[发明专利]改进双重通孔刻蚀停止层交叠区通孔刻蚀的方法及其器件

权利要求书

1.一种改进双通孔刻蚀停止层交叠区通孔刻蚀的方法，提供具有至少一个第一晶体管和至少一个第二晶体管半导体基体；第一保护薄膜，覆盖在所述第一晶体管和第二晶体管上；第一通孔刻蚀停止层，覆盖在所述第一保护薄膜上，所述第一通孔刻蚀停止层位于所述第一晶体管的竖直上方，所述第一通孔刻蚀停止层与所述第二晶体管在竖直方向上无重合区域；第二保护薄膜，覆盖所述第一通孔刻蚀停止层的上表面和侧壁以及第一保护薄膜未被所述第一通孔刻蚀停止层覆盖的部分；第二通孔刻蚀停止层，覆盖在所述第二保护薄膜上，其特征在于，执行如下步骤：

刻蚀去除第二通孔刻蚀停止层位于所述第一晶体管竖直方向上方的部分，使第二保护薄膜位于所述第一晶体管竖直方向上方的部分暴露，部分第二通孔刻蚀停止层与部分第一通孔刻蚀停止层在竖直方向的交叠，形成第一通孔刻蚀停止层和第二通孔刻蚀停止层在竖直方向上重合的交叠区域，所述交叠区域位于所述半导体基体的浅沟槽的竖直上方，所述浅沟槽结构的上方设置有多晶硅，所述第一通孔刻蚀停止层和第二通孔刻蚀停止层交叠区域的重合宽度大于后续在所述交叠区域上方刻蚀的通孔的直径；

沉积形成层间绝缘介质覆盖所述第二保护薄膜暴露的部分、所述第二通孔刻蚀停止层剩余部分的上表面和侧壁；

化学机械平坦化所述层间绝缘介质；

在所述层间绝缘介质位于所述交叠区域上方的位置，采用不同的选择比依次刻蚀所述层间绝缘介质、第二通孔刻蚀停止层、第二保护薄膜、第一通孔刻蚀停止层和第一保护薄膜以形成一个所述多晶硅的第一通孔。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述半导体基体上形成有第一有源区或第一多晶硅，所述第一有源区或第一多晶硅与所述第二通孔刻蚀停止层在竖直方向上无重叠，采用不同的选择比依次刻蚀所述层间绝缘介质、第二保护薄膜、第一通孔刻蚀停止层和第一保护薄膜以形成一个接触所述第一有源区或第一多晶硅的第二通孔。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述半导体基体上形成有第二有源区或第二多晶硅，所述第二有源区或第二多晶硅与所述第一通孔刻蚀停止层在竖直方向上无重叠，采用不同的选择比依次刻蚀所述层间绝缘介质、第二通孔刻蚀停止层、第二保护薄膜和第一保护薄膜以形成一个接触所述第二有源区或第二多晶硅的第三通孔。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的方法，其特征在于，所述第一保护薄膜和所述第二保护薄膜为二氧化硅。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一晶体管为NMOS管，所述第一通孔刻蚀停止层为在NMOS管沟道内产生张应力的氮化硅薄膜。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第二晶体管为PMOS管，所述第二通孔刻蚀停止层为在PMOS管沟道内产生压应力的氮化硅薄膜。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述层间绝缘介质为磷硅玻璃。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一通孔的刻蚀包括：

第一步，采用高层间绝缘介质/氮化硅选择比的刻蚀方法刻蚀层间绝缘介质，刻蚀首先止于第二通孔刻蚀停止层；

第二步，采用高氮化硅/二氧化硅选择比的刻蚀方法刻穿第二通孔刻蚀停止层，刻蚀止于第二保护薄膜；

第三步，采用高二氧化硅/氮化硅选择比的刻蚀方法刻穿第二保护薄膜，刻蚀止于第一通孔刻蚀停止层；

第四步，采用高氮化硅/二氧化硅选择比的刻蚀方法刻穿第一通孔刻蚀停止层，刻蚀止于第一保护薄膜；

第五步，采用高二氧化硅/硅选择比的刻蚀方法刻穿第一保护薄膜，刻蚀止于多晶硅，完成刻蚀过程以形成接触多晶硅的第一通孔。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第二通孔的刻蚀包括：

第一步，采用高层间绝缘介质/二氧化硅选择比的刻蚀方法刻蚀层间绝缘介质，刻蚀首先止于第二保护薄膜；

第二步，采用高二氧化硅/氮化硅选择比的刻蚀方法刻穿第二保护薄膜，刻蚀止于第一通孔刻蚀停止层；

第三步，采用高氮化硅/二氧化硅选择比的刻蚀方法刻穿第一通孔刻蚀停止层，刻蚀止于第一保护薄膜；

第四步，采用高二氧化硅/硅选择比的刻蚀方法刻穿第一保护薄膜，刻蚀止于第一有源区或第一多晶硅，完成刻蚀过程以形成接触第一有源区或第一多晶硅的第二通孔。