專利名稱：自對準接觸孔層間膜及制作方法、接觸孔刻蝕的方法
技術領域：
本發明涉及半導體制造領域，特別是一種自對準接觸孔層間膜，該自 對準接觸孔層間膜的制作方法。本發明還涉及在本發明的自對準接觸孔層 間膜上刻蝕接觸孔的工藝方法。
背景技術：
隨著工業界對高密度存儲器產品的要求越來越緊迫，芯片的尺寸正變 的越來越少。這也要求存儲單元的密度進一步增加。已有技術中的層間膜 都包括摻雜氧化硅玻璃和氮化物形成的刻蝕阻擋層，不能滿足提高存儲單 元密度的要求。
與此同時，生長層間膜一般采用高密度等離子體化學汽相淀積工藝， 在此過程中由于高密度等離子體化學汽相淀積工藝過程中離子對不同材料 的濺射率不同，從而在有條狀圖形上形成花苞狀外殼狀的圖形。而這種花 苞狀外殼會根據不同的柵極圖形分布生長成不同形狀。這種成份類似于未 雜氧化膜的圖形對干法刻蝕工藝帶來很大的困難，會造成刻蝕速率降低從 而導致刻蝕停止。
花苞狀外殼在不同的柵極圖形分布不同這一特征導致了在不同柵極圖 形區域的刻蝕深度不同，從而大大縮小了刻蝕工藝的窗口。己有技術的干 法刻蝕工藝很難在確保打開所有結構的接觸孔，或者因為在某些花苞狀外 殼圖形區域對淺槽隔離結構上填充的高密度等離子體和氮化物側墻具有高選擇比，從而也難以同時兼顧接觸孔電阻、擊穿電壓和漏電性能等工藝電 參數。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種能使存儲單元密度獲得提高的 層間膜，為此本發明還提供這種層間膜的生長方法，以及在這種層間膜上 刻蝕自對準接觸孔的工藝方法。
為解決上述技術問題，本發明自對準接觸孔層間膜技術方案是，從下 往上依次包含兩個層面，第一層為摻雜的氧化硅玻璃，第二層為保護氧化 膜。
作為本發明自對準接觸孔層間膜的進一步改進是，從下往上依次包含 兩個層面，第一層為磷硅玻璃，第二層為保護氧化膜。
制作上述接觸孔層間膜制作方法是，在前道工藝完成之后，還包括以 下步驟第一步，在硅片上淀積磷硅玻璃，并對該磷硅玻璃進行化學機械 拋光；第二步，在磷硅玻璃上淀積一層保護氧化膜。
在本發明的自對準接觸孔層間膜上刻蝕接觸孔的方法，包括以下步驟 第一步，在待刻蝕襯底上，依據花苞狀外殼圖形分布的密集程度將待刻蝕 襯底分成花苞狀外殼圖形密集和花苞狀外殼圖形稀疏的區域；第二步，利 用掩膜版對花苞狀外殼圖形密集的區域進行曝光；第三步，利用光刻膠作 為刻蝕掩蔽層對花苞狀外殼圖形密集的區域以時間較長且選擇比較低的工 藝參數進行刻蝕；第四步，剝離抗反射層和光刻膠，用有機抗反射層涂覆 硅片表面，填充第一次刻蝕后的間隙，使襯底表面平坦化；第五步，利用掩膜版對花苞狀外殼圖形稀疏的區域進行曝光；第六步，利用光刻膠作為 刻蝕掩蔽層對花苞狀外殼圖形稀疏的區域以時間較短且選擇比較高的工藝 參數進行刻蝕；第七步，剝離抗反射層和光刻膠，用有機抗反射層涂覆硅 片表面，填充第二次刻蝕后的間隙，使襯底表面平坦化；第八步，重復上 述第二步至第七步完成所有區域的解除孔刻蝕，并在之后進行去膠和清洗。
接觸孔層間膜制作方法制作的接觸孔層間膜直接采用攙雜的氧化硅玻 璃作為層間膜，省略掉了原有的刻蝕阻擋層，從而使存儲器單元的密度進 一步增加。而本發明提供的刻蝕接觸孔的方法適用于本發明的接觸孔層間 膜，解決了原來一次刻蝕工藝中碰到的由花苞狀外殼導致的刻蝕深度不一 致現象。
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步詳細的說明-圖l本發明自對準接觸孔層間膜結構示意圖； 圖2為發明自對準接觸孔層間膜制作方法；
圖3至圖8為本在本發明的接觸孔層間膜上制造接觸孔的工藝步驟示 意圖。
圖中附圖標記為襯底為100，磷硅玻璃為200，保護氧化膜為300，花 狀外殼為400，圖形為500。
具體實施例方式
