[发明专利]接触孔的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件制造工艺，特别涉及一种接触孔的制作方法。

背景技术

半导体集成电路的制作是极其复杂的过程，目的在于将特定电路所需的各种电子组件和线路，缩小制作在小面积的晶片上。其中，各个组件必须通过适当的内连导线来进行电连接，才能发挥所期望的功能。在半导体工艺中，器件与电路之间通常存在欧姆接触。在理想的欧姆接触中，接触电阻(Rc)应当尽可能地低。

在超高速MOS大规模集成电路中为降低源/漏极和栅极的薄膜电阻和寄生电阻，通常采用自对准硅化物(Salicide)工艺。在自对准技术中，在由形成于半导体衬底上的杂质扩散层构成的源/漏区和由多晶硅构成的栅极上，使金属与例如Si的半导体反应生成硅化物(即，金属硅化物)。在MOS器件中，经常采用金属硅化物来得到良好的低电阻接触。金属硅化物层分别设置在源/漏区和栅极上，可以用来提供位于金属线与衬底上的源/漏区、栅极之间的接触面。金属硅化物可以降低金属接触与下方结构之间的表面电阻，降低上层互连结构的接触孔和晶体管各极的接触电阻。

然而，接触电阻还与很多因素有关，其中影响较大的是接触孔的尺寸和形状。因为接触电阻与接触孔尺寸的平方成反比，因此，接触孔的尺寸以及圆形轮廓的完整性会影响最终的接触电阻。进一步，尺寸的均匀性和圆形轮廓的完整性会影响接触电阻的均匀性。如果接触电阻的均匀性较差，会使器件的电学性能不均匀，并使器件在不同环境下运行速度不一致，甚至会造成良品率下降等诸多问题。

图1A-1D是传统方法形成接触孔的工艺流程中各个步骤所获得器件的剖视图。如图1A所示，在已经制造了半导体器件，例如MOS晶体管和金属硅化物，的前端器件层100上形成刻蚀停止层101。在刻蚀停止层101上形成介电层102。该层起到绝缘的用途，用来隔离器件与之后形成的金属互连层。在介电层102上形成有机材料层103。在有机材料层103上形成底部抗反射涂层(BARC)104。在底部抗反射涂层104上涂覆带有图案的光刻胶层105。然后，如图1B所示，以光刻胶层105作为掩膜，对底部抗反射涂层104进行刻蚀，接下来，如图1C所示，以光刻胶层105和底部抗反射涂层104作为掩膜，对有机材料层103进行刻蚀。然后，如图1D所示，以有机材料层103为掩膜，对介电层102进行刻蚀，并停止在刻蚀停止层101的上表面。最后，去除光刻胶层105、底部抗反射涂层104和有机材料层103，完成接触孔的制作。

实践中发现，采用传统工艺形成的接触孔的均匀性较差，即位于晶片上不同区域的接触孔的尺寸差异较大。另外，理想的接触孔顶视轮廓应为规则的圆形，刻蚀后形成的接触孔的顶视轮廓呈不规则形状。这会对器件的电学性能产生不利影响，降低器件的稳定性，甚至会影响良品率。

于是，目前急需一种改进的接触孔的制作方法，以改善接触孔的尺寸均匀性和顶视轮廓，从而提高器件的电学性能均匀性，提高良品率。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

本发明提出一种接触孔的制作方法，包括：在衬底上依次形成导电层、刻蚀停止层、介电层、收缩层、第一抗反射层、第二抗反射层和带有图案的光刻胶层；以所述光刻胶层作为掩膜，对所述第二抗反射层进行刻蚀；以所述光刻胶层和所述第二抗反射层为掩膜，对所述第一抗反射层进行刻蚀；以所述光刻胶层、所述第二抗反射层和所述第一抗反射层为掩膜，对所述收缩层进行刻蚀；以所述收缩层为掩膜，对所述介电层进行刻蚀；去除所述光刻胶层、所述第二抗反射层、所述第一抗反射层和所述收缩层，完成接触孔的制作。

根据本发明的另一方面，所述制作接触孔的方法的特征在于，所述第一抗反射层的厚度为200-1000埃，所述第二抗反射层的厚度为200-800埃。

根据本发明的另一方面，所述制作接触孔的方法的特征在于，所述第一抗反射层的厚度为300-500埃，所述第二抗反射层的厚度为300-500埃。

根据本发明的另一方面，所述制作接触孔的方法的特征在于，所述第二抗反射层与所述第一抗反射层的厚度比例为1∶2-1∶1.5。

根据本发明的另一方面，所述制作接触孔的方法的特征在于，所述第二抗反射层与所述第一抗反射层的厚度比例为1∶1。

根据本发明的另一方面，所述制作接触孔的方法的特征在于，所述第一抗反射层的材料为SiON、氧化硅或正硅酸乙酯中的一种或多种。