TW466752B - A method of forming the first level of metallization in DRAM chips - Google Patents

Description

466752 A7 B7 五、發明說明（） 發明領域： (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明是有關於一種半導體積體電路（IC:s)的製造方 法’且特別有關於一種在第一層金屬内連線形成接觸窗及 金屬著陸塾(metal lands)之新的形成方法’可以顯著地改 善元件效能。 發明背景：_ 在半導體積體電路的製造中，且特別是有關於動態隨 機存取記憶體（DRAM)晶片中，第一層金屬内連線（此後稱 為Μ 0層） ’ 一般保用在.定址（a d d r e s s)晶片中的記憶胞 (memory cell)。基本上MO層用來連接所_有由相同.位.元 線（BL)驅動之絕緣閘場效電晶體（IGFETs)中的擴散區（源 極/沒極區）.，以及連接所有由相同字元線（WL)驅動的 IGFET的閘極導電體’到晶片週邊區域中其個別的驅動 IGFET。每條位元線包括有一形成在M0微影層之金屬著 陸塾。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 印參煦，第1圖及第2A-2I圖，接著將對傳統接觸窗及 金屬著陸墊之製作過程中的必要步驟進行簡單介紹。在這 些步驟完成之後，接著製作DRAM晶片之第一層金屬内連 線層（M0内連線層）之接觸窗與金屬著陸墊以及位元線。 弟1圖繪示者為現狀（state-of-the-art)半導體结構 1 〇 ’其為晶圓的一部份’係在形成製程之起始階段。结構 1 0基本上包括一矽基底丨丨，其内分別形成有N +擴散區 12A與P +擴散區12B(—般參照為12)，並且有複數個閘極 第頂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） A7 <4 6 67 5 2 ____ B7 五、發明說明（) 導體堆叠.層.1 3 ,如同一般製程，係形成在作為I 〇 F £ τ s之 閘極介電層的二氧化矽（Si〇2)層上。閘極導體（(}(：)堆#層 包括#雜複晶珍/ί夕化鎢（WSix)/頂層SiyN4之複合結構。 如第1圖所示，頂層Si#4延伸並覆蓋GC堆疊層的侧壁， 以達到保護的目的，稱為GC間隙壁。在晶片表面，可分 為二個不同區域。首先’在”陣列區"製作記憶胞。每個初 步的_記憶胞包括一個IGFET ’以及對應的儲存電容，，如-同 般I私’其形成在深溝渠中。在其他區.域參.照為π支援 區可找到定址及驅動電路。結構1 〇上覆蓋有一層删磷 矽玻璃（BPSG)層14 ’以及一層蓋在BPSG層14上之四乙 烷基矽甲烷（TEOS) 1 5。如同一般製程，這些層藉由使用 LPCVD共形沉積在結構1〇上。如第1圖所示，結構1〇 具有一大致平坦的表面。 現在’依照在結構1 〇 .表面位置’製.作兩種_接觸窗開 口。首先’蝕刻穿過在”陣列區"之層14與15，形成第2A 圖中編號16之接觸窗開口，參照為CB開口。現在請參照 第2B圖，'在結構10上共形沉積掺雜複晶矽層17，藉以 填滿並超過接觸窗開口 1 6。接著，使用電漿乾蝕刻摻雜複 晶梦層17，直到達TEOS層表面。如第2C圖中所示’持 續蚀刻藉以在殘留的複晶矽填充17中產生凹口（cb凹 口）。接著將金屬填入CB凹口中，藉以形成著陸塾，作為 記憶胞之位元線。此一過度蝕刻步驟係由蝕刻時間決定且 非常的關鍵（critical)，因為其對蝕刻時間以及晶圓上不一 致的厚度非常敏感。此過度蝕刻步驟必須小心執行，以避 第4頁 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -r—I ----— I — I 訂—---- ----. 經濟部智慧財產局員工消費合作社，印製 6 675 2 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（） 免暴露出閘極導體堆疊層1 3的側壁。由於c B凹口的|虫刻 氣體對於形成GC間隙壁之ShN4以及掺雜複晶矽層17之 間具有很低的選擇性’條若C B凹口太深，會移除部分Q c 間隙壁’而暴露出WS材質。在此情況，於製作過程的 尾端，位元線與字元線之間會形成電性短路。這些步驟的 目的在製造導電性镶嵌（conduct ive studs)17，其可以使位 元線之金屬著陸墊與N +型擴散區12 A(如第2C圖之基底 1 1中所示’即一般鄰接於IGFETs之汲極區）之間電性連 接。 現在5青參照第2 D圖首先在結構1 〇上覆蓋一層厚 的抗反射（ARC)層1 8,抗反射層1 8位於複晶矽鑲嵌17上， 且填入CB凹口 16.’.接著覆蓋一層.850 nm厚的光阻材質 19。合適的化學組成例如可以使用Shipley，Malborough， MA，USA提供之AR3及UV2HS。在沉積之後，烘烤光阻 層1 9，如同一般製程，進行曝光及顯影，藉以形成圖案化 層’在此之後稱為CS(Su.pport Contact)罩幕。CS罩幕19 之目的在定義接觸窗的位置’接觸窗位於第一層金屬内連 線層（M0)之金屬著陸墊以及支援區中結構表面之擴散 區1 2 B之間。 使用C S罩幕19 ’蝕刻穿過在支援區所需位置之層 18、15、14，以及GC堆疊層13之頂層Si3N4，形成接觸 窗開口 ’藉以暴露出IGFETs之GC堆疊層的冒3“材質層， 以及基底II之P +擴散區1 2B。這些接觸窗開口此後稱為 閘極導體接觸窗（GC)開口及擴散接觸窗（CD)開口，分別為 第湏 J I I I ---— I — - I I I I I I I ^ I--I I I I I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 46675 2 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

