經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 411572 4489twf.doc/006 A7 B7 五、發明説明（I ) 本發明是有關於一種無邊際接觸窗（Borderless Contact) 的製作方法，且特別是有關於一種具有低電阻値之無邊際 接觸窗的製作方法。 當半導體元件的尺寸愈來愈小，元件的接點也跟著變 小，因此在積體電路的製程中，形成接觸窗的位置與元件 之接點間的對準也就更加的困難。一旦接觸窗與元件之點 之間產生誤對準（MisaUgnment)的現象時，形成接觸窗的蝕 刻步驟可能會損壞元件之間的隔離結構，因而產生漏電流 (Leakage Current)。 無邊際接觸窗的製程就是爲了解決上述的問題，其做 法爲先形成蝕刻中止層覆蓋於基底與元件上方，之後再形 成內層介電層（Inter-Layer Dielectrics ; ILD)。接著，對 內層界電層進行蝕刻，暴露出部分的鈾刻中止層，再移除 暴露出來之飩刻中止層，以於內層界電層中形成接觸窗。 當形成接觸窗的位置與元件的接點之間並未完全對準時， 由於蝕刻中止層會阻止鈾刻內層介電層的步驟繼續進行， 因此元件的接點旁邊的隔離結構或是間隙壁等結構都會受 到此鈾刻中止層的保護，而確保其品質。 因此，在元件尺寸逐漸邁入線寬爲〇.25μιη，甚至0.25μΐΏ 以下的半導體製程中，接觸窗的製作已大多採用無邊際接 觸窗結構取代傳統接觸窗。 第1Α圖至第1C圖繪示習知一種製作無邊際接觸窗的 剖面流程圖。 請參照第1Α圖，在基底100上形成墊氧化層102，並 3 -------丨裝-----h訂-----線 (請先M讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 411572 4 4 8 9r wf . doc/006 八7 B7 五、發明説明（之） 且形成氮化層104於墊氧化層1〇2上。接著，以微影蝕刻. 的方法，於基底100中形成溝渠106，再沉積氧化層108 於溝渠106中。接著，進行平坦化製程，移除部分的氧化 層108以及部分的氮化物層104,形成淺溝渠隔離結構110。 請參照第圖，移除基底1〇〇上的氮化物層104以及 墊氧化層102,並且在與淺溝渠隔離結構110相隔一段距 離之基底100上形成閘氧化層112與閘極114。接著，進 行離子佈植步驟，於閘極114兩側的基底100中形成輕摻 雜汲極結構(Lightly Doped Drain ; LDD)116。之後，先形成 間隙壁118緊接於閘極114與閘氧化層112的側壁，再進 行另一次離子佈植步驟，於基底100中形成源極/汲極區 120 ° 請參照第1C圖，進行自動對準金屬矽化物(SaUade)的 製程，於閘極114以及源極/汲極區120的表面形成金屬矽 化物層122。接著，先形成蝕刻終止層124覆蓋金屬矽化 物層122,再形成內層介電層126覆蓋於蝕刻終止層124 上。之後，進行微影蝕刻步驟，於內層介電層126中形成 接觸窗開口]28,並移除接觸窗開口 128暴露出來之蝕刻 終止層124,並且使得部分的金屬矽化物層122以及氧化 層108暴露出來，完成無邊際接觸窗的製程。 以上述的方法所形成之無邊際接觸窗，雖然在形成接 觸窗的位置與元件之接點沒有完全對準時，隔離結構中的 氧化物不會被蝕刻步驟所損壞，但是接觸窗所暴露出來的 接點面積卻因爲接觸窗的誤對準而大幅減小。如此一來， 4
