接触插塞的形成方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种接触插塞的形成方法。
【背景技术】
[0002]在集成电路制造过程中，为了将位于半导体衬底上的CMOS等半导体器件与上层的金属互连层连接，一般需要在第一层金属互连层与半导体器件层之间的金属前介质层(Inter-metal Dielectric, IMD)中蚀刻形成接触孔,然后在接触孔中填充鹤、招或铜等(金属)导电材料以形成接触插塞(contact)。
[0003]现有接触插塞的形成方法通常包括:提供半导体衬底，所述半导体衬底上具有器件层，所述器件层上具有刻蚀停止层(etch stop layer)，所述刻蚀停止层上具有金属前介质层(Inter-metal Dielectric, IMD);在所述金属前介质层上形成图案化的掩膜层,例如无定形碳(amorphous carbon),再以所述掩膜层为掩模依次蚀刻所述金属前介质层和刻蚀停止层，形成接触孔，所述接触孔暴露所述器件层有源区表面的金属硅化物层，在形成接触孔之后，通常需要进行行蚀刻后处理(Post Etch Treatment，PET)步骤，蚀刻后处理作用是修复并减少金属前介质层在蚀刻过程中受到的损伤，并且使金属前介质层表面致密化，提高金属前介质层对潮湿环境等的耐受能力；在蚀刻后处理之后，通常还会对接触孔进行湿法清洗处理，最后在接触孔中形成接触插塞。
[0004]然而，现有方法形成的接触插塞中易出现接触不良的问题，导致接触插塞的质量下降。
[0005]为此，需要一种新的接触插塞的形成方法，以防止接触插塞出现接触不良的情况。
【发明内容】
[0006]本发明解决的问题是提供一种接触插塞的形成方法，以防止接触插塞出现接触不良的情况，从而提闻接触插塞的质量。
[0007]为解决上述问题，本发明提供一种接触插塞的形成方法，包括:
[0008]提供基底；
[0009]在所述基底上形成介质层；
[0010]在所述介质层内形成贯穿其厚度的接触孔；
[0011]在90°C?100°C的温度条件下对所述接触孔进行修复处理；
[0012]在所述修复处理之后，对所述接触孔进行湿法清洗；
[0013]采用导电材料填充满所述接触孔。
[0014]可选的，形成所述接触孔和进行所述修复处理在不同反应腔室中进行。
[0015]可选的，在进行所述湿法清洗处理之后，且在填充所述接触孔之前，所述方法还包括:对所述接触孔进行紫外光照处理或者烘烤处理。
[0016]可选的，所述修复处理采用的气体包括氮气，或者包括氮气和氢气。
[0017]可选的，所述修复处理采用的偏置功率为50w?100w，气体流量为200sccm?400sccm，反应腔室的压强范围为10mTorr?120mTorr。
[0018]可选的，采用CF4、CHF3、CH2F2、CH3F、C4F8或者C5F8中的至少一种作为反应气体蚀刻所述介质层。
[0019]可选的，采用导电材料填充满所述接触孔形成接触插塞包括:采用氩气的真空溅射方法形成扩散阻挡层。
[0020]可选的，在进行所述修复处理之后，且在进行所述湿法清洗之前，所述接触孔经历2.5h?3.5h的停留时间。
[0021]可选的，形成接触孔包括:
[0022]在所述介质层上形成掩膜层；
[0023]在所述掩膜层上形成介质抗发射层；
[0024]在所述介质抗发射层上形成图案化的光刻胶层；
[0025]以所述图案化的光刻胶层为掩模，蚀刻所述介质抗发射层和掩膜层，直至形成位于所述介质抗发射层和掩膜层中的开口，所述开口暴露所述介质层表面；
[0026]沿所述开口蚀刻介质层和所述刻蚀停止层形成所述接触孔。
[0027]可选的，所述掩膜层的材料包括无定形碳。
[0028]与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点:
