藝中多層材料的每層材料的刻蝕速率從頂層向下遞減；覆蓋層的形成可以包括:依次在介質(zhì)層上沉積多層材料層；多層材料中每一層的厚度大于5nm。本實(shí)施例中，覆蓋層為兩層，覆蓋層和介質(zhì)層通過采用不同的材料，使得在相同的濕法刻蝕工藝條件下，覆蓋層的刻蝕速率大于介質(zhì)層的刻蝕速率，本實(shí)施例中，上覆蓋層的材料、下覆蓋層的材料以及介質(zhì)層的材料的主要成分均可以為氧化硅，還可以包含不同含量的碳、氮等，例如，覆蓋層或介質(zhì)層可以為氮化硅、氮氧化硅、碳化硅、碳氧化硅等，使得上覆蓋層的刻蝕速率大于下覆蓋層的刻蝕速率，下覆蓋層的刻蝕速率大于介質(zhì)層的刻蝕速率。
[0033]在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，為了在后續(xù)濕法清洗工藝中，覆蓋層中的連接孔中形成傾斜側(cè)壁，覆蓋層為單層的漸變材料，在相同的濕法刻蝕工藝條件下對(duì)漸變材料的刻蝕速率從頂部向下遞減；覆蓋層的形成包括:在沉積過程中，逐漸改變反應(yīng)物的比例以獲得不同元素配比的漸變材料，單層的漸變材料的厚度大于5nm，較佳的，大于10nm。需要說明的是，漸變材料為:元素成分相同，但是元素配比逐漸降低或升高的材料，例如，漸變材料為S1x, X從高到低變化。
[0034]在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，介質(zhì)層和覆蓋層的材料也可以相同。后續(xù)通過改變濕法刻蝕工藝條件來實(shí)現(xiàn)不同刻蝕速率。
[0035]這里需要說明的是，為了在相同的濕法刻蝕工藝條件下對(duì)覆蓋層和介質(zhì)層實(shí)現(xiàn)不同的刻蝕速率，在所述步驟Ol和步驟02中所得到的介質(zhì)層和覆蓋層的材料不同；覆蓋層的氧化硅材料和介質(zhì)層的氧化硅材料雖然主要成分為氧化硅，但是，可以通過控制反應(yīng)物及反應(yīng)條件如有無等離子體參加反應(yīng)、反應(yīng)溫度等，使得覆蓋層和