--------—裝-----广訂------線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁J 本紙張尺度適用中國囤家梯準（CNS ) A4規格U10 X 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4ϊί572 4489twf.doc/006 A7 五、發明説明（3 ) 在接觸窗中形成金屬插塞之後，金屬插塞與元件之間的電 阻値會因爲接觸面積太小而升高，進而影響元件的操作> 因此，本發明提供一種無邊際接觸窗的製作方法，可 以增加接觸窗與元件之接點之間的接觸面積，使得後續形 成於接觸窗中的金屬插塞與元件之間有較小的電阻値，使 得元件的操作正常。 本發明提出一種無邊際接觸窗的製作方法，在基底上 依序形成墊氧化層與氮化層之後，進行微影蝕刻步驟，移 除部分的氮化層、墊氧化層與基底，以於基底中形成溝渠。 接著，形成第一氧化層覆蓋於氮化層並且塡滿溝渠，再進 行平坦化製程，移除部分的第一氧化層與部分的氮化層。 之後，利用回鈾刻（Etch Back)的方法，將第一氧化層蝕刻 至低於基底表面的高度。接著，形成蝕刻終止層覆蓋於氮 化層與第一氧化層，再形成第二氧化層覆蓋於鈾刻終止層 上。進行平坦化製程，移除部分的第二氧化層與蝕刻終止 層以及全部的氮化層與墊氧化層，使第二氧化層表面的高 度與基底之表面相同，以形成具有第一氧化層、蝕刻終止 層與第二氧化層的淺溝渠隔離結構。 之後，在與淺溝渠隔離結構相隔一段距離的基底上形 成閘極結構，並且於閘極結構兩側的基底中形成輕摻雜汲 極結構，再形成間隙壁緊接於閘極結構的側壁。接著，移 除部分淺溝渠隔離結構中的第二氧化層與蝕刻終止層，使 得淺溝渠隔離結構中的第二氧化層與蝕刻終止層之高度低 於基底表面的高度，以於淺溝渠隔離結構中形成凹陷。此 种衣 訂 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 41.1572 4489twf.doc/006 A7 B7 五、發明説明（4) 凹陷的側壁並且暴露出部分的基底。接著，進行離子佈植 步驟，形成源極/汲極區。此離子佈植步驟除一般以砷實施 佈植方式外並加以一適度角度之斜向佈植(以磷實施），其 目的在於加深凹陷側壁的接面(junction)深度，以避免因隨 .後之自動對準金屬矽化物的製程易引致的接面漏電問題， 而所形成之源極/汲極區的部分側邊並且暴露於凹陷的側 壁。接著，進行自動對準金屬矽化物的製程，於閘極與源 極/汲極區的表面形成金屬矽化物層。由於源極/汲極區的 部分側邊暴露於凹陷的側壁，因此在源極/汲極區之暴露於 凹陷中的側壁部分，也會產生金屬矽化物。接著，形成內 層介電層覆蓋於基底上方，並且進行微影蝕刻步驟，於內 層介電層中形成接觸窗。 . 本發明的優點在於進行微影蝕刻步驟形成接觸窗#’ 蝕刻的步驟會被金屬矽化物或是蝕刻終止層所阻擋，因此 當形成接觸窗的位置與源極/汲極區沒有完全對準時’鈾％ 終止層可以保護淺溝渠隔離結構中的第一氧化層，以確# 淺溝渠隔離結構隔離元件的功能。另外，於淺溝渠隔離$ 構中形成凹陷後，以離子佈植方式形成源極/汲極區’旅I 以斜向佈植的方式佈植磷，以加深源極/汲極區在凹陷側 的接面深度，避免產生接面漏電流（Junction Leakage)的問 題。 其次，由於本發明所形成的源極/汲極區的側邊高於1虫 刻終止層的部分暴露於凹陷中，因此在進行自動對準金® 矽化物的製程時，這些暴露出來的側邊表面也會有金屬紋 6 _；__________一 本紙張尺度適用中國國家棣準·（ CNS ) A4规格（2丨OX297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· 丁 -3 線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α7 41Μ?β：ά Β7 五、發明説明（Π (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁〕 化物。當接觸窗的位置與源極/汲極區沒有完全對準而落在 淺溝渠隔離結構上時，這些位於源極/汲極區側邊的金屬矽 化物可以增加源極/汲極區與接觸窗的接觸面積，降低了元 件與後續形成於接觸窗中的插塞之間的電阻値。 另一方面，由於本發明在蝕刻內層介電層，形成接觸 窗時所進行的蝕刻步驟並不需要移除暴露出來的飩刻終止 層，因此其蝕刻的步驟也較爲簡單。 