五、發明說明（） 第2E圖中的標號20及2卜上述CS蝕刻ϋ妒u 做到I裎的氣體對矽 具有低的選擇性，因此’如第2E圖所示，明 明顯地對P +擴 散區1 2B(位於接觸窗開口 2 1之底部）產峰τ丄 丨）座玍不適當的蝕刻而 降低其主動區域。在過度蝕刻期間，在此p F +擴散區之摻質 劑量明顯地減少，因而消耗其中的摻質濾片.. 文貝，辰度。逞兩個缺點 分別對擴散區1 2B具有很大的影響，並且因品办舶 且囚而影響IGFET 源極/汲極區的飽和電流。亦可在接觸窗開. 阳w 2 〇展邵看到 相似的影響’不過其較不關鍵，因為並未完全移除 材質。 現在’請參照第2 F圖，再次在結構1 〇上覆蓋一層9 〇 nm厚的抗反射（ARC)層22,抗反射層22填入接觸窗開口 1 6、20及2 1. ’然後再覆蓋一層8 50nm厚的光阻材質23。 使用如同前述CS罩幕微影步驟之化學組成及製程。在沉 積之後’烘烤光阻層23 ’如同一般製程，進·行曝光..及顯影, 藉以形成圖案化層，此後稱為M0罩幕23。此M0罩幕23 的目的在定義位在結構1 0表面之第一層金屬内連線之金 屬著陸塾鈞位置.。如第_2F圖所見，由於AHC材.質層22 並非是良好的平坦化介質，因此不會完全填滿接觸窗開口 2 1。其他接觸窗開口 2 0並非關鍵部分，如第2 F圖所示， 接觸窗開口的頂部可能會閉合，而形成大的孔洞（v〇id)。 在定義M0罩幕之後，在兩階段製程步驟中，進行M0 蝕刻製程，藉以移除270 nm未被該M0罩幕23保護的 TEOS 層 15。 第一步驟稱為11抗反射層開口（ARC OPEN)”，蝕刻ARC 第6頁 本紙張尺度適用甲國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公楚） <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 11 in 訂··---*---- ^Lr . 46 675 2 A7 B7 經 濟 部 智 慧 財 產 局 消 費 合 作 社 印 製 五.、發明說明（）. 層22，向下直到TEOS層15表面。在此金屬著陸整形成 製程階段中’結構10如第2G圖所示。如第2G圖所見， 在M0罩幕23中的開口具有細薄的側壁，因此降低前述微 影步驟的製程裕度（process window)。另外，在接觸窗開 口 2 1底部之層22的ARC材質完全被移除，再次暴露出 P +擴散區12B至下一個蝕刻步驟。 第二蝕刻步驟蝕刻約270 nm厚的TEOS層15，藉以 產生所需的凹口，凹口為金屬著陸墊接著要形成的位置。 所形成的結構如第2H圖所示，其中凹口依照其位在陣列 區或支援區，參照為標號24及25。此後其將參照為著陸 墊凹口 24/25 。 不幸地，上述的二步驟蝕刻製程並不令人滿意。如前 所述’在第一步驟產生的細薄接觸窗開口，係因C ρ 4化學 組成對ARC層22的厚度改變（在晶圓上其厚度可有7〇_丨i 〇 nm的改變）非常敏感’因此在相同的晶圓中，著陸整凹口 24/25的尺寸會明顯地隨中心至邊緣而改變。雖然藉由使 用非常長的蝕刻時間可以避免此問題，但是會有降低接觸 窗開口側壁輪廓的危險。微小的著陸墊凹口 24/25會是導 致相鄰的兩M0金屬著陸墊電性短路的可能來源，而造成 大量的失敗記憶胞。相反地，倘若為了避免這些短路，該 凹口在触刻之後，可能會產生過大電阻之M〇著陸整。此 外，由於第二步驟的化學組成對於ARC、複晶矽及TE0S 材質之間具有不同的蝕刻速率，在著陸墊凹口 24中，部 分類似的電阻問題可能會擴大。 第7頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公^ ------I! f‘裝 -------訂------!!