自对准接触孔的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106206421A(43)申请公布日2016.12.07(21)申请号201610596374.3(22)申请日2016.07.27(71)申请人上海华虹宏力半导体制造有限公司地址201203上海市浦东新区张江高科技园区祖冲之路1399号(72)发明人陈宏许昕睿(74)专利代理机构上海思微知识产权代理事务所(普通合伙)31237代理人屈蘅(51)Int.Cl.H01L21/768(2006.01)H01L21/66(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图4页(54)发明名称自对准接触孔的制备方法(57)摘要本发明提供一种自对准接触孔的制备方法，在自对准接触孔工艺的刻蚀、干法去胶以湿法清洗等各个阶段过程中均实施了对聚合物分布情况的监测和控制，并将收集的前一步骤后的聚合物分布情况反馈到后一步骤中的工艺配方中，从而使得后一步骤中具有较高的去除率/刻蚀率、良好的去除均匀性、可控的开口和接触孔侧壁形貌和特征尺寸以及较少的下层膜层的损伤等，大大改善了所述后一步骤后的工艺效果，进而可以保证自对准接触孔刻蚀的均一性，避免晶圆边缘区域的自对准接触孔中的聚合物残留过多，提高器件的电学性能和良率。CN106206421ACN106206421A权利要求书1/2页1.一种自对准接触孔的制备方法，其特征在于，包括：沉积步骤：在衬底晶圆的表面依次形成自对准接触阻挡层以及具有自对准接触孔图案的光刻胶层；自对准接触孔刻蚀步骤：以所述光刻胶层为掩膜，使用氟碳比不大于2的氟碳化合物气体对所述自对准接触阻挡层进行刻蚀，直至暴露出所述衬底晶圆的表面，以形成贯穿所述自对准接触阻挡层的自对准接触孔，并监测所述自对准接触孔中的聚合物分布；干法去胶步骤：根据所述自对准接触孔刻蚀步骤中监测的聚合物分布结果，调整干法去胶工艺参数，去除所述光刻胶层，并再次监测所述自对准接触孔中的聚合物分布；湿法清洗步骤：根据所述干法去胶步骤中监测的聚合物分布结果，调整湿法清洗胶工艺参数，对所述衬底晶圆进行清洗，并再次监测所述自对准接触孔中的聚合物分布以用于调整后续晶圆的自对准接触孔制备过程中的工艺参数。2.如权利要求1所述的自对准接触孔的制备方法，其特征在于，所述自对准接触阻挡层为掺杂的氧化硅玻璃层的单层结构，或者为包括依次形成在所述衬底晶圆表面的掺杂的氧化硅玻璃层和保护氧化层的双层结构。3.如权利要求2所述的自对准接触孔的制备方法，其特征在于，所述掺杂的氧化硅玻璃层为掺杂磷或硼的氧化硅玻璃层。4.如权利要求1所述的自对准接触孔的制备方法，其特征在于，所述保护氧化层为TEOS。5.如权利要求1所述的自对准接触孔的制备方法，其特征在于，采用等离子增强化学气相沉积方式形成所述自对准接触阻挡层。6.如权利要求1所述的自对准接触孔的制备方法，其特征在于，所述氟碳化合物气体为C2H2F4、C4F8、C4F6、C5F8中的至少一种。7.如权利要求1所述的自对准接触孔的制备方法，其特征在于，采用KLA-TENCORF5X机台监测所述自对准接触孔刻蚀步骤、干法去胶步骤以及湿法清洗步骤中的聚合物分布情况。8.如权利要求1所述的自对准接触孔的制备方法，其特征在于，所述衬底晶圆为形成有前端器件的产品晶圆或者用于监测产品晶圆的自对准接触孔工艺的纯硅晶圆。9.如权利要求8所述的自对准接触孔的制备方法，其特征在于，所述产品晶圆包括晶圆基底、形成在晶圆基底表面的栅极以及围绕在所述栅极侧壁的栅极侧墙、形成在所述栅极两侧的晶圆基底中源区和漏区。10.如权利要求9所述的自对准接触孔的制备方法，其特征在于，所述自对准接触孔的制备方法中，先对所述纯硅晶圆依次进行所述沉积步骤和自对准接触孔刻蚀步骤，并收集所述纯硅晶圆的自对准接触孔刻蚀步骤中的聚合物分布情况，然后根据收集的所述纯硅晶圆的自对准接触孔刻蚀步骤中的聚合物分布情况，确定所述产品晶圆的自对准接触孔刻蚀步骤的工艺参数初始值。11.如权利要求10所述的自对准接触孔的制备方法，其特征在于，根据收集的所述纯硅晶圆的自对准接触孔刻蚀步骤中的聚合物分布情况以及已完成的自对准接触孔的制备的产品晶圆的湿法清洗步骤中的聚合物分布情况，调整当前产品晶圆的自对准接触孔刻蚀步骤中的工艺参数，包括刻蚀时间、射频功率、产品晶圆的基座温度、刻蚀腔压力、刻蚀腔侧壁2CN106206421A权利要求书2/2页温度、刻蚀气体的氟碳比及流量。12.如权利要求2所述的自对准接触孔的制备方法，其特征在于，当所述自对准接触阻挡层为包括依次形成在所述衬底晶圆表面的掺杂的氧化硅玻璃层和保护氧化层的双层结构时，在所述沉积步骤之后，首先，进行自对准接触孔初始刻蚀步骤：以所述光刻胶层为掩膜，刻蚀所述保护氧化层至所述掺杂的氧化硅玻璃层表面，并监测所述