[发明专利]形成集成电路器件自对准接触的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于半导体器件制造的集成电路及其加工。特别地，本发明提供了一种为集成电路器件结构形成如接触的小特征尺寸的方法。但是应该认识到，本发明的适用范围要广泛得多。例如，本发明可应用于多种器件，如动态随机存取存储器(DRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、专用集成电路器件(ASIC)、微处理器和微控制器、闪存器件等。

背景技术

集成电路或“IC”已经将在单个硅片上制造的互连器件由几个发展到数百万个。目前，集成电路所提供的性能及复杂程度已远远超过了最初所想象的。为了改善复杂度和电路密度(即，在给定的芯片面积上能够封装的器件数量)，最小的器件特征尺寸，也被称为器件“几何形状”，已经随着集成电路的发展变得更小。如今正在制造具有小于四分之一微米宽的特征的半导体器件。

增加电路密度不仅改善了集成电路的复杂度和性能，而且为用户提供了较低成本的零件。一套集成电路生产设备可能要花费几亿甚至几十亿美元。每个生产设备有一定的晶片生产量，而且每个晶片上有一定数量的集成电路。因此，通过把一个集成电路上的各个器件做得更小，就可以在每一个晶片上制造更多的器件，这样就可以增加生产设备的产量。将器件做得更小是非常具有挑战性的，因为IC制造过程中所采用的每一个工艺有一个极限。也就是说，典型地，一个特定的工艺只能将器件减小到某个特征尺寸，然后就需要改变工艺或器件布局。这种极限的一个例子是去除层并形成用作接触区的图案化结构的能力。该接触区应该没有会导致电阻的不理想的材料。

仅作为示例，图案化工艺和蚀刻工艺经常用于去除或部分去除层，从而形成接触结构。经常采用诸如干法蚀刻机或湿法蚀刻机等蚀刻工具进行蚀刻。湿法蚀刻机通常包括装有蚀刻剂化学制品的容器，以选择性地将一种材料从另一种材料上去除。干法蚀刻机则通常包括等离子体源及处理室。干法蚀刻机通常采用诸如含氟类物质或含氯类物质的气体去除半导体材料，如硅，或金属材料，如铝。遗憾的是，蚀刻通常不精确。蚀刻也经常无法从接触区去除所有的材料，这会导致接触区和上覆的金属层之间产生不理想的接触电阻。这种电阻通常很难看到甚至很难检测到，直到器件全部制造完成。这种有缺陷的器件常常会导致器件成品率损失以及器件的可靠性问题。这种缺陷在加工过程中通常难以发现，并且在发现之后甚至更加难以修正。这些传统的半导体器件通常要经过可导致这种缺陷的数百个工艺。

从上可以看出，需要一种改进的技术来加工半导体器件。

发明内容

根据本发明，提供了包括半导体器件制造方法的技术。特别地，本发明提供了一种为集成电路器件结构形成如接触的小特征的方法。但是应该认识到，本发明的适用范围要广泛得多。例如，本发明可应用于多种器件，诸如动态随机存取存储器(DRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、专用集成电路器件(ASIC)、微处理器和微控制器、闪存器件等。

在一个具体的实施例中，本发明提供了一种包括形成自对准接触区的加工集成电路器件的方法。所述方法包括提供部分完成的半导体晶片，所述晶片包括一个或多个半导体芯片，其中每个所述芯片包括多个MOS栅极结构。每个所述栅极结构都在衬底上形成，且都具有覆盖在包括所述栅极结构之间的接触区的部分上形成的第一氮化硅层。每个所述芯片有覆盖在所述氮化硅层和栅极结构上的具有预定厚度的共形的掺杂硅玻璃层。然后所述方法将等离子体蚀刻工艺应用于所述掺杂硅玻璃，采用各向异性的蚀刻成分垂直去除部分所述掺杂硅玻璃，从而暴露出一部分所述第一氮化硅层。所述方法还包括采用各向同性的成分清洁所述氮化硅暴露部分的步骤。所述方法在所述第一氮化硅层的暴露部分上形成第二氮化硅层，并去除所述第二氮化硅层及所述第一氮化硅层的暴露部分，从而暴露出所述衬底上的接触区。所述方法利用软蚀刻技术加工所述暴露的接触区。