[0029]本发明的技术方案采用在90°C?100°C的温度条件下，对形成的接触孔进行修复处理，在90°C?100°C的温度条件下，形成接触孔过程产生的聚合物中氟的扩散能力显著提高，达到能够从聚合物中分解出来的水平，因而在90°C?100°C的温度条件下能够使氟从聚合物中分解并挥发掉，防止氟在后续湿法清洗过程中与接触孔底部的金属硅化物层反应，进而防止因金属硅化物层表面被破坏而引起与后续形成的接触插塞接触不良，即金属硅化物层与接触插塞的接触面电阻特性被改善，提高接触插塞的质量。同时，所述修复处理利用离子轰击效应使介质层表面致密化，明显减少介质层受到的损伤，使介质层免受潮湿环境等侵害，提高接触插塞的可靠性。
[0030]进一步，在对接触孔进行湿法清洗之后，且在对接触孔进行填充之前，对接触孔进行紫外光照处理或者烘烤处理，从而去除湿法清洗过程中在接触孔表面留下的水分，提高接触孔的质量，从而进一步提高后续形成的接触插塞的质量。
【附图说明】
[0031]图1至图4是本发明实施例所提供的接触插塞的形成方法各步骤对应的剖面结构示意图。
【具体实施方式】
[0032]正如【背景技术】所述，现有接触插塞中易出现接触不良的问题，导致接触插塞的质量下降。经过分析发现，出现这种情况原因如下:现有接触插塞的形成方法在蚀刻所述金属前介质层和刻蚀停止层形成接触孔时，会在接触孔的侧壁形成含氟(F-based)聚合物(polymer)等副产物，而现有蚀刻后处理步骤无法去除聚合物中的氟，导致在后续湿法清洗处理过程中，氟与有源区表面的金属硅化物层反应，破坏金属硅化物层表面，最终导致后续形成的接触插塞与金属硅化物层接触不良。
[0033]需要特别说明的是，在完成蚀刻后处理步骤之后，通常需要在等待约3小时的停留时间(Q-time)，然后进行湿法清洗处理步骤，并且由于通常生产过程中，各批次产品连续生产，停留时间必须严格控制。因此，如果选择在湿法清洗处理之前采用其它工艺步骤去除接触孔形成过程中产生的副产物，势必需要缩短停留时间，从而给接触孔的质量带来不利影响。
[0034]为此，本发明提供一种新的接触插塞的形成方法，所述形成方法提供半导体衬底，所述半导体衬底上具有器件层、刻蚀停止层和介质层，并依次蚀刻所述介质层和刻蚀停止层形成接触孔，之后在90°C?10(TC的温度条件下对所述接触孔进行修复处理，形成在接触孔产生的聚合物分解并挥发掉氟，从而防止氟在后续湿法清洗过程中与接触孔底部的金属硅化物层反应，从而保证所形成的接触插塞与金属硅化物层接触良好，即金属硅化物层与接触插塞的接触面电阻特性被改善，提高接触插塞的质量。同时，所述修复处理利用离子轰击效应使介质层表面致密化，明显减少介质层受到的损伤，使介质层免受潮湿环境等侵害，提高接触插塞的可靠性。
[0035]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
[0036]本发明实施例提供一种接触插塞的形成方法，请结合参考图1至图4。
[0037]请参考图1，所述接触插塞的形成方法首先提供基底(未示出)，所述基底包括半导体衬底和位于半导体衬底上的多层结构，具有的，所述多层结构可以包括器件层(未示出)。
[0038]本实施例中，所述半导体衬底可以为硅、绝缘体上硅(SOI)或Ge等元素半导体晶片，或者GaAs、GaP或蓝宝石等化合物半导体晶片。
[0039]本实施例中，所述器件层可以包括CMOS器件或DRAM器件，所述器件层的有源区(源区、漏区和栅极)表面具有金属硅化物层(未示出)，作为接触插塞与源区、漏区或栅极之间的欧姆接触层，所述金属硅化物层可以用于降低接触插塞和有源区之间的串联电阻。
[0040]本实施例中，在所述基底上形成刻蚀停止层110，并在所述刻蚀停止层110上形成介质层120。
[0041]本实施例中，刻蚀停止层110覆盖于整个器件层上面。刻蚀停止层110的材料可以为