^ {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 466752 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（） 現在請參照第2 Η圖的右邊部分’在支援區中，c d 與 CG接觸窗開口 20與21依舊覆蓋有一層ARC材質層22。 在第二步驟期間’.當CHFVCFi/.Ar的化學組成触刻TEOS Si〇2的速率快過ARC材質時’且由於接觸窗開口 2〇及2 f 相當細小，ARC材質如同罩幕’遮蓋在其附近層15的TEOS Si〇2材質。結果’如第2H圖所示，te〇S Si02圍牆 (fences)26殘留在ARC填入的接觸窗開口 2〇與Η處，並 且在這些地方亦造成凹陷2 7。相同的情形亦發生在陣列 區’如第2H圖左側部分所示。值得注意的是，由於此第 二步驟的化學組成不能蝕刻複晶矽鑲嵌丨7，其尾端會高於 著陸墊凹口 24(M0層）的底部。 重要的是，CD接觸窗開口 21(其發底部表面並未被保 護）部分會在第二步驟期間受到侵触，因此，如第2H圖所 不，在這些位置中，P +擴散區1 2B的矽材質完全被移除。 此對I0FET元件功能具有極大的影響。 在此製程階段’使用傳統的剥除製程移除層22 .與23 殘田的ARC與光阻材質。然後，請參照第21圖，使用濺 鍍技術，在晶圓上沉積一層25nm厚之鈦/氮化鈦（Ti/TiN) 之雙層附著層2 8 ’以作為觀裡層。接著使用化學氣相沉積 (CVD)技術，形成一層鎢（W)層29的毯覆式沉積。之後， 使用足夠的研t，對晶圓進行化學機械研磨，藉以移除超 過的鎢及鈦/氮化鈦。最後，如第21圖所示，製成具有M〇 嫣著陸勢29之平坦的珍結構10。如第21圖所見’在陣列 區中，複晶矽鑲嵌17導致M0鎢著陸墊29的縮小（並不在 第8頁 本紙張尺度國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐) --- I--------I--裝-----— 1— 訂'--1------ I ^τν (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 46 675 2 A7 _._B7_^_ 五、發明說明（） 支援區），因而惡化其電性阻抗。 圍繞在接觸窗開口 1 6、20與2 1之圍牆26與凹陷27， 會導致25 nm厚的Ti/TiN襯裡層28形成不連續。因此， 使Ti矽化製程不完全，因而造成複晶矽鑲嵌1 7與金屬著 陸墊2 9之間的電阻改變。此外，圍牆2 6在C G與C D接 觸窗開口 20與2 1的M0鎢著陸墊29造成應力，因而導致 穩定性衰退。 發明目的及概述： 本發明之主要目的在提供一種於第一層金屬内連線 層形成接觸窗及金屬著陸墊的方法，其中執行M0微影及 蝕刻步驟先於C S微影及触刻步驟。 本發明之另一目的在提供一種於第一層金屬内連線 層（M0)形成接觸窗及金屬著陸墊的方法，可改善金屬接觸 窗與著陸整V擴散區的界面。 本發明之另一目的在提供一種於第一層金屬内連線 層（M0)形成接觸窗及金屬著陸墊的方法，在M0蝕刻之 前，對ARC平坦化不敏感。 本發明之再一目的在提供一種於第一層金屬内連線 層（M0)形成接觸窗及金屬著陸墊的方法，避免在M0蝕刻 製程期間，發生對CS接觸窗電阻不利之P +擴散區的腐 触0 本發明之再一目的在提供一種於第一層金屬内連線 層（M0)形成接觸窗及金屬著陸墊的方法，避免在M0蚀刻 第9頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） J-----------------------訂·--------I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 4 6 6 7 5 2 五、發明說明（