如圖1所示，本發明的接觸孔層間膜包括兩個膜層，自下往上依次為 摻雜的氧化硅玻璃和保護氧化膜。其中摻雜的氧化硅玻璃也可以是磷硅玻如圖2所示，以下實施例在前道工藝完成之后以兩個步驟進行接觸孔
層間膜的作第一步，在硅片上淀積磷硅玻璃，并對該磷硅玻璃進行化學 機械拋光；第二步，在磷硅玻璃上淀積一層保護氧化膜。
由于用本發明方法形成磷硅玻璃時，當磷的濃度大于6%時，由于高密 度等離子體化學汽相淀積工藝過程中離子濺射對磷、硅和氧具有選擇性， 從而在圖形上形成花狀外殼。而根據圖形分布的情況不同，花狀外殼在圖 形稀疏和圖形密集處也會有不同情況的分布和生長情形。
因此，如圖3至圖8所示，在本發明的自對準接觸孔層間膜上刻蝕接 觸孔的方法，包括以下步驟
如圖3所示，在待刻蝕襯底100上，依據花苞狀外殼圖形400分布的 密集程度將待刻蝕襯底100分成花苞狀外殼圖形密集和花苞狀外殼圖形稀 疏的區域；然后，利用掩膜版對花苞狀外殼圖形密集的區域進行曝光；
如圖4所示，利用光刻膠作為刻蝕掩蔽層對花苞狀外殼圖形密集的區 域以時間較長且選擇比較低的工藝參數進行刻蝕；刻蝕參數為a.上部電 源功率為0至2000w; b.偏轉功率為0至2000w; c.工藝腔體的壓力為0 至200mT; d.氬氣流量為0至500sccm; e.氧氣流量為0至500sccm; f. 高選擇比的碳氟系氣體，且該氣體流量為0至500sccm; g.高選擇比的碳 氟氫系氣體，且該氣體流量為0至200sccm; h.靜電吸附盤背部氦氣壓力 為0至20T。其中，步驟f中的碳氟系氣體為C4F8或者C4F6或者CsF8，步驟 g中的碳氟氫系氣體為C2H2F4。如圖5所示，再剝離抗反射層和光刻膠，用有機抗反射層涂覆硅片表 面，填充第一次刻蝕后的間隙，使襯底表面平坦化；
然后如圖6所示，利用掩膜版對花苞狀外殼圖形稀疏的區域進行曝光; 如圖7所示，利用光刻膠作為刻蝕掩蔽層對花苞狀外殼圖形稀疏的區域以 時間較短且選擇比較高的工藝參數進行刻蝕；工藝參數為a.上部電源功率 為0至2000w; b.偏轉功率為0至2000w; c.工藝腔體的壓力為0至200mT; d.氬氣流量為0至500sccm; e.氧氣流量為0至500sccm; f.高選擇比的 碳氟系氣體，且該氣體流量為0至500sccm; g.高選擇比的碳氟氫系氣體， 且該氣體流量為0至500sccm; h.靜電吸附盤背部氦氣壓力為0至20T。 其中，步驟f中的碳氟系氣體為C4F8或者C4F6或者CsF8，步驟g中的碳氟氫 系氣體為C2H2F4。
如圖8所示，剝離抗反射層和光刻膠，用有機抗反射層涂覆硅片表面， 填充第二次刻蝕后的間隙，使襯底表面平坦化；第八步，重復上述第二步 至第七步完成所有區域的接觸孔刻蝕，并在之后進行去膠和清洗。
和上述實施例不同的是，本發明也可以依據花苞狀外殼圖形分布的密 集程度將待刻蝕襯底分成花苞狀外殼圖形密集和花苞狀外殼圖形稀疏的區 域；然后，先對花苞狀外殼圖形稀疏的區域進行曝光，并以選擇比較高且 時間較短的刻蝕工藝進行接觸孔的刻蝕，再剝離反射層和光刻膠之后再對 花苞狀外殼圖形密集區域進行曝光，并以選擇比較低且較長的時間進行刻 蝕，在完成所有區域接觸孔刻蝕之后進行去膠和清洗工作。
本發明的接觸孔層間膜制作方法生長的層間膜直接采用慘雜的氧化硅玻璃作為層間膜，省掉已有的層間膜的刻蝕阻擋層，使層間膜的結構更加 緊湊，提高存儲器件的密度。在本發明的層間膜上刻蝕接觸孔的方法將待 刻蝕襯底上區分花苞狀圖形稀疏和密集的區域，針對不同的區域采用不同 的刻蝕工藝，不僅使得接觸孔能完全打開，而且也兼顧接觸孔電阻、擊穿 電壓和漏電性能等工藝電參數。
權利要求
1. 一種自對準接觸孔層間膜，其特征在于，從下往上依次包含兩個層面，第一層為摻雜的氧化硅玻璃，第二層為保護氧化膜。
2. 根據權利要求1所述的自對準接觸孔層間膜，其特征在于，第一層為磷硅玻璃，第二層為保護氧化膜。
