形成金属插塞的方法

摘要

首先，提供一基底。接着，形成一介电层于基底表面。接着，形成一图案化罩幕层于介电层表面。然后，以图案化罩幕层为罩幕，蚀刻介电层，以形成一接触孔于介电层内，以露出基底表面。接着，形成一隔离层于图案化罩幕层表面。接着，顺应性形成一金属阻障层于硬罩幕层、接触孔侧壁与底部之基底表面。接着，形成一金属层，以填满接触孔且覆盖于金属阻障层表面。接着，实施一热处理程序，使金属阻障层与基底之界面相互反应。最后，去除接触孔以外之金属层、金属阻障层、隔离层并去除图案化罩幕层，以形成填满于接触孔开口之一金属插塞。其中，隔离层可为氧化物，其形成方法包括：首先，旋涂一比重大于1之疏水性溶液于接触孔内，以清洗接触孔之侧壁与底部。然后，旋涂一含水溶液于罩幕层，以形成氧化物于罩幕层表面。伍、(一)、本案代表图为：第1H图。(二)、本案代表图之元件代表符号简单说明：100~半导体基底；104~闸极层；D/S~汲极/源极；102~闸极介电层；106~对间隔物；108a~图案化介电层；110a~图案化罩幕层；114~氧化层；112~保护层；116~金属阻障层；118~金属层。