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1红功間，發生對CG接觸窗電阻 w由 本發明之另一目的在摇徂一 j<Wslx腐蚀。 Mn. ’、種於第—層金屬内連線 層（M0)形成接觸窗及金屬著， 制对Μ '去避免在M0蝕刻 製程期間，硼從Ρ +擴散區向 τ 收而不利於其電阻率。 本發明之又一目的在提供一 至κ用非選擇性化學組 成，在第-層金屬内連線層(Μ〇)形成接觸窗及金屬著陸塾 的方法。 本：明之又一目的在提供一種使用非選擇性化學组 成’在弟-層金屬内連線層（剛形成接觸窗及金屬著陸塾 的方法’ *中CB凹口之過度蝕刻步驟不會長過所需時 間。 •本心月之又一目的在提供一種使用非選擇性化學組 成，在第一層金屬内連線層（M0)形成接觸窗及金屬著陸墊 的方法，可去除在M〇著陸墊凹口周圍的si〇2圍牆及凹 陷’用以增—進穩定性。 本發明之又一目的在提供一種使用非選擇性化學組 成’在第一層金屬内連線層（M0)形成接觸窗及金屬著陸墊 的方法，產生具有均勻深度與尺寸之M〇著陸墊凹口，藉 以確保杈佳的襯裡層連續性，改善Μ 0金屬著陸墊的電性 阻抗。 本發明之再一目的在提供一種使用非選擇性化學組 成’在第一層金屬内連線層（Μ0)形成接觸窗及金屬著陸墊 的方法’以大致相同的速率蝕刻摻雜複晶矽、Arc與TEOS材質。 第10頁 本紙張尺度賴中國國私辟《JNS)A伐格（21G X 297公髮） (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) -Γ*裝 訂11---·! -f. 466752 五、發明說明（ :κ —目的在提供一種使用非選擇性化學組 成’在弟一層金屬内連線層(Μ〇)形成接觸窗及金屬著陸墊 的万·法’加t在Μ0微影階段的製程裕度…⑽ss window)，並且改善生產率。 本發明之方、·表 述的缺點。，㈣及其他相關的目的’免去前 根據本發明所提供之一種在第一層金屬内連 形成接觸窗及金屬著陸蟄的方法,包括下列步驟.、 Μ提供，底，切基底具有擴散區形成於其中， 具有複數個閘極導體堆疊層形成於其上’閘極導體堆 層包括由摻雜複晶，/耐熱金屬/氮切(Si3N4)層组成 此結構X —絕緣層保護； b)於絕緣層中形成第一型接觸窗開口，參照為CB接 窗開口，藉以暴露出部分基底之擴散區； Ο ”掺雜複晶梦填滿暴露出擴散區之CB接觸窗 口’藉以在其中形成跟絕緣層表面共平面之導電， 嵌； d) 在此結構之表面形成第一罩幕，參照為則罩幕 以暴露出包含導電性鑲嵌之M〇著陸墊凹口的位置 e) 非等向性乾蚀刻此罩幕結構，藉以在絕緣層中 M0著陸整凹口；_ f) 移除M0罩幕； g) 在此結構之表面形成一第二罩幕，參照為cs罩 藉以在部分M0著陸墊凹口中，暴露出所需的第二 JL 疊 觸 開 性鑲 幕 第II頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公髮） A7

