[发明专利]一种改善小尺寸接触孔工艺窗口的方法

说明书

本发明提供一种改善小尺寸接触孔工艺窗口的方法，提供多片晶圆，晶圆上自下而上依次设有NiSi层、CESL层、ILD层；在ILD层上形成光刻胶图形；按光刻胶图形刻蚀ILD层至露出CESL层上表面形成接触孔凹槽；对每片进行单片清洗；在凹槽侧壁和底部形成LTO层；沿凹槽侧壁继续向下刻蚀CESL层，CESL层上表面的LTO层被去除，直到向下刻蚀至露出NiSi层上表面为止，形成接触孔；将多片晶圆分多个批次以缩短孔蚀刻完到后续阻挡层沉积的时间，降低环境沾污的影响，利用原子层沉积法覆盖TiN薄层；多片晶圆合并进行接触孔钨填充。本发明使接触孔的形貌更加竖直，增大了接触孔与多晶硅连接的工艺窗口；解决了接触孔体积略微缩小带来的电阻问题和钨填充问题。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及一种改善小尺寸接触孔工艺窗口的方法。

背景技术

小尺寸工艺特别是进入40nm及以下的小尺寸工艺，接触孔工艺流程中的工艺窗口变得十分敏感，传统的接触孔一步刻蚀往往使得氧化物和氮化硅界面处形貌无法做到理想的垂直状态，一些看似正常的工艺波动会对器件特性和良率产生很大的影响，例如SRAM等区域工艺窗口狭窄，导致光刻针对CD或其对准的严格管控，高返工率，良率也因此受影响；WAT测试和在线利用率无法二者兼顾；聚合物刻蚀工艺难于精确控制，容易造成低良率。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种改善小尺寸接触孔工艺窗口的方法，用于解决现有技术中对于小尺寸工艺中接触孔形貌差导致产品良率降低的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种改善小尺寸接触孔工艺窗口的方法，该方法至少包括以下步骤：

步骤一、提供多片晶圆，所述晶圆上设有NiSi层，所述NiSi层上设有CESL层，所述CESL层上设有ILD层；

步骤二、在所述ILD层上形成光刻胶，对所述光刻胶进行曝光和显影，形成接触孔的光刻胶图形；

步骤三、按照所述光刻胶图形刻蚀所述ILD层至露出所述CESL层上表面为止，形成接触孔的凹槽；

步骤四、对所述多片晶圆中的每一片进行单独的第一次清洗以去除所述凹槽中的刻蚀物；

步骤五、在所述凹槽侧壁和底部形成LTO层；

步骤六、沿着所述凹槽侧壁继续向下刻蚀所述CESL层，所述CESL层上表面的所述LTO层被去除，直到向下刻蚀至露出所述NiSi层上表面为止，形成接触孔；

步骤七、对所述每一片晶圆进行单独的第二次清洗以去除所述接触孔中的刻蚀物；

步骤八、将所述多片晶圆分为多个批次，对每一批次的所述晶圆利用原子层沉积法在所述接触孔中覆盖一TiN薄层；

步骤九、将所述多片晶圆合并同步进行所述接触孔的钨填充；所述填充方法为降温结晶法。

优选地，步骤一中的所述多片晶圆的数目为25片。

优选地，步骤一中的所述CESL层为氮化硅。

优选地，步骤一中的所述ILD层为氧化硅层。

优选地，步骤五中形成所述LTO层的方法为沉积法。

优选地，步骤五中在所述凹槽侧壁和底部形成所述LTO层的同时，所述凹槽以外的ILD层的上表面也形成有所述LTO层。

优选地，步骤五中的所述LTO层用于保护所述凹槽的侧壁。