CN1237780A

CN1237780A - 接触窗及接触窗蚀刻方法

Info

Publication number: CN1237780A
Application number: CN98102315.0A
Authority: CN
Inventors: 王方; 陈正培
Original assignee: Hualong Microelectronics Co ltd
Current assignee: Hualong Microelectronics Co ltd
Priority date: 1998-05-20
Filing date: 1998-05-29
Publication date: 1999-12-08
Also published as: DE19823223A1; GB9811203D0; GB2337850A; CA2238128A1

Abstract

本发明涉及一种用于集成电路元件的接触窗蚀刻方法，包含下列三步骤：a)非等向蚀刻，形成第一蚀刻深度；b)等向蚀刻，形成第二蚀刻深度；c)非等向蚀刻，形成第三蚀刻深度；其中，上述第三蚀刻深度与由上述第一、第二及第三蚀刻深度所形成的总蚀刻深度的比值小于0.5。由此形成的接触窗具有较佳的金属铝阶梯覆盖率，使得电连接可靠，且不会增大成本。

Description

接触窗及接触窗蚀刻方法

本发明大体上涉及集成电路元件，尤其涉及集成电路元件中用以形成电连接的接触窗的蚀刻方法及由此形成的接触窗。

在不限制本发明应用范围的情况下，现以静态随机存取记忆体(SRAM)集成电路元件为例进行说明。

在公知的0.6微米的SRAM制造过程中，如图1a所示，在活动区11上形成厚度为3250埃(A)的复晶矽夹层12后，沉积7500埃厚度的氧化物层13在整个活动区11上。接着，如图1b所示，经过平坦化处理，形成具有平坦表面的氧化物层14，其距离活动区11的表面为8500埃。接触窗可由蚀刻方式形成在相邻二复晶矽夹层12间的氧化物层14中。若以一般次微米级的蚀刻方式制作此接触窗，会产生金属铝阶梯覆盖率(Step Coverage)不良的情形，造成电连接不可靠。图2所示为以传统次微米级蚀刻方式于图1b氧化物层14中形成接触窗21。其采用二步骤蚀刻方式：(1)第一步骤为等向蚀刻，向下及横向各蚀刻3500埃，形成高度标示为a的部分；(2)第二步骤为非等向蚀刻，向下蚀刻5000埃，形成高度标示为b的部分。为避免接触窗21与复晶矽夹层12间产生漏电流，故第一步骤的等向蚀刻不能蚀刻太深。但是，如此使得纵向深度比(b/a+b)过大，约59％，因而使转角22过于尖锐，即使再经过回火处理，仍然易使后续的金属覆盖不良。图3即描述此种情形，其中接触窗21因经过金属化处理而具有底层金属钛(Ti)或氮化钛(TiN)31以及上层铝32。上层铝32在接近底层金属31处产生断裂现象。此二步骤蚀刻的金属铝阶梯覆盖率(金属铝覆盖最薄与最厚的厚度比)为0％。因此，接触窗21中的电连接仅靠底层金属31维持，而影响其可靠性。

为解决上述问题，已利用高温铝方法。但是，高温铝方法虽具有较佳的阶梯覆盖率，约15％-20％，但其缺点为：(1)需二段式升高温度，耗费时间，产量少，且浪费能源；(2)电流特性不佳，因高温铝冷却后表面易龟裂，致使电阻值产生不能预料的变化；(3)设备成本高。

因此，现需求一种适用于次微米级的低成本接触窗蚀刻方法，其可在原有宽度或较窄宽度中产生具有较佳金属铝阶梯覆盖率的接触窗，其纵向深度比较低且转角角度较圆滑，以形成可靠的电连接。

本发明的目的是提供一种接触窗蚀刻方法。

本发明的目的之二是提供一种具较佳金属铝阶梯覆盖率的接触窗。

本发明的目的之三是提供一种具有较低纵向深度比的接触窗。

本发明的目的之四是提供一种转角角度较圆滑的接触窗。

为了达到上述目的，本发明的技术解决方案是：一种用于集成电路元件的接触窗蚀刻方法，包含下列步骤：a)非等向蚀刻，形成第一蚀刻深度；b)等向蚀刻，形成第二蚀刻深度；c)非等向蚀刻，形成第三蚀刻深度；其中，上述第三蚀刻深度与由上述第一、第二及第三蚀刻深度所形成的总蚀刻深度的比值小于0.5。

上述比值大于集成电路元件的复晶矽夹层厚度与上述总蚀刻深度的比值。

上述接触窗蚀刻方法还包含步骤d)以低氧回火使接触窗上方转角圆滑化。

上述集成电路元件为0.35～0.6微米级。

采用上述蚀刻方法形成的集成电路元件的接触窗。

本发明的接触窗蚀刻方法具有下列优点：(1)转角角度较圆滑，不易堆积金属；(2)纵向深度比降低，较易于使金属覆盖；(3)金属铝阶梯覆盖率较佳；(4)可保持原有宽度，不影响设计及电气特性；(5)可适用于0.35～0.6微米级集成电路。

按上述方法形成的本发明的接触窗具有较佳的金属铝阶梯覆盖率，使得电连接可靠，且不致增大成本。

下面结合附图和较佳实施例对本发明进行详细的描述；

图1a及图1b为公知的0.6微米SRAM制作过程的有关接触窗结构的示意剖面图；

图2为公知的次微米级蚀刻方式于图1b中形成接触窗的示意剖面图；

图3为图2所示的接触窗在金属化处理后的示意剖面图；

图4a为依据本发明较佳实施例的第一步骤所形成接触窗的示意剖面图；

图4b为依据本发明较佳实施例的第二步骤所形成接触窗的示意剖面图；

图4c为依据本发明较佳实施例的第三步骤所形成接触窗的示意剖面图；

图5为电子显微镜放大照片，显示依据本发明的较佳实施例于0.6微米SRAM中所形成的已经过金属化处理的接触窗的剖面。

如图4a所示，为本发明较佳实施例第一步骤的实施方法，以非等向蚀刻于氧化物层14中向下蚀刻1500埃，而形成接触窗41。后，如图4b所示为本发明较佳实施例第二步骤，以等向蚀刻方式蚀刻3500埃，而形成接触窗42。接着，在图4c中，本发明较佳实施例的第三步骤为实施非等向蚀刻，向下蚀刻3500埃，而形成接触窗43，其后可经过低氧回火，使上方的转角44圆滑化。

在此较佳实施例中，按本发明的上述三步骤蚀刻方法所形成的接触窗43具有较低的纵向深度比，约41％(即B/A+B)。实际上，此纵向深度比的上限可调整至小于50％，而其下限则须考虑复晶矽夹层12的厚度。如果等向蚀刻的主要蚀刻气体为三氟化氮(NF₃)，则容易造成复晶矽夹层12的伤害，故等向蚀刻必须在复晶矽夹层12与氧化物层14接触面前停止，如图4c所示。所以，该纵向深度比的下限系设定为大于。复晶矽夹层12厚度/接触窗总深度。

因按照本发明方法形成的接触窗具有较低的纵向深度比，故接触窗转角44角度较圆滑，从而其上的金属铝覆盖情形较佳，不致于断裂，如图5的照片所示。经实测后得知，采用本发明方法的金属铝阶梯覆盖率约15％～20％。

又，本发明方法虽以0.6微米级的集成电路为实施例予以说明，而实际上至少可适用于0.35微米级的集成电路中。

虽已参照上述较佳实施例详细描述了本发明，但是并非限制性的解释，熟悉此技术的人员可参阅上述说明进行有关的改变或修饰，因此，凡按本发明的内容作出的任何改变或修饰均包括在本发明的范围之内。

Claims

1．一种用于集成电路元件的接触窗蚀刻方法，包含下列步骤：

a)非等向蚀刻，形成第一蚀刻深度；

b)等向蚀刻，形成第二蚀刻深度；

c)非等向蚀刻，形成第三蚀刻深度；

其中，上述第三蚀刻深度与由上述第一、第二及第三蚀刻深度所形成的总蚀刻深度的比值小于0.5。

2．如权利要求1所述的接触窗蚀刻方法，其中所述的比值大于集成电路元件的复晶矽夹层厚度与上述总蚀刻深度的比值。

3．如权利要求1所述的接触窗蚀刻方法，其中还包含步骤d)以低氧回火使接触窗上方转角圆滑化。

4．如权利要求1所述的接触窗蚀刻方法，其中所述的集成电路元件为0.35～0.6微米级。

5．一种用权利要求1至4中任一项蚀刻方法所形成的集成电路元件的接触窗。