一种稳定MIM电容光刻线宽的方法技术

本发明专利技术公开了一种稳定MIM电容光刻线宽的方法，其中，所述方法包括以下步骤：提供一由下至上依次包含有阻挡层、MIM下极板层、MIM介质层和MIM上极板层的半导体结构；在所述半导体结构的上表面制备一层氮化硅层；在所述氮化硅层的上表面制备一层氧化层；在所述氧化层的上表面制备光刻胶并进行针对MIM上电极刻蚀的光刻工艺；其中，所述氮化硅层和所述氧化硅层均在同一工艺腔室中原位形成。本发明专利技术通过在氮化硅薄膜淀积工艺中增加O2treatment的步骤，O2在等离子体的能量下会与氮化硅表面的Si原子反应，使氮化硅薄膜表面覆盖一层薄的二氧化硅，从而降低或消除氮化硅薄膜表面的氮含量，达到阻止氮与光阻反应的目的，解决MIM电容上下极板光刻线宽不稳定的问题。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种稳定MIM电容光刻线宽的方法，其中，所述方法包括以下步骤：提供一由下至上依次包含有阻挡层、MIM下极板层、MIM介质层和MIM上极板层的半导体结构；在所述半导体结构的上表面制备一层氮化硅层；在所述氮化硅层的上表面制备一层氧化层；在所述氧化层的上表面制备光刻胶并进行针对MIM上电极刻蚀的光刻工艺；其中，所述氮化硅层和所述氧化硅层均在同一工艺腔室中原位形成。本专利技术通过在氮化硅薄膜淀积工艺中增加O2treatment的步骤，O2在等离子体的能量下会与氮化硅表面的Si原子反应，使氮化硅薄膜表面覆盖一层薄的二氧化硅，从而降低或消除氮化硅薄膜表面的氮含量，达到阻止氮与光阻反应的目的，解决MIM电容上下极板光刻线宽不稳定的问题。【专利说明】一种稳定MIM电容光刻线宽的方法
本专利技术涉及一种半导体制造
，尤其涉及一种稳定MIM电容光刻线宽的方法。
技术介绍
现有的MM电容工艺通常有两步光刻:上级板光刻和下极板光刻，图1为现有技术中进行MM电容上电极光刻工艺前的器件结构示意图；图2为现有技术中进行MM电容下电极光刻工艺前的器件结构示意图。如图1所示，在进行针对MM电容上电极刻蚀的光刻工艺之前，半导体结构由下至上依次包括:阻挡层1、MIM下极板层2、MIM介质层3、MIM上极板层4、氮化硅层5，以及在氮化硅层5的上表面制备的光刻胶7 ;如图2所示，在进行针对MM电容下电极刻蚀的光刻工艺之前，半导体结构由下至上依次包括:阻挡层1、MIM下极板层2、MIM介质层3、MIM上极板层4、第一氮化娃层51和第二氮化娃层52,以及在该第二氮化硅层52的上表面制备的光刻胶7，无论是上极板光刻或者下极板光刻，光阻都需要和氮化硅覆盖层直接接触。在实际光刻工艺中，发现现有技术的光刻线宽和Q-time (等待时间)有强相关性:曝光的等待时间越长，光刻线宽越小，如图2所示；这样导致量产中光刻线宽波动较大、线宽控制不稳定的问题。中国专利(CN102538723A)提供了一种光刻线宽测试校准方法，其中，包括以下步骤:S100、光刻圆片曝光；S101、将曝光后的圆片放置若干天；S102、基准扫描电镜测试整片圆片所有点的线宽，并保存放入数据库中；S103、日常校准，测试圆片上第一组测试点数据，并与所述数据库中数据比较，计算第一差值；S104、判断所述第一差值是否在规范内，是否需要调整；若否，结束当前校准。中国专利(CN103106331A)公开了一种基于降维和增量式极限学习机的光刻线宽智能预测方法，通过对基于结构风险最小化的批处理极限学习机进行矩阵求逆降维，实现对光刻线宽指标的智能在线预测，其特征在于包括以下步骤:对基于结构风险最小化的批处理极限学习机中的矩阵求逆采用矩阵求逆降维公式进行降维，以建立极限学习机模型参数与新到达数据的关系，实现对极限学习机模型参数的在线增量式学习和输出层权值更新。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提出一种稳定MM电容光刻线宽的方法，以解决上述因等待时间的延长而导致线宽控制不稳定的问题。