爲讓本發明之上述目的、特徵、和優點能更明顯易懂， 下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下： 圖式之簡單說明： 第1A圖至第1C圖繪示習知一種製作無邊際接觸窗的 剖面流程圖；以及 第2A圖至第2F圖繪示依據本發明之一較佳實施例， 種無邊際接觸窗的製作方法的流程剖面圖。 圖式之標記說明： 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 100、200 :基底 102、202 :墊氧化層 104、204 :氮化層 106、206 :溝渠 108 :氧化層 110、214 :淺溝渠隔離結構 112、222 :閘氧化層 114、224 :閘極 116、228 :輕摻雜汲極區 7 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2!〇Χ297公釐） 411572 4 4 8 9twf . d〇C/0 06 A7 五、發明説明（厶） 118、226 :間隙壁 120、234 :源極/汲極區 122、236 :金屬矽化物層 124、210 :鈾刻終止層 126、238 :內層介電層 128、240 :接觸窗 208 :第一氧化層 212 :第二氧化層 216 :電晶體結構 220 :井 230 :凹陷 232 :側壁 實施例 請參照第2A圖，於基底200上形成墊氧化層202以及 氮化層204之後，進行微影蝕刻步驟’移除部分的氮化層 204、墊氧化層202以及基底200，以於基底200中形成溝 渠206。其中，氮化層204的厚度比如爲大約1500埃至2000 埃。接著，形成第一氧化層208覆蓋於氮化層204上’並 且塡滿溝渠206。其中，形成第一氧化層208的方法比如 爲常壓化學氣相沉積法（Atmospheric Pressure Chemical Vapor Deposition ; APCVD)。 請參照第2B圖，進行平坦化製程，移除部分的第一 氧化層208以及部分的氮化層204。其中進行平坦化製程 的方法比如爲以化學機械硏磨法將氮化層204上方的第一 8 本紙張尺度適用中囡國家標準（CNS ) Μ規格ί 210X297公釐） --- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁〕 -5 蛵濟部智慧財產局員工消費合作社印製 411572 4489twf,d〇c/006 A7 ___^B7 五、發明説明（Π) 氧化層208完全移除，並將氮化層204硏磨至剩下大約1000 埃至1500埃的厚度，以及將溝渠206中的第一氧化層208 回蝕刻至低於基底200之表面的高度約2000埃左右。接 著，形成蝕刻終止層210覆蓋於氮化層204、第一氧化層 208以及溝渠206的表面上方，再形成第二氧化層212於 蝕刻終止層210上方。其中，蝕刻終止層210的材質比如 爲氮化物，其厚度比如爲大約250埃至350埃，而形成第 二氧化層212的方法則比如爲常壓化學氣相沉積法。 請參照第2C圖，進行另一次平坦化製程，移除部分 的第二氧化層212與蝕刻終止層210,並且將氮化層204 以及墊氧化層202完全去除掉，以形成具有第一氧化層 208、蝕刻終止層210以及第二氧化層212的淺溝渠隔離結 構214。其中，此次的平坦化製程比如爲以化學機械硏磨 法將第二氧化層212、蝕刻終止層210高於基底2⑻表面 的部分硏磨掉。去除氮化層204的步驟比如爲以磷酸(Η3Ρ04) 進行，而去除墊氧化層202的步驟則比如爲以氫氟酸(HF) 進行。如此一來，第二氧化層212與蝕刻終止層210只剩 下位於溝渠206中的部分，而在基底200上的氮化層204 以及墊氧化層202則完全被去除掉。 請參照第2D圖，在與淺溝渠隔離結構214相隔一段距 離的基底200上，形成電晶體結構216。