专利名称：一种改善接触孔高度均匀性的方法
技术领域：
本发明涉及一种半导体微电子技术领域，尤其涉及一种改善接触孔高度均匀性的方法。
背景技术：
随着集成电路的制作向超大规模集成电路(Ultra Large-Scale Integration, ULSI)发展，其内部的电路集成度越来越高，所含晶体管数量不断增加，因此为了配合晶体管缩小后互连线的需求，对于超大规模集成电路来说，就不得不采用两层以上的多层金属互连线的设计。目前，不同金属层之间的导通，是通过在两层金属层之间的绝缘层挖一开口并填入导电材料，形成导通两金属层的接触孔结构而实现的。上述绝缘层称为前金属介电质层，由于其需要在栅极多晶硅之间进行填充，因此， 需要一定的填充能力。在O. 16um以下技术节点时，该前金属介电质层通常采用高密度等离子体化学气相沉积(HDPCVD)方法来进行沉积。由于HDPCVD可以通过调整沉积与溅射的比例来满足不同填充结构的需求，因此， 该方法的填充能力要好于一般的等离子体增强化学气相沉积(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition, PECVD)方法,但是正是由于该方法引入了派射这一因素,从而使得采用高密度等离子体(High Density Plasma，HDP)方法所沉积的薄膜其厚度均匀性上要比 PECVD方法差。通常前金属介电质薄膜为掺杂的二氧化硅薄膜，其掺杂元素为硼、磷等元素，这些掺杂元素的主要目的就是为了吸附一些游离的金属离子而防止它们对电子元器件的性能
产生影响。掺杂的实现是在HDPCVD的沉积过程中向反应腔通入磷烷(PH3)等来实现的，相对于不掺杂的二氧化硅HDPCVD沉积过程，引入PH3等气体的HDPCVD其沉积过程更难以控制， 其沉积的薄膜厚度均匀性比不掺杂的二氧化硅要差的多。均匀性较差的前金属介电质层会直接导致接触孔的高度均匀性较差，从而影响到电路整体的电阻值，甚至产品的良率。因此需要不断改善前金属介电质层的厚度均匀性，从而改善接触孔高度的均匀性。
发明内容
本发明针对接触孔高度均匀性的问题，提出一种改善接触孔高度均匀性的方法。 采用该方法制备的接触孔高度均匀性能够得到很大的提高，从而改善接触孔的电阻等电学性能。为了实现上述目的，本发明提供一种改善接触孔高度均匀性的方法，包括先在硅衬底表面淀积一前金属介电层，所述娃衬底表面设有NMOS和/或PMOS晶体管；将前金属介电层研磨至设计厚度，后对前金属介电层进行离子掺杂；最后，激活所掺杂的离子。在上述提供的方法中，其中前金属介电质层薄膜还可以采用高密度等离子体化学
3气相沉积。在上述提供的方法中，其中前金属介电质层薄膜为不掺杂的ニ氧化硅。在上述提供的方法中，其中研磨采用化学机械研磨方法。在上述提供的方法中，其中前金属介电层采用离子注入方式进行离子掺杂。在上述提供的方法中，其中掺杂的离子包括硼、磷元素。在上述提供的方法中，采用快速热处理激活所掺杂的离子。本发明提供的方法利用了 HDP USG其厚度均匀性好这ー特点，先用HDP USG做为前金属介电质层，并研磨至设计所需高度，然后再用离子注入的方法对其进行掺杂，从而提高接触孔高度均匀性，从而改善接触孔的电阻等电学性能。
图I是本发明提供的改善接触孔高度均匀性方法的流程图。
具体实施例方式本发明提供ー种改善接触孔高度均匀性的方法，包括先在硅衬底表面淀积一前金属介电层，所述硅衬底表面设有NMOS和/或PMOS晶体管；将前金属介电层研磨至设计厚度，后对前金属介电层进行离子掺杂；最后，激活所掺杂的离子。图I是本发明提供方法的流程图。以下通过实施例对本发明提供的方法做详细说明，以便更好理解本发明创造的内容，但实施例中的内容并不限制本发明创造的保护范围。首先，在设有NMOS和/或PMOS晶体管的硅衬底表面，采用高密度等离子体化学气相沉积法淀积一前金属介电层，从而形成不掺杂的ニ氧化硅薄膜作为接触孔的介电质。掺杂选用的离子包括硼、磷元素等。之后，采用化学机械研磨方法将前金属介电层研磨至设计厚度。采用离子注入方式，对前金属介电层进行离子掺杂，以完成ニ氧化硅薄膜的掺杂过程。最后，采用快速热处理激活前金属介电层中所掺杂的离子。。本发明利用不掺杂的ニ氧化硅薄膜其均匀性要远好于掺杂的ニ氧化硅这ー特点， 先沉积不掺杂的ニ氧化硅薄膜做为接触孔的介电质。采用该方法制备的接触孔高度均匀性能够得到很大的提高，从而改善接触孔的电阻等电学性能。由于USG厚度均匀性较好，并且化学机械研磨方法的研磨速率较慢，因此对化学机械研磨制程来说相对容易控制，最終所形成的接触孔高度的均匀性要远好于原有方法。以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。
权利要求
1.一种改善接触孔高度均匀性的方法，其特征在于，包括先在硅衬底表面淀积一前金属介电层，所述硅衬底表面设有NMOS和/或PMOS晶体管；将前金属介电层研磨至设计厚度，然后对前金属介电层进行离子掺杂；最后，激活所掺杂的离子。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述前金属介电质层薄膜采用高密度等离子体化学气相沉积。
3.根据权利要求氧化硅。
4.根据权利要求
5.根据权利要求行离子掺杂。
6.根据权利要求
7.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述前金属介电质层薄膜为不掺杂的二I所述的方法，其特征在于，所述研磨采用化学机械研磨方法。I所述的方法，其特征在于，所述前金属介电层采用离子注入方式进I所述的方法，其特征在于，所述掺杂的离子包括硼、磷元素。I所述的方法，其特征在于，采用快速热处理激活所掺杂的离子。
全文摘要
本发明提供一种改善接触孔高度均匀性的方法，包括先在硅衬底表面淀积一前金属介电层，所述硅衬底表面设有NMOS和/或PMOS晶体管；将前金属介电层研磨至设计厚度，后对前金属介电层进行离子掺杂；最后，激活所掺杂的离子。本发明提供的方法利用了HDPUSG其厚度均匀性好这一特点，先用HDPUSG做为前金属介电质层，并研磨至设计所需高度，然后再用离子注入的方法对其进行掺杂，从而提高接触孔高度均匀性，从而改善接触孔的电阻等电学性能。
文档编号H01L21/768GK102610561SQ20121007774
公开日2012年7月25日 申请日期2012年3月22日 优先权日2012年3月22日
发明者徐强 申请人:上海华力微电子有限公司