[发明专利]钨插塞的制作方法

说明书

本发明揭示了一种钨插塞的制作方法，包括：提供具有第一导电层的半导体基底并在所述半导体基底和第一导电层上形成金属层间介电层；在金属层间介电层中形成介质孔，介质孔的底部暴露出第一导电层的顶部；在金属层间介电层的整个表面和介质孔的底部及两侧壁表面沉积阻挡层；在阻挡层的整个表面和介质孔内沉积金属钨，金属钨至少填满介质孔；采用二氟化氙气相刻蚀法去除除介质孔中的金属钨外的所有金属钨；采用二氟化氙气相刻蚀法去除除介质孔中的阻挡层外的所有阻挡层，保留在介质孔中的金属钨形成钨插塞。本发明通过采用二氟化氙气相刻蚀法去除除介质孔中的金属钨和阻挡层外的所有金属钨和阻挡层，不会对半导体器件造成微刮伤，也没有机械应力产生，显著提高了半导体器件的性能和半导体器件的良率。

技术领域

本发明涉及半导体器件制造技术领域，尤其涉及一种在半导体器件中制作钨插塞的方法。

背景技术

在半导体器件制造中，金属钨由于其具有良好的导电性和阶梯覆盖性，常被用来制作钨插塞连接相邻的金属层。

请参阅图3，为传统制作钨插塞的方法，该方法包括如下步骤：

首先，在一半导体基底的第一导电层上形成一二氧化硅的金属层间介电层；

其次，使用各向异性干法刻蚀在所述金属层间介电层中形成介质孔，所述介质孔的底部暴露出所述第一导电层的顶部；

接着，在所述金属层间介电层的整个表面和所述介质孔内沉积一阻挡层，所述阻挡层为钛和氮化钛；

然后，在所述阻挡层的整个表面和所述介质孔内沉积金属钨，所述金属钨至少填满所述介质孔；

再接着，通过化学机械研磨去除除介质孔中的金属钨外的所有金属钨；

最后，通过化学机械研磨去除除介质孔中的阻挡层外的所有阻挡层，保留在所述介质孔中的金属钨，形成钨插塞。

然而，在上述钨插塞的制作过程中，采用化学机械研磨去除除介质孔中的金属钨和阻挡层外的金属钨和阻挡层时，很容易对半导体器件造成微刮伤，进而使半导体器件产生短路或开路，影响半导体器件的性能。为解决此问题，一些新的研料被应用在化学机械研磨中，可是，这些新的研料会导致一些其他问题，如均匀性不理想，产能降低，控制难度增加等。此外，由于所述第一导电层和其他介电质层的机械性能比较弱，化学机械研磨中的机械应力会对所述第一导电层和其他介电质层造成损害，从而降低半导体器件的性能和降低半导体器件的良率。

发明内容

本发明的目的是针对上述背景技术存在的缺陷提供一种钨插塞的制作方法，该方法显著提高了半导体器件的性能和半导体器件的良率。

为实现上述目的，本发明钨插塞的制作方法，包括如下步骤：

提供具有第一导电层的半导体基底并在半导体基底和第一导电层上形成金属层间介电层；

在金属层间介电层中形成介质孔，介质孔的底部暴露出第一导电层的顶部；

在金属层间介电层的整个表面和介质孔的底部及两侧壁表面沉积阻挡层；

在阻挡层的整个表面和介质孔内沉积金属钨，金属钨至少填满介质孔；

采用二氟化氙气相刻蚀法去除除介质孔中的金属钨外的所有金属钨；

采用二氟化氙气相刻蚀法去除除介质孔中的阻挡层外的所有阻挡层，保留在介质孔中的金属钨形成钨插塞。

在一个实施例中，在去除除介质孔中的金属钨外的所有金属钨之前，在自然氧化层的表面通入氟化氢气体以去除金属钨表面的自然氧化层。去除金属钨表面的自然氧化层还可以包括在自然氧化层的表面同时通入二氟化氙气体和一定量的水蒸气，并维持一定时间。