466752 五、發明說明（） 觸窗開口的位置，這些接觸 窗開口依知、其位於閘極導赠

堆疊層或擴散區上分別參昭為H f…、4 CG與CD接觸窗開口· h) 非等向性乾㈣此罩幕結構，藉以形成⑶與⑶’

觸窗開口 ’ C D與c G接觸愈pq X 興仏接觸自㈤σ分別暴露部分擴散區以 及部分閘極導體堆疊層之耐熱金屬層； i) 移除CS罩幕·;以及_ j) 使用一導電性材質例如金屬，填滿M〇著陸塾凹口及 CD/CG接觸窗開口’而使金屬與絕緣層頂部表面近乎共 平面。 _. 本發明之万法可以對M0金屬著陸墊的尺寸與電阻 率，以及CS接觸窗的尺寸與電阻有較佳的控制。 本發明之方法在晶圓上產生具有高度的深度及尺寸 均勻性之M0著陸墊凹口，因此M〇金屬著陸墊不會有電 阻率的問題。此外，由於改換MC)與支援接觸（cs)微影及 触刻步驟’ CS接觸窗開口不會暴露而過度蝕刻，因此CS 接觸窗不會有電阻的問題。 認定為本發明特徵之新穎特色在後附申請專利範圍 中提出。然而’發明本身不但具有這些及其他的目的與優 點於其中’並且將在下列詳細的敘述中，以相關的較佳實 施例並配合附加圖示做說明。 圖式簡單說明： 第1圖為現狀.（state-of-the-art)珍結構之剖面圖，包括擴散 區（源極/汲極區）及形成在其上之閘極導體堆疊 第12頁 未紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公鲞.) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝---I -----訂 ---------. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 •4 6 67 5 2 A7

五、發明說明（） 層’在平坦化之後並覆蓋有雙層材質層（上層為 BPSG層’下層為TEOS層）。 第2A-2I圖為第i圖之結構在經過一連率的傳統製程步驟 之後’在第一層金屬内連線形成接觸窗及金屬著陸 墊。 第3A-3F圖為第1圖之結構，依據本發明之方法，在經過 一連串製程步驟之後，在第一層金屬内連線形成接 觸窗及金屬著陸墊。 圖號對照說明: 10 半導體結構 11 矽基底 12A N+_擴散區 12B P +擴散區 13 閘極導體堆疊層 14 硼磷矽玻璃（BPSG) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 5 四乙烷基矽甲烷（TEOS) 16 CB接觸窗開口 17 摻雜複晶矽層 18 抗反射層（ARC) 19 光阻飧 20 GC接觸窗開口 21 C D接觸窗開口 22 抗反射層 23 光阻層· 24 著陸塾凹口 25 著陸塾凹_ 口 26 圍牆 27 凹陷 28 附著層 29 鴣層 18, 抗反射層 19' M0光阻罩幕層 20' 接觸窗開口 21' 接觸窗開口 22' 抗反射層 第13頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x297公釐） I---------— III— ^4-------—訂----------^1. (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

29’ 著陸墊 3 1 M0著陸墊凹口 4 6 675 2 五、發明說明（） 2 3' 光阻層 30 M0著陵|凹 發明詳細說 申請發明去益_ a t、 有發現傳統接觸窗及金屬著陸墊的製造

法（請參照第！圖万堂〇Δ，T 圖及弟2A-2I圖且如前所述）可以顯著地被

改善。依照本I aH # ' A 货明’基本的創新觀點在於改換Μ〇及支援 接觸（CS)的光罩（微影）及触刻步驟’以及S M0 #刻步驟 使用非選擇'14化學組成。結果’可減除一道製程步驟，且 了去除幻这的.穩定性問題（尺寸、電.阻率等等）。 /王思在許多的圖示中，使用相同的標號（原先的）標示 相同的（對應的）部分。 不同於傳統的製作過程（請參照第2A_2I圖且如前所 述）’本發明之改善製程開始於M〇光罩及蝕刻步驟。 凊參照-第3 Α·3F圖，本發明之接觸窗及金屬著陸墊之 製造方法將敘述如後。起始結構依舊為第丨圖的結構1〇， 基本上包括矽基底丨丨，具有擴散區12形成於其中以及閘 極導體堆疊層13形成於其上。如同一般製程，藉由層 14/1 5(BPSG/TEOS雙層）保護結構10。請參照第2Α與2Β 圖’除了不再過度触刻複晶珍鑲嵌1 7 .外，相同的製程步 驟順序如前所述，因此如第3Α圖所見，複晶矽鑲嵌17的 頂部與TEOS層1 5的表面大致是共平面。 現在請參照第3Β圖’形成ARC層18'與Μ0光阻罩 幕層19'。接著圖案化光阻層19'，藉以暴露出在M0著陸 第14頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） J---.-----：--[裝----—---訂----------.^-. C請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧时產局員工消費合作社印製 A7