3. —種制作權利要求2所述的接觸孔層間膜制作方法，在前道工藝完 成之后，其特征在于，包括以下步驟第一步，在硅片上淀積磷硅玻璃， 并對該磷硅玻璃進行化學機械拋光；第二步，在磷硅玻璃上淀積一層保護 氧化膜。
4. 根據權利要求3的接觸孔層間膜制作方法，其特征在于，第一步中 采用高密度等離子體化學汽相淀積的方法在硅片上淀積磷硅玻璃。
5. —種在權利要求1的接觸孔層間膜上刻蝕接觸孔的方法，其特征在 于，包括以下步驟第一步，在待刻蝕襯底上，依據花苞狀外殼圖形分布 的密集程度將待刻蝕襯底分成花苞狀外殼圖形密集和花苞狀外殼圖形稀疏 的區域；第二步，利用掩膜版對花苞狀外殼圖形密集的區域進行曝光；第 三步，利用光刻膠作為刻蝕掩蔽層對花苞狀外殼圖形密集的區域以時間較 長且選擇比較低的工藝參數進行刻蝕；第四步，剝離抗反射層和光刻膠， 用有機抗反射層涂覆硅片表面，填充第一次刻蝕后的間隙，使襯底表面平 坦化；第五步，利用掩膜版對花苞狀外殼圖形稀疏的區域進行曝光；第六 步，利用光刻膠作為刻蝕掩蔽層對花苞狀外殼圖形稀疏的區域以時間較短 且選擇比較高的工藝參數進行刻蝕；第七步，剝離抗反射層和光刻膠，用 有機抗反射層涂覆硅片表面，填充第二次刻蝕后的間隙，使襯底表面平坦化；第八步，重復上述第二步至第七步完成所有區域的解除孔刻蝕，并在 之后進行去膠和清洗。
6. 根據權利要求4所述的刻蝕接觸孔的方法，其特征在于，第三步中 刻蝕工藝參數為a.上部電源功率為0至2000w; b.偏轉功率為0至2000w; c.工藝腔體的壓力為0至200mT; d.氬氣流量為0至500sccm; e.氧氣流 量為0至500sccm; f.高選擇比的碳氟系氣體，且該氣體流量為0至500sccm; g.高選擇比的碳氟氫系氣體，且該氣體流量為0至200sccm; h.靜電吸附 盤背部氦氣壓力為0至20T， i.陰極背部氦氣壓力為0至20T， j.上部電源 功率為0至IOOOW。
7. 根據權利要求4所述的刻蝕接觸孔的方法，其特征在于，第六步中 刻蝕工藝參數為a.上部電源功率為0至2000w; b.偏轉功率為0至2000w; c.工藝腔體的壓力為0至200mT; d.氬氣流量為0至500sccm; e.氧氣流 量為0至500sccm; f.高選擇比的碳氟系氣體，且該氣體流量為0至500sccm; g.高選擇比的碳氟氫系氣體，且該氣體流量為0至500sccm; h.靜電吸附 盤背部氦氣壓力為0至20T， i.陰極背部氦氣壓力為0至20T， j.上部電源 功率為0至IOOOW。
8. 根據權利要求5或6所述的刻蝕接觸孔的方法，其特征在于，步驟 f中的碳氟系氣體為C4Fs或者C4Fe或者C5F8。
9. 根據權利要求5或6所述的刻蝕接觸孔的方法，其特征在于，步驟 g中的碳氟氫系氣體為C2H2F4。
10. 根據權利要求4所述的刻蝕接觸孔的方法，其特征在于，所述的 第二步與第五步互換、同時第三步與第六步互換。
全文摘要
本發明公開了一種接觸孔層間膜，該接觸孔層間膜的制作方法以及本發明的接觸孔層間膜上刻蝕接觸孔的方法。接觸孔層間膜包括自下往上依次為摻雜的氧化硅玻璃和保護氧化膜的兩個膜層。制作接觸孔層間膜制作方法，在前道工藝完成之后包括兩步，1.在硅片上淀積磷硅玻璃；2.在磷硅玻璃上淀積一層保護氧化膜。在本發明的層間膜上刻蝕接觸孔的方法將待刻蝕襯底上區分花苞狀圖形稀疏和密集的區域，針對不同的區域采用不同的刻蝕工藝，不僅使得接觸孔能完全打開，而且也兼顧接觸孔電阻、擊穿電壓和漏電性能等工藝電參數。
文檔編號H01L23/522GK101452905SQ200710094368
公開日2009年6月10日 申請日期2007年11月30日 優先權日2007年11月30日
發明者呂煜坤, 函 王 申請人:上海華虹Nec電子有限公司