专利名称：互补金属氧化物半导体接触孔的填充方法及器件的制作方法
技术领域：
本发明涉及半导体领域，具体而言，涉及一种互补金属氧化物半导体接触孔的填 充方法及器件。
背景技术：
传统的0. 6um互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺中，接触孔的制作是分为碗口刻 蚀和直孔刻蚀两部分，两者刻蚀的深度为1 1。图1是根据相关技术的各向同性刻蚀和各向异性刻蚀比例为1 1的铝填充图形。如图1所示，采用现有技术各向同性刻蚀和各向异性刻蚀比例为1 1形成的铝 填充情况，可以看出，由于各向同性刻蚀较浅各向异性刻蚀较深，图1中椭圆形圆圈标识的 直孔空间和碗口空间的交接处铝填充很差，易找出断铝情况。这种工艺由于刻蚀的直孔较 深，在普通铝溅射机台作业时，容易造成铝填充不良甚至断铝的现象，影响产品的良率和可靠性。针对相关技术中在对CMOS接触孔进行填充时往往会出现填充物断层的问题，目 前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对在对CMOS接触孔进行填充时往往会出现填充物断层的问题而提出本发明， 为此，本发明的主要目的在于提供一种CMOS接触孔的填充方法及器件，以解决上述问题。为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种CMOS接触孔的填充方法。根据本发明的CMOS接触孔的填充方法包括在晶圆表面形成光阻膜；对晶圆进行 孔光刻处理以在晶圆的表面形成孔光刻图形；对晶圆分别进行各向同性刻蚀和各向异性刻 蚀以在晶圆形成相连通的第一填充孔和第二填充孔；对相连通的第一填充孔和第二填充孔 进行填充，其中，第一填充孔的刻蚀深度大于第二填充孔的刻蚀深度。优选地，第一填充孔和第二填充孔的刻蚀深度比例为7 5。优选地，各向同性刻蚀为碗口刻蚀，各向异性刻蚀为直孔刻蚀。 优选地，在对相连通的第一填充孔和第二填充孔进行填充之前，该方法还包括去 除光阻膜。优选地，去除光阻膜包括采用硫酸和双氧水的混合溶液去除光阻膜。优选地，第一填充孔的刻蚀深度和第二填充孔的刻蚀深度分别为3500 A和 2500 A0优选地，对相连通的第一填充孔和第二填充孔进行填充包括在相连通的第一填 充孔和第二填充孔中填充铝。为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，提供了一种CMOS接触孔的填充器件。根据本发明的CMOS接触孔的填充器件包括晶圆，其中。晶圆包括相连通的第一填 充孔和第二填充孔，其中，第一填充孔的刻蚀深度大于第二填充孔的刻蚀深度。优选地，第一填充孔和第二填充孔的深度比例为7 5。优选地，第一填充孔和第二填充孔深度分别为；3500 A和2500入。通过本发明，采用在晶圆表面形成光阻膜；对晶圆进行孔光刻处理以在晶圆的表 面形成孔光刻图形；对晶圆分别进行各向同性刻蚀和各向异性刻蚀以在晶圆形成相连通的 第一填充孔和第二填充孔；对相连通的第一填充孔和第二填充孔进行填充，其中，第一填 充孔的刻蚀深度大于第二填充孔的刻蚀深度，解决了在对CMOS接触孔进行填充时往往会 出现填充物断层的问题，进而达到了降低CMOS接触孔中填充物中断，提高产品可靠性的效^ ο
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发 明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中图1是根据相关技术的各向同性刻蚀和各向异性刻蚀比例为1 1的铝填充图 形；图2是根据本发明实施例的CMOS接触孔的填充方法的流程图；图3是根据本发明实施例优选的CMOS接触孔的填充方法的流程图；图4A、图4B、图4C、图4D和图4E是根据本发明实施例的CMOS接触孔的填充方法 的示意图；图5是根据本发明实施例的CMOS接触孔的填充器件的示意图。