6675 2 五、發明說明（） #位置的ARC材質。 然後，形成M0著陸墊凹口。依據本發明，改善的m〇 蝕刻步驟使用非選擇性化學蝕刻摻雜複晶矽。 此步驟在RIE蝕刻機中執行，例如是在ame52〇〇之 MxP+反應 1： ’ 此工具由 AppHed MateriaU — ，santa

Ciara，CA，USA.製造。在此一步驟中，用在ARC、te〇s 及摻雜複晶矽材質的製程參數如下。在所有關聯製程中， NF3/CHF3 混合物（23/77 比例）皆 AΑ k ,, u ’ 為適f .。此特定的比例提 供最低的選擇性。事實上，並女的 Λ τ κ工，'又約以 1 60 nm/min 4虫刻上 述的材質。適當的操作條件列舉如下： NF3 流率. ：30 seem C H F 3 流率 ：1 0 0 s c c m 壓力 ：140 ιηΤ

RF 功率 ：600 W 磁場 ：0 Gauss

壁溫· ： 15 °C

陰極溫度 ：1 5 °C 提供於晶圓背部之He冷卻氣流：i4t〇rr 蚀刻時間 ：1 2 0 s e c 最後’如同一般製程，剝除M〇罩幕2〇的光阻。實 驗也月為了改善蝕刻ARC層22與⑽層U(如第圖 所丁者）的製程（藉以產生具有一敌結果之所需白勺则著陸 第15頁 本紙張又度中1¾^準（CNS)A4規格⑵㈣97公^«___ -；---- J-----------1 ίί -------—訂 ----------4^1 <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刺衣 4 6 675 2 A7 --------— B7 五、發明說明（） 整 凹 口化學組成必須 不是選擇性的，亦即其必 須 能夠 以 相 同速率蝕刻ARC、TEOS與摻雜複晶矽材質。 因 此， 使 用 此化學組成，不再需 要如第2C圖所描述之蚀 刻 複晶 矽 鑲 欣17的步驟，並且在M0罩幕23的開口不會 細 小0 第 此化學組成造成C B 複晶矽凹口具有高精確度 〇 請參 照 3C圖’ 著陸整凹 口分別依照其位於陣列區 或 支援 區 參 照為3 0及3 I。如第 3 C圖所見’在陣列區中 複晶 矽 鑲 彼1 7頂部表面跟在M0著陸墊凹口底部的TE〇s 材質 共 平 面0 製作過程接著是c S 微影及蝕刻步驟。請參辟 1 % ；3D 圖 1 在結構1 0上共形沉ί 睛一層抗反射（ARC)層22, 及 一層 850 nm厚的光阻層23ι， 覆蓋著陸墊凹口 3〇與3 1 〇 在沉 積 之 後’烘烤光阻層23' ，如同一般製程，進行曝 光 及顯 影 1 精以形·成一圖案化層 ’仍然參照為CS罩幕23, 1 〇 值得 注 意 的是，C S罩幕2 3'開 .口只位在支援區之M0著 陸 整凹 口 上 0 現在請參照第3 E圖 ’在支援區所需位置，接 觸 窗開 .口 2 (T與2 11蝕穿層2 21、 15、14及13，藉以分別 暴 露出 J 』 f I 裝--------訂---------'i& {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 IGFETs之閘極導體堆疊層以及基底u的擴散區12B。因 為TEOS層1 5·的厚度已經在.M0蝕刻步驟期間降低，接韻 窗開口可蚀穿較厚的堆疊層。此導致底部尺寸相同於頂部 尺寸。此外’由於已經進行M0蚀刻，.不會有新的製程步 驟影響P +擴散區1 2B ’將可維持擴散區的完整（以及其電 阻率）’並且更進一步改善C D接觸窗/擴散區丨2 b的介面 第16頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公餐） 46675 2 A7 B7 五、發明說明（） 電阻，_因而增進IGFETs的開關速度。 然後，使用濺鍍技螂’在晶圓上形成一層25 nm厚的 鈦/氮化鈦（Ti/TiN)雙層附著層以作為襯裡層。接著使用化 學氣相沉積技術（C VD) ’形成一層毯覆式沉積之鎢（>^)層。 然後’使用適量的研漿對晶圓進行化學機械研磨_，藉以移_ 除超過的鎮及欽/1’化飲。請參照傳統的製作過程，執行如 前所述的這些步驟。最後的結果，如第3F圖所示，產生 具有M0鎢接觸窗以及著陸墊29'之平坦的;5夕結構。 因此新的Μ 0蝕刻步驟可以提供具有完全平坦底部表 面之Μ0著陸塾凹口 30與3 1。所以，如第3ρ圖所述，在 使，用鎢填滿Μ0凹口之後，在製作過程的尾蟪，mo鎢著陸 整的電性.阻抗明顯地降低，因而.改善IGFETs的開關速 度。而且可除去圍牆與凹陷，.並且複晶.矽鑲嵌1.7是在整 個晶圓之Μ 0著.陸些凹口 3 0具有良好深度均勻性的條件下 蚀刻。由於改換Μ0與CS光罩及蝕刻步驟，cs接觸窗開 口不再容有過度触刻’且跟擴散區1 2 Β.連接的C D接觸 窗不再有關於電阻的問題。 ΙΙΙΙΙΙΙΙΙΙΙ1..—--.>1 — — — — — — I—^-OJ— — — — — — — —— V (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 第17頁