主权项

1.一种形成金属插塞的方法,包括:提供一基底;形成一介电层于上述基底表面;形成一图案化罩幕层于上述介电层表面;以上述图案化罩幕层为罩幕,蚀刻上述介电层,以形成一接触孔于上述介电层内,露出上述基底表面;形成一隔离层于上述图案化罩幕层表面;顺应性形成一金属阻障层于上述隔离层、上述接触孔侧壁与底部之基底表面;形成一金属层,以填满上述接触孔且覆盖于上述金属阻障层表面;实施一热处理程序,使上述金属阻障层与上述基底之界面相互反应;以及去除上述接触孔以外之上述金属层、上述金属阻障层、上述隔离层并去除上述图案化罩幕层,以形成填满于上述接触孔开口之一金属插塞。2.如申请专利范围第1项所述之形成金属插塞的方法,其中上述基底系为矽(Si)。3.如申请专利范围第2项所述之形成金属插塞的方法,其中上述金属阻障层与上述基底之界面相互反应形成一金属矽化物(silicide)。4.如申请专利范围第1项所述之形成金属插塞的方法,其中上述图案化硬罩幕层包括一多晶矽。5.如申请专利范围第1项所述之形成金属插塞的方法,其中上述介电层包括:硼磷矽玻璃(boro-phospho silicate glass;BPSG)、高密度电浆氧化矽(highdensity plasma silicon oxide;HDP silicon oxide)或四乙基原矽酸盐(tetraethylorthosilicate;TEOS)。6.如申请专利范围第1项所述之形成金属插塞的方法,其中上述金属阻障层包括:氮化钛/钛(TiN/Ti)。7.如申请专利范围第1项所述之形成金属插塞的方法,其中上述金属层包括:钨(W)。8.如申请专利范围第1项所述之形成金属插塞的方法,其中上述隔离层系一氧化物。9.如申请专利范围第8项所述之形成金属插塞的方法,其中形成上述氧化物的方法包括:旋涂一比重大于1之疏水性溶液于上述接触孔内,以清洗上述接触孔之侧壁与底部;以及旋涂一含水溶液于上述图案化罩幕层表面,以形成上述氧化物于上述图案化罩幕层表面。10.如申请专利范围第9项所述之形成金属插塞的方法,其中上述比重大于1之疏水性溶液包括氯烃(chlorohydrocarbon)。11.如申请专利范围第10项所述之形成金属插塞的方法,其中上述氯烃包括氯仿(chloroform)或二氯甲烷(dichloromethane)。12.如申请专利范围第9项所述之形成金属插塞的方法,其中上述含水溶液包括双氧水(H2O2)。13.如申请专利范围第9项所述之形成金属插塞的方法,其中旋涂上述比重大于1之疏水性溶液的转速大体为800~1000rpm。14.如申请专利范围第9项所述之形成金属插塞的方法,其中旋涂上述含水溶液的转速大体为2000~3000 rpm。15.如申请专利范围第1项所述之形成金属插塞的方法,其中去除上述接触孔以外之上述金属层、上述金属阻障层、上述氧化层并去除上述图案化罩幕层的步骤系以化学机械研磨法(chemical mechanicalpolishing;CMP)处理。16.一种形成金属插塞的方法,包括:提供一矽基底,上述矽基底包括:一闸极结构、设置于上述闸极层两侧之一汲极/源极以及覆盖于上述闸极结构与上述汲极/源极表面之一介电层;形成一图案化罩幕层于上述介电层表面;以上述图案化罩幕层为罩幕,蚀刻上述介电层,以形成二接触孔于上述介电层内,使上述汲极/源极分别露出来;形成一隔离层于上述图案化罩幕层表面;顺应性形成一金属阻障层于上述隔离层、上述接触孔侧壁以及上述汲极/源极表面;形成一金属层,以填满上述接触孔且覆盖于上述金属阻障层表面;实施一热处理程序,使上述金属阻障层与上述汲极/源极之界面反应分别形成一金属矽化物;以及去除上述接触孔以外之上述金属层、上述金属阻障层、上述隔离层并去除上述图案化罩幕层,以形成填满于上述接触孔开口之一金属插塞。17.如申请专利范围第16项所述之形成金属插塞的方法,其中上述图案化罩幕层包括一多晶矽。18.如申请专利范围第16项所述之形成金属插塞的方法,其中上述介电层包括:硼磷矽玻璃(boro-phospho silicate glass;BPSG)、高密度电浆氧化矽(high density plasma siliconoxide;HDP silicon oxide)或四乙基原矽酸盐(tetraethylorthosilicate;TEOS)。19.如申请专利范围第16项所述之形成金属插塞的方法,其中上述金属阻障层包括:氮化钛/钛(TiN/Ti)。20.如申请专利范围第16项所述之形成金属插塞的方法,其中上述金属矽化物系矽化钛(TiSix)。21.如申请专利范围第16项所述之形成金属插塞的方法,其中上述金属层包括:钨(W)。22.如申请专利范围第16项所述之形成金属插塞的方法,其中上述隔离层系一氧化物。23.如申请专利范围第22项所述之形成金属插塞的方法,其中形成上述氧化物的方法包括:旋涂一比重大于1之疏水性溶液于上述接触孔内,以清洗上述接触孔之侧壁与底部;以及旋涂一含水溶液于上述图案化罩幕层表面,以形成上述氧化物于上述图案化罩幕层表面。24.如申请专利范围第23项所述之形成金属插塞的方法,其中上述比重大于1之疏水性溶液包括氯烃(chlorohydrocarbon)。25.如申请专利范围第24项所述之形成金属插塞的方法,其中上述氯烃包括氯仿或二氯甲烷。26.如申请专利范围第23项所述之形成金属插塞的方法,其中上述比重大于1之疏水性溶液包括双氧水(H2O2)。27.如申请专利范围第23项所述之形成金属插塞的方法,其中旋涂上述比重大于1之疏水性溶液的转速大体为800~1000rpm。28.如申请专利范围第23项所述之形成金属插塞的方法,其中旋涂上述含水溶液的转速大体为2000~3000 rpm。29.如申请专利范围第16项所述之形成金属插塞的方法,其中去除上述接触孔以外之上述金属层、上述金属阻障层、上述氧化层并去除上述图案化罩幕层的步骤系以化学机械研磨法(chemical mechanicalpolishing;CMP)处理。图式简单说明:第1A图至第1J图系显示根据本发明之形成金属插塞的方法之一较佳实施例之制程剖面图。