具体实施例方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相 互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。根据本发明的实施例，提供了一种CMOS接触孔的填充方法。图2是根据本发明实施例的CMOS接触孔的填充方法的流程图。如图2所示，该方法包括如下的步骤S202至步骤S208 步骤S202，在晶圆表面形成光阻膜；步骤S204，对晶圆进行孔光刻处理以在晶圆的表面形成孔光刻图形；步骤S206，对晶圆分别进行各向同性刻蚀和各向异性刻蚀以在晶圆形成相连通的 第一填充孔和第二填充孔；步骤S208，对相连通的第一填充孔和第二填充孔进行填充，其中，第一填充孔的刻 蚀深度大于第二填充孔的刻蚀深度。优选地，第一填充孔和第二填充孔的刻蚀深度比例为7 5。优选地，各向同性刻蚀为碗口刻蚀，各向异性刻蚀为直孔刻蚀。优选地，在对相连通的第一填充孔和第二填充孔进行填充之前，方法还包括去除 光阻膜。
优选地，去除光阻膜包括采用硫酸和双氧水的混合溶液去除光阻膜。优选地，第一填充孔的刻蚀深度和第二填充孔的刻蚀深度分别为3500 A和 2500 A0优选地，对相连通的第一填充孔和第二填充孔进行填充包括在相连通的第一填 充孔和第二填充孔中填充铝。图3是根据本发明实施例优选的CMOS接触孔的填充方法的流程图。如图3所示，该方法包括如下步骤步骤S301，对晶圆进行光刻处理，在该晶圆上得到光刻图形。步骤S302，通过电浆预处理将孔内的残留光阻去除，得到清晰、完整的光刻图形。步骤S303，对晶圆的孔层中的氧化层进行各向同性刻蚀处理。步骤S304，在进行了各向同性刻蚀之后的氧化层进行各向异性刻蚀处理，在氧化 层得到用于填充铝的刻蚀空间。步骤S305，用硫酸与双氧水的混合溶液将晶圆表面的光阻膜去除。步骤S306，在该晶圆表面沉积铝。优选地，该方法的实施例提供一种互补金属氧化物半导体工艺中孔刻蚀的方法， 以改善孔形貌，提高铝填充效果，克服断铝的问题，从而提高产品良率和可靠性。该方法还 包括在晶圆表面形成光阻膜并对晶圆进行孔光刻处理之后，对晶圆进行各向同性刻蚀； 对晶圆进行各向异性刻蚀，在晶圆的氧化层形成用于填充铝的刻蚀空间；去除晶圆表面的 光阻膜；在晶圆的表面沉积铝。下面将结合实例对本发明实施例的实现过程进行详细描述。图4A、图4B、图4C、图4D和图4E是根据本发明实施例的CMOS接触孔的填充方法 的示意图。该方法优化孔形貌进而改善铝填充，方法是将孔刻蚀中碗口和直孔的深度比例由 1 1 (3000 A 3000 A )调整为 7 5(3500 A 2500 A )，优化 COMS 工艺的孔形貌，同
时改善铝填充。如图4A、图4B、图4C、图4D和图4E所示，该方法包括如下步骤步骤S401，对晶圆进行光刻处理，在该晶圆上得到光刻图形。优选地，在晶圆表面形成如图4A所示的光阻膜22(附图4A、5B和5C中填充斜纹 的部分)，以及，根据孔层的光罩图形投影在晶圆表面光阻膜22所形成的图像进行孔光刻 处理，在晶圆上形成孔光刻图形。步骤S402，对晶圆的孔层中的氧化层进行各向同性刻蚀处理。优选地，对晶圆的孔层中的氧化层23进行各向同性刻蚀处理，在氧化层23形成如 图4B所示的碗口形的空间M。步骤S403，在进行了各向同性刻蚀之后的氧化层进行各向异性刻蚀处理，在氧化 层得到用于填充铝的刻蚀空间。优选地，在空间M的基础上再对该空间M进行各向异性刻蚀处理，在空间M底 部的氧化层23刻蚀成直口形状的空间25，该空间25打通氧化层23介质，并且空间M与空 间25连通。空间M与空间25所形成的空间即为用于填充铝的刻蚀空间，其中M和25的 深度比例为7 5。
步骤S404，用硫酸与双氧水的混合溶液将晶圆表面的光阻膜去除。优选地，采用硫酸与双氧水的混合溶液将晶圆表面的光阻膜22去除，如图4D所 示。该步骤中，并不仅限于采用硫酸与双氧水的混合溶液去除光阻膜22，还可以采用其他的 化成成分的溶剂去除光阻膜22。步骤S405，在该晶圆表面沉积铝。优选地，如图4E所示，在由空间M与空间25形成的刻蚀空间填充铝，同时在晶圆 表面沉积铝，在晶圆表面形成一层铝层26。优选地，本发明实施例中，在芯片区的氧化层23中形成用于填充铝的刻蚀空间的 形状仅仅是列举的一个实施例，并不仅限于本发明实施例提供的形状，还可以是根据实际 应用的需求得到的其他的形状。根据本发明的实施例，提供了一种CMOS接触孔的填充器件。图5是根据本发明实施例的CMOS接触孔的填充器件的示意图。如图5所示，该CMOS接触孔的填充器件包括晶圆。其中，晶圆包括相连通的第一填充孔和第二填充孔，其中，第一填充孔的刻蚀深度 大于第二填充孔的刻蚀深度。