Claims (1)

1. 4 6 675 2

   '中請專利範圍 —種在半導體結構之笛― ^ 第層金屬内連線（M0)形成接觸 固及金屬著陸墊的方法， 遂万法至少包括下列步驟·· 提供一梦某麻，·Α> 〜兮基底具有擴散區形成於其 中’且具有複數個閉極導體堆疊層形成於其上，該些問 ^導體堆疊層包括由摻雜複晶〜耐熱金屬/氛化碎 (sl3N4)層組成，該結構受1緣層保護； b) 於該絕緣層中_形占贫 , 甲和成第~型接觸窗開口，參照為CB 接觸窗開口，藉以異费山 耩以暴露出一些該基底之擴散區； c) 使用摻雜複晶矽填滿暴露出該擴散區之該cB接 觸窗開口，藉以在其中形成跟該絕緣層表面共平面之導 電性鑲嵌； d) 在該結構之表面形成—第一罩幕，參照為M〇罩 幕，藉以暴露出包括該導電性鑲嵌之M〇著陸墊凹口位 置； e) 非等向性乾蝕刻該罩幕結構，藉以在該絕緣層中 形成Μ 0著陸墊凹口； f) 移除該Μ0罩幕； g) 在該結構之表面形成一第二罩幕，參照為支援接 觸（CS)罩幕’藉以在一些該M0著陸墊凹口中暴露出第 二型所需接觸窗開口的位置，該接觸窗開口分別依照其 位於閘極導體堆疊層或擴散區上參照為CG與CD接觸 窗開口； h) 非等向性乾蝕刻該罩幕結構，藉以形成CD與CG 接觸窗開口，該CD與CG接觸窗開口分別暴露一些擴 第18頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝·---I---訂·--—----·*^ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制π 46675 2 A8 B8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 散區以及一些閘極導體堆疊層之耐熱金屬層； i) 移除該CS罩幕；以及 j) 使用一導電性材質例如金屬，填滿該M0著陸墊凹 口及CD/CG接觸窗開口，因而該金屬與該絕緣層頂部 表面近乎共平面。 2.如申請鼻利範圍第1項所述之方法，其中形成第一罩幕 之該步驟包括在該結構上沉積一底層抗反射（ARC)材質 /頂層光阻材質之雙層結構，並進行曝光及顯影，藉以 形成該第一罩幕；並且非等向性乾蚀刻該罩幕結構之該 步驟包括使用一#遲擇性咚曼ϋ成，以大致相同的速率 蝕刻摻雜複晶矽、ARC與絕緣材質。 . 3 .如申請專利範圍第丨項所述之方法’其中該絕緣層為一 硼磷矽玻璃（BPSG)與四乙烷基梦甲烷（TEOS)之雙層結 構。 4.如申請專利範圍第2項所述之方法’其中該非選擇性化 學成分包括一 NF3/CHF3混合物。 5_如申請專利範圍第4項所述之方法’其中該NF3/CHF3 比例為23/77。 第19頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公楚> ------------i I 裝-------—訂--Γ I------後 丨- ·/—-·.-*. t /—V '·Γ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁).