[发明专利]半导体器件制造方法

说明书

本发明公开了一种半导体器件制造方法，包括：在衬底上的第一层间介质层中刻蚀形成多个第一开口；在多个第一开口中以及第一层间介质层上形成开口修饰层，开口修饰层部分填充多个第一开口形成多个第二开口；在多个第二开口中以及开口修饰层上形成第二层间介质层；平坦化第二层间介质层，停止在第一层间介质层上，露出开口修饰层；刻蚀开口修饰层，直至暴露衬底，形成多个第三开口，其中第三开口的深宽比大于第一开口的深宽比。依照本发明的半导体器件制造方法，基于传统光刻工艺的条件下制备出较大的氧化硅深孔，然后沉积氮化硅薄膜以及再次填充氧化硅，并采用独特的碳氟基气体来刻蚀去除氮化硅垫层从而得到氧化硅深孔，从而获得较高深宽比结构。

技术领域

本发明涉及半导体集成电路制造领域，更具体地，涉及一种采用SIN薄膜的微缩技术以实现氧化硅高深宽比孔的制备方法。

背景技术

接触孔刻蚀是超大规模集成电路的关键技术，随着CMOS进入32nm后的工艺时代，高深宽比孔刻蚀及其填充对器件的良率有相当大的影响。对于先进的存储器而言，深宽比已经达到了40:1以上的比例，这使得挑战更加巨大。

对于氧化硅、氮化硅薄膜，一般采用碳氟基气体如CF4、CHF3、CH2F2、CH3F等来刻蚀，而对于氧化硅孔刻蚀为了获得较为陡直的深孔结构，则往往采用高功率、高碳链分子气体如C4F6、C4F8等。氮化硅具有比氧化硅更弱的键能，特性介于氧化硅与硅材料之间。如果需要刻蚀高深宽比的氧化硅孔结构，则要对氟基气体有良好控制，同时，大碳链分子往往会产生较多的聚合物，以获得较陡直的深孔；但又不至于由于深孔内刻蚀抑制剂太多而导致刻蚀停止，则需要氧化性气体O2能有效去除侧壁上的聚合物。

另外，随着摩尔定律的持续推进，孔CD已经进入100nm的尺寸，如无先进的光刻工艺，直接进行如此小氧化硅孔的制备是不可能的。而且，对氧化硅深孔直接进行刻蚀，由于较多的聚合物使得发生刻蚀抑制，导致刻蚀无法继续进行下去。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种创新性的接触孔刻蚀方法，通过特殊的制备工艺，克服了由于光刻工艺的限制及较小CD导致的氧化硅深孔制备的困难，提高侧壁陡直度以及深宽比，同时还能提高绝缘介质填充率，最终提高了器件的可靠性。

实现本发明的上述目的，是通过提供一种半导体器件制造方法，包括：在衬底上的第一层间介质层中刻蚀形成多个第一开口；在多个第一开口中以及第一层间介质层上形成开口修饰层，开口修饰层部分填充多个第一开口形成多个第二开口；在多个第二开口中以及开口修饰层上形成第二层间介质层；平坦化第二层间介质层，停止在第一层间介质层上，露出开口修饰层；刻蚀开口修饰层，直至暴露衬底，形成多个第三开口，其中第三开口的深宽比大于第一开口的深宽比。

其中，第一和/或第二层间介质层包括氧化硅、氮化硅、低k材料及其组合。

其中，开口修饰层包括氮化硅、高k材料及其组合。

其中，采用LPCVD、PECVD沉积形成开口修饰层。

其中，采用等离子体干法刻蚀来刻蚀开口修饰层，刻蚀气体包括碳氟基气体和氧化性气体。

其中，碳氟基气体包括CF4、CHF3、CH3F、CH2F2及其组合。