TW396525B - Method for forming contact windows - Google Patents

Description

五、發明說明（1) 5 -1發明領域： 本發明係有關於-種形成接觸窗的方法斑 在蝕刻程序之前，於覆蓋層上再覆蓋一 】=疋藉由 滑且向外傾斜的接觸窗切而L由Λ方法可得一平 此接觸窗。廓而有利於填充材料進入 5-2發明背景： 藉以形成金屬板 方法至少包括下 成接觸窗（ 觸®而形成所需 截刻’所以接觸 但此限制並非難 限制皆可藉由使 顯地’當接觸窗 接觸（Contact)廣泛用半導體製程， 塞、内連線或其它半導體結構。形成 ，的步驟：f先在表面以蝕刻法等i序形 Contact Wind〇w)，然後填入 到 為接觸的形成程序包括二; XI 被相關製程技術瓶頸所限制。 ::紫外：為即使在深次微米技術中，此 、電子束、x_光等來改進。明 、2越小，積體電路積集度也增加。 U為所有形成於晶圓上的半導盖 ’所以接觸窗深度會受到限制構 米至二點j 體元件中接觸窗 ‘”五铽米。因此當元件尺寸縮小時

都有一定的高度 件中，接觸窗的 的深度約為二.微 ’接觸窗的高寬

第4頁 五、發明說明（2) 比將隨之增加，使得填入到接觸窗中 之降低。 才枓的覆蓋品質隨 一習知的接觸之結構如第- A圖所示，、 形成於晶圓1 0上，然後以蝕刻等方法忐先將覆蓋層1 2 入材料1 4到接觸窗而形成接觸。 接觸窗，然後填 明顯地，當高寬比增加，突懸16、 缺陷會致使接觸的品質降低。例當接，18或其它注的 時，若高寬比過大使得接觸窗開口易於向為一金屬栓塞 底層無法填滿金屬，則此金屬栓塞的導二而導至接觸窗 一個降低高寬比的直接方法為增加接=將因而降I。 此時高寬比仍受限於元件結構的高度。口寬度，雖然 是影響材料如何填入接觸窗的重要因素，；接觸窗的外形 窗成形法如圖一 Β所示，此處覆蓋層丨2 =此另一種接觸 並以非同向蝕刻法形成接觸窗，由二接鏑j於晶圓1 0上， 向外傾斜，因此不會形成栓塞、孔隙，1的輪廓明顯地 料14的階梯覆蓋性。但是元件積集度，，加了填入材 寬度的重要限制，由於每一個接觸窗蛊^ ^ =接觸窗開D 觸窗與元件間皆須有效地隔離，因此^ 間以及與接 元件間，皆有-最小距離的限制。明固；接觸窗以及 〇 被限制在一定範圍内時，若接觸深辦虽接觸窗寬度 亦隨之增加。 度3加’其高寬比 基於上述的討論，無可以得知改盖 ’是接觸窗實際應用中相當重要的課二:別”等缺陷 接觸窗寬度的前提下’如何改善接觸窗的！=不：：

第5頁 五、發明說明（3) 個迫切的課題 N積集度半導體元件製程中 3發明目的及概述 f發明的~種新的形成接觸 、， 則先在覆蓋層上覆蓋一重覆f基展/ 。首先在蝕刻程 费：刻速率大下覆蓋層的蝕刻速；羞；此：且重覆覆蓋層 巧：層較易去除，並使得重覆覆蓋：=刻程序中重 外傾斜的接觸窗開口輪廊，故==:二滑且向 兄材科到此接觸窗 紅第一實施例提供一形成接觸窗的方法，卜士 列的步驟：首先，形成多數個半導體4;法至少包 面並以-覆蓋層覆蓋其上，纟此覆蓋層-晶圓表 -，重覆覆蓋層的靖；大：以的覆以；冗 —，以飯刻、法等方法形成接觸窗，接 」逮率。第 覆蓋層頂部而其底部位於半導體結構圓:口位於重覆 接觸窗開口的輪廊係為平滑並向外傾斜：w 2面上，，時 填入此接觸窗以形成接觸。 有利於將材料 在另一個實施例中，一形成金屬拴塞、 此方法至少包括下列的步驟：首先，於晶而'提出， 電層以覆蓋晶圓表面及形成於晶圓表上形成一介 卸上的+導體結構， 五、發明說明（4) 然後、以化學機械研磨平 其同度相專或尚於半導體結構。热、 坦化介電層的表面，並形於匕=摘 化層的蝕刻速率大於㈣：乳：層於:丨電層之上，在此氧 ，接觸窗開口位於重f产二—，以蝕刻法形成接觸窗 半導體結構咬曰圓^覆f層的頂部，而接觸窗底部位於 塞將不會因检屬夂以形成金屬栓塞，而且金屬栓 往暴或孔隙而降低其性能。 4圖式簡單說 明： 馨 面顯；圖;和帛β圖顯不不同二種習知之接觸窗的横截 接發明之-實施例， 形成 之代表符 10 晶圓12 覆蓋層 U ^ 填入材料 1 6 ^ 突懸 18 孔隙 2〇 η _ 晶圓表層 號：

