[发明专利]一种自对准接触孔刻蚀工艺方法

说明书

本发明提供了一种自对准接触孔刻蚀工艺方法，包括以下步骤：提供衬底，在所述衬底上从下至上依次形成有栅堆叠、保护层和层间介质层，在所述衬底内部、栅堆叠之间形成有源漏区；对层间介质层进行刻蚀形成接触孔的上半部分，至栅堆叠顶部上方的保护层停止；采用沉积与刻蚀循环的方法刻蚀栅堆叠之间的层间介质层形成接触孔的下半部分,停止在源漏区上方的保护层上；采用沉积与刻蚀循环的方法刻蚀源漏区上方的保护层形成接触孔的底部,停止在衬底的源漏区上。本发明通过采用沉积和刻蚀循环的方法，增加了刻蚀过程对栅堆叠侧壁的保护，减少了刻蚀对栅堆叠侧壁的损伤，降低了漏电风险。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种自对准接触孔刻蚀工艺方法。

背景技术

在深亚微米集成电路制造中，随着特征尺寸的逐渐变小，MOS器件之间的间距也越来越窄，这样就会面临MOS器件连接工艺的难度随之剧烈增加。在不使用更先进光刻机台来定义更小的特征尺寸的情况下，自对准接触通孔刻蚀工艺(SAC:Self-aligned Contact)应运而生，此工艺的产生减小了在特征尺寸变小的情况下光刻机台的工艺局限。

自对准接触通孔刻蚀工艺通常的结构是(从上至下):光阻(PR:Photo Resist)、含磷或硼的二氧化硅(PSG或BPSG)、氮化硅保护层(Si3N4Spacer:保护Gate的侧壁)、有源区。

SAC工艺所面临的挑战是:1.PSG刻蚀过程中PSG对Si3N4的选择比。一定要保证栅侧壁保护层尽可能损失的少，否则会引起后续金属连接层和栅极的短路，形成漏电流;2.SAC刻蚀最终要将介质刻蚀干净，否则会引起电路的开路;并保证有源区Si损失尽可能少，否则就可能导致有源区的失效。

目前SAC刻蚀一般采用干法等离子刻蚀的方法来形成接触孔，这种刻蚀方法需分别对PSG和SiN进行刻蚀。但在刻蚀过程中会损伤到栅极侧壁和顶部的SiN保护层，因此需要提高刻蚀对SiN的选择比，当前常用的方法为采用含CxFy的气体（C4F8，CH2F2或C4F6）等离子下形成聚合物来钝化侧壁，减少对栅极侧墙的损伤。采用这种技术，SiO2/SiN选择比极限能做到30：1，存在一定程度的SiN损伤使得SiN侧墙间距变薄而导致漏电。

因此，希望提出一种可以减少刻蚀对侧壁保护层的损伤的自对准接触孔刻蚀工艺，减少漏电流，降低漏电风险。

发明内容

本发明提供了一种可以解决上述问题的自对准接触孔刻蚀工艺，该工艺方法包括以下步骤：

a)提供衬底，在所述衬底上从下至上依次形成有栅堆叠、保护层和层间介质层，在所述衬底内部、栅堆叠之间形成有源漏区；

b)对层间介质层进行刻蚀形成接触孔的上半部分，至栅堆叠顶部上方的保护层停止；

c)采用沉积与刻蚀循环的方法刻蚀栅堆叠之间的层间介质层形成接触孔的下半部分,停止在源漏区上方的保护层上；

d)采用沉积与刻蚀循环的方法刻蚀源漏区上方的保护层形成接触孔的底部,停止在衬底的源漏区上。

与现有技术相比，采用本发明提供的技术方案具有如下优点：通过采用沉积和刻蚀循环的方法，增加了刻蚀过程对栅堆叠侧壁的保护，减少了刻蚀对栅堆叠侧壁的损伤，降低了漏电风险。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显。

图1为根据本发明的实施例的自对准接触孔刻蚀工艺方法的流程图；

图2至图6为按照图1所示流程刻蚀自对准接触孔的各个阶段的剖面示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例。