[发明专利]半导体器件形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，特别涉及一种半导体器件形成方法。

背景技术

在集成电路的制造过程中，刻蚀是利用化学或物理方法有选择性地从硅片表面去除不需要的材料的过程。

刻蚀可以分为湿法刻蚀和干法刻蚀；干法刻蚀即等离子体刻蚀，根据待刻蚀材料的不同，可分为金属等离子体刻蚀、介质等离子体刻蚀和硅等离子体刻蚀。

金属作为常规的连线材料，广泛用于DRAM和flash等存储器中，现有技术中采用等离子体工艺对铝刻蚀通常会采用Cl₂、BCl₃、Ar、N₂、CHF₃和C₂H₄等，其中Cl₂作为主要的刻蚀气体，与铝发生化学反应，生成的可挥发的副产物AlCl₃被气流带出反应腔。

但是，随着集成电路的进一步发展，待刻蚀的器件具有多层叠层时，采用常规含Cl刻蚀的工艺形成的器件性能差。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种性能优良的半导体器件形成方法。

为解决上述问题，本发明提供一种半导体器件形成方法，包括：提供半导体衬底；在所述半导体衬底表面形成牺牲层；在所述牺牲层表面形成导电层，所述导电层至少包括位于牺牲层表面的第一导电层和位于第一导电层表面的第二导电层；采用第一等离子体刻蚀工艺对所述第二导电层进行蚀刻，直至暴露出第一导电层，形成开口；在所述开口的侧壁的第二导电层表面形成保护层；沿侧壁形成有所述保护层的开口、采用第二等离子体刻蚀工艺对所述第一导电层进行蚀刻，直至暴露出牺牲层，其中第二等离子体刻蚀工艺的各向异性弱于第一等离子体刻蚀工艺。

可选的，所述保护层材料为氧化铝。

可选的，所述保护层的形成工艺为氧化工艺。

可选的，所述保护层的形成工艺为等离子体辅助氧化工艺。

可选的，所述保护层的形成工艺为：选用含氧的气体对所述第二导电层进行氧化，氧化温度大于100度，形成所述保护层，所述含氧气体为O₂、O₃、N₂O、或N₂O；或所述含氧气体为包含O₂、O₃、N₂O、或N₂O中的一种或多种气体的混合气体。

可选的，所述保护层的厚度为至

可选的，还包括：在所述第二导电层表面形成硬掩膜层；在所述硬掩膜层表面形成具有图案的光刻胶层；以所述光刻胶层为掩膜，刻蚀所述硬掩膜层，直至暴露出第二导电层；以所述光刻胶和刻蚀后的硬掩膜层为掩膜，刻蚀第二导电层，直至暴露出第一导电层，形成开口。

可选的，在形成开口后，采用灰化工艺或湿法去除工艺去除所述光刻胶层。

可选的，所述保护层被开口暴露出的表面与刻蚀后硬掩膜层的侧表面位于同一表面。

可选的，所述硬掩膜层材料为氧化硅或氮化硅。

可选的，刻蚀所述硬掩膜层的工艺为：刻蚀腔室压力为2托至4托，源射频电源为300瓦至500瓦，偏压射频电源为150瓦至200瓦，刻蚀气体为含氟的气体，所述含氟的气体为CF₄、CHF₄、或C₄F₈，或所述含氟的气体为包含CF₄、CHF₄、或C₄F₈中一种或多种气体的混合气体。

可选的，所述第一导电层材料为化合物，所述第二导电层材料为金属。

可选的，所述第一导电层材料为SiGe。

可选的，所述第二导电层材料为Al。

可选的，第一等离子体刻蚀工艺为：刻蚀腔室压力为50mT至200mT，源射频电源为300瓦至2000瓦，偏压射频电源为100瓦至1000瓦，刻蚀气体为含氯的气体，所述含氯的气体为Cl₂和BCl₃。

可选的，第二等离子体刻蚀工艺为：刻蚀腔室压力为20mT至800mT，源射频电源为250瓦至2000瓦，偏压射频电源为小于100瓦，刻蚀气体为含卤族元素的气体，所述含卤族元素的气体为Cl₂、HCl、HBr或BCl₃，或所述含卤族元素的气体为包含Cl₂、HCl、HBr、BCl₃中一种或多种气体的混合气体。