Q

半導體結構 22 覆蓋層 24 重覆覆蓋層 25 接觸窗 填入材料 5-5發明詳細說明： 法，根據第一個實施例，本發明提供了一形成接觸窗的方 古^ ΐ以本方法形成之接觸窗的形狀易於填入材料並可 - '肖·除栓塞、孔隙等缺陷。此方法的圖示顯示於如第 ΐ Λ至圖:且此方法至少包括下列的步驟：首先如 ί二==括：閘極、電容之電極板、絕緣層、 I以保護半導體結構21。覆蓋層以至 介電：：且；高度等於或高於半導體結構21的高i:包括 其次，在以蝕刻程序等方法形成 之前度 重覆覆蓋層24於覆蓋層22上， 萝固叫先形成 於覆蓋層22。形成重覆覆蓋層以：；心包：刻逮率大 相沉積、物理氣相沉積，而且重覆篆夕，括.化學氣 電層與氧化層。當然重覆覆蓋 曰至〉包括··介 adhesion)將限制可以選用的材種^覆蓋層22的附著性（

m 第8頁 立、發明說明（6) 別是:J二*第二B圖所*，以微影程序與鞋刻程序，特 同向蝕刻，去除部分的重覆覆蓋層24 ::: 窗25/接觸窗25的開口位於重覆覆蓋層24:: 於重於半導體結構2ί或晶圓表層20。明顯地，由 覆盍 敍刻速率大於覆蓋層22的餘刻速率，重 3 的去除量大於覆蓋層22的去除量，因此不口接 的ί度Ϊ;?覆f層24中的寬度比接觸窗25在覆蓋層“中 f見，而且接觸窗25開口係圓滑向外傾斜 的填= = = 如===為降低。填八材料26到接觸窗2=; 在另一個實施例中，本發明被應用來形成金屬於# =^施例中以和前-實施例相同的圖 :嶋 '本實施例至少包括下列的步驟：首先， θ 20形成一以介電層形成的覆蓋層22，晶圓 』 括-半導體結構21。可能的半導體結構21至少包括至= 、電容器之電極板、絕緣層、多層内連線。在此該以= 層形成的土蓋層22的高度不可以低於半導體結構。的： 法二：2層形成的覆蓋層22的表面將以化學機械；磨 其次，如同習知之平垣化方法的程序，形成—以 層形成的重覆覆蓋層24於以介電層形成的覆蓋層2 以填補研磨過程所產生的㈣，防止在隨履的金屬化程序 五、發明說明（7) ' ' —— 中^於填入金屬到刮痕中而引發不正常的 以氧化層开> 成的重覆覆蓋層24與以介 間的接合將限制住可以選擇之氧化層與介 時，在此實施例中以氧化層形成的重覆覆 率必須大於以介電層形成的覆蓋層22的蝕 外’形成重覆覆蓋層24的方法至少包括： 物理氣相沉積，而且所使用的介電層為一 回火溫度為800 T：，所以以介電層形成的 扭似於以氧化層形成的重覆覆蓋層24的妹 的附著性極佳’同時，由於回火程序會增 密度，所以回火氧化層的蝕刻速率將大^ 率。 第二、以蝕刻程序，特別是非同向戗 25 °接觸窗25開口位於重覆覆蓋層24的頂 於半導體結構21或晶圓表層2〇。由於以氧 覆蓋層24的餘刻速率大於以介電層形成的 速率，所以以氧化層形成的重覆覆蓋層2 4 介電.層形成的覆蓋層22的餘刻量，藉此不 中的接觸窗寬度大於覆蓋層22中的接觸窗 口形狀係平滑向外傾斜’有利於填入材料 可有效地降低形成栓塞、孔隙的機率。 最後、以金屬為填入材料2 6，將金屬 中而形成金屬栓塞。在此可進一步以用化 chemical mechanical P〇 1 i sh i ng)移除所 短路。明 形成的覆 電層的材 蓋層2 4的 刻速率。 化學氣相 回火氧化 覆蓋層22 構，並且 加回火氧 氧化層.的 刻，形成 部，而其 化層形成 覆蓋層22 的姓刻量 只重覆覆 寬度，而 到接觸窗 填入到接 學機械研 有剩餘的 顯地， 蓋層22 料。同 钱刻& 除此之 沉積與 層，其 的結構 二者間 化層的 餘刻速 接觸窗 底部位 的重覆 的触刻 大於以 蓋層24 且其開 中，並 觸窗25 磨法（ 甜入材

五、發明說明（8) 料26。 以上所述僅為本發明之較佳實施例而已，並非用以限 定本發明之申請專利範圍；凡其它未脫離本發明所揭示之 精神下所完成之等效改變或修飾，均應包含在下述之申請 專利範圍内。

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Claims (1)

1. 六、申請專利範圍 1. 一種形成接觸窗的方法，其製程步驟至少包含： 於一晶圓表面形成多數個半導體結構； 於該晶圓表面形成一覆蓋層，該覆蓋層的高度不可低 於該多數個半導體結構； 形成重覆覆蓋層於該覆蓋層之上，該重覆覆蓋層的蝕 刻速率大於該覆蓋層的钱刻速率；和 形成多數個接觸窗，該多數個接觸窗的開口位於該重 覆覆蓋層的頂部，並且該多數個接觸窗的底部位於該多數 個半導體結構或該晶圓表面。 2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中上述之多數個半導 體結構至少包括：閘極、電容之電極板、絕緣層與多層内 連線。 3. 如申請專利範圍第1項之方法，其中上述之覆蓋層至少 包括介電層。 4. 如申請專利範圍第1項之方法，其中上述之重覆覆蓋層 至少包括氧化層與介電層。 5. 如申請專利範圍第1項之方法，其中上述之重覆覆蓋層 的形成方法至少包括化學氣相沉積與物理氣相沉積。 6.如申請專利範圍第1項之方法，其中上述之接觸窗的開

   第12頁 六、申請專利範圍 口邊緣平滑且向外傾斜，而且該接觸窗在該重覆覆蓋層中 的寬度比讓接觸窗在該覆蓋層中的寬度來得寬。 刻 層 : 餘 蓋 驟 的 覆 步 層 覆 的. 化 重 列 ·，氧 於 。 下 面該 位 塞 括 表處 口 栓 包 的此 開 屬 少 層， 的和金 至.，電上 窗.，該 法層介之；觸面成 方電該層率接表形 該介化電速該圓而 ,一 坦介刻，晶窗 法成平該蝕窗該觸 方形磨於的觸於接 的面研層層接位此 塞表械化電一部至 栓圓機氧介成底屬 屬晶學一該形其金 金一化成於法且入 成於以形大刻，注 形 率蝕部 7.速以頂 8.如申請專利範圍第7項之方法，其中上述之晶圓表面至 少包括一半導體結構。 9.如申請專利範圍第7項之方法，其中上述之半導體結構 至少包括：閘極、電容器之電極板、絕緣層與多層内連線 1 0.如申請專利範圍第7項之方法，其中上述之介電層的高 度不可低於半導體結構。 11.如申請專利範圍第7項之方法，其中上述之介電層為一 回火氧化層，其回火溫度為800 °C，而且該回火氧化層的

   第13頁 336525 六、申請專利範圍 钱刻速率大於該.氧化層的飯刻速卓。 1 2.如申請專利範圍第7項之方法，其中上述之氧化層的形 成方法至少包括：化學氣相沉積與物理氣相沉積。 1 3.如申請專利範圍第7項之方法，其中上述之接觸窗開口 的輪廓平滑且向外傾斜，而且該接觸窗在該重覆覆蓋層中 的寬度比該接觸窗在該覆蓋層甲的寬度來得寬。

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