优选地，该器件还包括第一填充孔和第二填充孔的深度比例为7 5。优选地，该器件还包括第一填充孔和第二填充孔深度分别为3500 A和2500 A0优选地，该器件为各向同性刻蚀和各向异性刻蚀比例为7 5形成的铝填充情况。采用本发明技术方案，由于加大了各向同性刻蚀和各向异性刻蚀的深度比，从而 使得碗口形貌变大，CMOS芯片的铝填充饱满不会出现断铝现象，从而，采用本发明技术方案 可提高产品良率及可靠性，降低了产品报废量，从而提高产品质量。从以上的描述中，可以看出，本发明克服了现有技术中容易因各向异性刻蚀和各 向同性刻蚀深度比例为1 1中过多出现断铝的问题。因此，本发明技术方案降低了断铝 的几率，提高了产品的良率及可靠性。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精 神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围 之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技 术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修 改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种互补金属氧化物半导体CMOS接触孔的填充方法，其特征在于，包括在晶圆表面形成光阻膜；对所述晶圆进行孔光刻处理以在所述晶圆的表面形成孔光刻图形；对所述晶圆分别进行各向同性刻蚀和各向异性刻蚀以在所述晶圆形成相连通的第一 填充孔和第二填充孔；对所述相连通的第一填充孔和第二填充孔进行填充，其中，所述第一填充孔的刻蚀深 度大于所述第二填充孔的刻蚀深度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一填充孔和所述第二填充孔的刻蚀深度比例为7 5。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述各向同性刻蚀为碗口刻蚀，所述各向 异性刻蚀为直孔刻蚀。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在对所述相连通的第一填充孔和第二填 充孔进行填充之前，所述方法还包括去除所述光阻膜。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，去除所述光阻膜包括采用硫酸和双氧水的混合溶液去除所述光阻膜。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一填充孔的刻蚀深度 和所述第二填充孔的刻蚀深度分别为3500人和2500A。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，对所述相连通的第一填充孔 和第二填充孔进行填充包括在所述相连通的第一填充孔和第二填充孔中填充铝。
8.—种CMOS接触孔的填充器件，包括晶圆，其特征在于，所述晶圆包括相连通的第一 填充孔和第二填充孔，其中，所述第一填充孔的刻蚀深度大于所述第二填充孔的刻蚀深度。
9.根据权利要求8所述的填充器件，其特征在于，所述第一填充孔和所述第二填充孔 的深度比例为7 5。
10.根据权利要求8或9所述的填充器件，其特征在于，所述第一填充孔和所述第二填 充孔深度分别为3500A和2500A。
全文摘要
本发明公开了一种互补金属氧化物半导体接触孔的填充方法及器件。其中，该方法包括在晶圆表面形成光阻膜；对晶圆进行孔光刻处理以在晶圆的表面形成孔光刻图形；对晶圆分别进行各向同性刻蚀和各向异性刻蚀以在晶圆形成相连通的第一填充孔和第二填充孔；对相连通的第一填充孔和第二填充孔进行填充，其中，第一填充孔的刻蚀深度大于第二填充孔的刻蚀深度。通过本发明，能够降低CMOS接触孔中填充物中断的可能性，进而提高产品可靠性。
文档编号H01L23/522GK102117775SQ20091024427
公开日2011年7月6日 申请日期2009年12月30日 优先权日2009年12月30日
发明者张洞庭, 谭志辉, 黎智 申请人:北大方正集团有限公司, 深圳方正微电子有限公司