其中形成此電晶 體結構的方法比如先以離子植入法於基底200中形成井220 以調整啓始電壓（Threshold Voltage)，形成閘氧化層222於 基底200上，再於閘氧化層222上形成閘極224以及於閘 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210 X 29?公釐） (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 411572 4489twf . doc / Ο Ο 6 A7 _ B7 五、發明説明（公） 極224兩側形成間隙壁226。或是在形成間隙壁226之前 再以離子植入的方式，於基底200中形成輕摻雜汲極區 228。其中，間隙壁226的材質以氮化物爲較佳。 請參照第2Ε圖，移除位於溝渠206中的部分第二氧化 層212以及飩刻終止層210，於溝渠206中形成凹陷230。 其中凹陷230並且暴露出輕摻雜汲極區228的側壁232。 形成此凹陷230的方法比如爲以回蝕刻的方式移除第二氧 化層212至剩下大約500埃至1000埃的厚度，並且以磷酸 溶液移除部分的蝕刻終止層210至與第二氧化層212相同 的高度。由於蝕刻終止層210與間隙壁226的材質相同， 因此再移除部分的蝕刻終止層210時，需要控制間隙壁226 被蝕刻的厚度。接著，進行離子植入步驟，於基底200中 形成源極/汲極區234。此離子佈植步驟除一般以砷實施佈 植方式外，於淺溝渠隔離結構214的區域可以磷實施一適 度角度之斜向佈植，其目的在於加深凹陷230側壁的接面 深度，以避免因隨後之自動對準金屬矽化物的製程易引致 的接面漏電問題。 請參照第2F圖，進行自動對準金屬矽化物的製程，在 閘極與源極/汲極區234的表面形成金屬矽化物層236。由 於源極/汲極區的側壁232是暴露出來的，因此側壁232的 表面也會產生金屬矽化物層236。其中，金屬矽化物層236 並且與蝕刻終止層210相接。之後，形成內層介電層238 覆蓋於基底200上，並且於內層介電層238中形成接觸窗 240。其中形成接觸窗240的方法比如爲以微影蝕刻的方 J ί) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐） I I . I I i I ^ I 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 411572 4489twf.doc/006 A7 B7 五、發明説明（7 ) 式進行。而蝕刻的步驟則進行至被金屬矽化物層236或是 蝕刻終止層210所阻擋而停止，因此接觸窗240將暴露出 部分的金屬矽化物層236。 由上述可知，本發明的優點在於具有蝕刻終止層，因 .此在蝕刻內層介電層形成接觸窗時，不會因爲形成接觸窗 的位置與源極/汲極區沒有完全對準而造成淺溝渠隔離結構 的損壞，具有無邊際接觸窗的優點。其次，由於源極/汲極 區的部分側壁被暴露出來，並且形成有金屬矽化物，因此 增加了接觸窗與源極/汲極區之間的接觸面積，降低了後續 形成於接觸窗中之插塞與源極/汲極區之間的電阻値。 另外，由於在形成源極/汲極區時，在淺溝渠隔離結構 的區域更以斜向佈植的方式對凹陷所暴露出來之側壁進行 佈植，因此增加了源極/汲極區在凹陷之側壁的接面深度， 避免了因爲接面深度不足所可能導致的漏電流現象。另一 方面，由於在蝕刻內層介電層時，不需移除蝕刻終止層， 因此本發明的方法在蝕刻內層介電層以彫成接觸窗的步驟 上較爲簡單。 雖然本發明已以一較佳實施例揭露如上，然其並非用 以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精 神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保 護範圍當視後附之申請專利範圍所際定者爲準。 本紙張尺度適用中國國家標率（CNS ) A4規格（21〇χ297公釐） * ---.- 1 I 線 (請先鬩讀背面之注意事項再填寫本頁)