[发明专利]接触孔的工艺方法

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路制造领域，特别是指一种针对硅片接触孔的工艺方法。

背景技术

在集成电路制造工艺过程中，通过接触孔工艺将位于硅片上的各种器件的各个电极引出至介质层上，利用多层金属互联将集成电路的电极引出，以便于后段进行封装。

接触(contact)是指硅芯片内的器件与第一金属层之间在硅表面的连接，接触孔刻蚀形成之后，用金属铝进行填充，但由于金属铝与硅材料之间的相互扩散的问题，金属铝和硅材料的相互扩散在加热的过程中形成微合金，这一过程被称为结“穿通”，在界面处容易形成铝钉(Spiking),可能导致器件漏电或失效。为解决这一问题，通常在金属钨和硅材料之间还具有阻挡层金属，如钛/氮化钛，来改善铝和硅材料直接接触所产生的上述问题。

随着接触孔尺寸的缩小，接触孔回刻的时候，在接触孔底部边角存在刻蚀后形成凹陷的情况，如图1所示(圆圈处为凹陷)，而后续进行钛/氮化钛阻挡层金属溅射工艺的时候，由于钛/氮化钛溅射填孔能力的不足，使得阻挡层在接触孔边角凹陷的地方变薄，即阻挡层金属厚度不足，无法起到阻止铝和硅之间的扩散防止铝钉的效果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种接触孔的工艺方法，适用于填充铝的接触孔工艺，有效防止铝钉的形成。

为解决上述问题，本发明所述的接触孔的工艺方法，包含如下步骤：

第一步，接触孔刻蚀形成之后，进行钛/氮化钛阻挡层的溅射工艺；

第二步，接触孔内再淀积一层金属钨；

第三步，对淀积的金属钨进行回刻；

第四步，进行金属溅射工艺填充接触孔。

进一步地，所述第二步中，淀积金属钨的厚度为

进一步地，所述第二步中，淀积金属钨采用LPCVD工艺。

进一步地，所述第三步中，回刻金属钨至在接触孔底部边缘处的钨得到保留形成侧墙。

进一步地，所述第四步中，溅射的金属为铝或铝和铜。

本发明所述的接触孔的工艺方法，利用金属钨填充接触孔刻蚀形成的底部边缘的凹陷，形成侧墙结构，弥补了该处阻挡层金属厚度的不足，有效地防止了接触孔底部铝钉的形成。

附图说明

图1是接触孔底部刻蚀凹陷示意图。

图2～5是本发明工艺步骤示意图。

图6是本发明工艺步骤流程图。

附图标记说明

1是硅衬底，2是二氧化硅，3是钛/氮化钛阻挡层，4是填充金属，5是金属钨。

具体实施方式

本发明所述的接触孔的工艺方法，包含如下步骤：

第一步，接触孔刻蚀形成之后，进行钛/氮化钛阻挡层的溅射工艺；由于接触孔刻蚀工艺在接触孔底部边缘形成的凹陷，底部边缘处的钛/氮化钛阻挡层相对于其他位置，厚度变薄，如图2所示。

第二步，接触孔内采用LPCVD工艺再淀积一层厚度为的金属钨，比如厚度或者或者均可。如图3所示。

第三步，对淀积的金属钨进行回刻。回刻掉器件表面及沟槽底部、上半部侧壁上的金属钨，接触孔底部边缘由于存在凹陷使得填充的金属钨相对较厚，钨回刻能形成侧墙结构，以弥补阻挡层凹陷。如图4所示。

第四步，进行金属溅射工艺填充接触孔。溅射的金属为铝，或铝和铜的混合物，将接触孔填满。

填满金属之后的接触孔，其底部边缘虽然存在凹陷，且其凹陷处的钛/氮化钛阻挡层的厚度薄，但是本发明利用了填孔能力强的LPCVD钨淀积工艺及刻蚀形成的钨侧墙结构补偿了阻挡层的厚度不足，能够起到阻挡边缘处填充金属铝(或铝和铜混合物)与硅之间的相互扩散形成的铝钉，改善了器件的性能。

以上仅为本发明的优选实施例，并不用于限定本发明。对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。