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的:一种稳定MIM电容光刻线宽的方法，应用于MIM电容器件的制备工艺中，其特征在于，所述方法包括以下步骤:提供一由下至上依次包含有阻挡层、MM下极板层、MM介质层和MM上极板层的半导体结构；在所述半导体结构的上表面制备一层氮化硅层；在所述氮化硅层的上表面制备一层氧化层； 在所述氧化层的上表面制备光刻胶并进行针对MIM上电极刻蚀的光刻工艺；其中，所述氮化硅层和所述氧化硅层均在同一工艺腔室中原位形成。上述有效稳定MM电容光刻线宽的方法，其中，采用等离子体增强化学气相沉积工艺制备所述氮化硅层和所述氧化层。上述有效稳定MM电容光刻线宽的方法，其中，以SiN4和NH3为原料制备所述氮化娃层。上述有效稳定MM电容光刻线宽的方法，其中，以氧气为原料在所述氮化硅层的上表面形成所述氧化层。上述有效稳定MM电容光刻线宽的方法，其中，以N2O为原料在所述氮化硅层的上表面形成所述氧化硅层。上述有效稳定MM电容光刻线宽的方法，其中，所述氧化层的材质为二氧化硅。一种稳定MIM电容光刻线宽的方法，应用于MIM电容器件的制备工艺中，其特征在于，所述方法包括以下步骤:提供一由下至上依次包含有阻挡层、MM下极板层和经过刻蚀后形成的MM上电极结构的半导体结构；在所述半导体结构的上表面制备一层氮化硅层；在所述氮化硅层的上表面制备一层氧化层；在所述氧化层的上表面制备光刻胶并进行针对MIM上电极刻蚀的光刻工艺；其中，所述氮化硅层和所述氧化硅层均在同一工艺腔室中原位形成。上述有效稳定MM电容光刻线宽的方法，其中，所述MM上电极结构由下至上依次包括经过刻蚀后的MM介质层、经过刻蚀后的MM上极板层和经过刻蚀后的氮化硅层。上述有效稳定MM电容光刻线宽的方法，其中，采用等离子体增强化学气相沉积工艺制备所述氮化硅层和所述氧化层。上述有效稳定MM电容光刻线宽的方法，其中，以SiN4和NH3为原料制备所述氮化硅层；以氧气为原料在所述氮化硅层的上表面形成所述氧化层。本专利技术由于采用了上述技术，产生的积极效果是:通过本专利技术的使用，在氮化硅薄膜淀积工艺中增加氧气处理的步骤，O2在等离子体的能量下会与氮化娃表面的Si原子反应,使氮化娃薄膜表面覆盖一层薄的二氧化娃,从而降低或消除氮化硅薄膜表面的氮含量，达到阻止氮与光阻反应的目的，解决MM电容上下极板光刻线宽不稳定的问题。【专利附图】【附图说明】构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中:图1为现有技术中进行MM电容上电极光刻工艺前的器件结构示意图；图2为现有技术中进行MIM电容下电极光刻工艺前的器件结构示意图；图3为本专利技术方法中进行MM电容上电极光刻工艺前的器件结构示意图；图4为本专利技术方法中进行MM电容下电极光刻工艺前的器件结构示意图；图5为MIM电容光刻线宽与曝光等待时间的曲线关系图。【具体实施方式】下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，但不作为本专利技术的限定。实施例:请结合图3至图5所示，本专利技术的一种稳定MIM电容光刻线宽的方法，应用于MIM电容器件的制备工艺中，其特征在于，方法包括以下步骤:提供一由下至上依次包含有阻挡层1、MM下极板层2、MM介质层3和MM上极板层4的半导体结构；在半导体结构的上表面制备一层氮化娃层5 ；在氮化硅层的上表面制备一层氧化层6 ；在氧化层6的上表面制备光刻胶7并进行针对MM上电极刻蚀的光刻工艺；其中，氮化娃层5和氧化层6均在同一工艺腔室中原位形成。本专利技术的进一步实施例中，采用等离子体增强化学气相沉积工艺制备氮化硅层5和氧化层6。本专利技术在上述基础上还具有以下实施方式，请继续结合图3至图5所示，本专利技术的进一步实施例中，以SiN4和NH3为原料制备氮化硅层5。本专利技术的进一步实施例中，以氧气为原料在氮化娃层5的上表面形成氧化层6。本专利技术的进一步实施例中，以N2O为原料在氮化硅层5的上表面形成氧化层6。本专利技术的进一步实施例中，氧化层6的材质为二氧化硅。一种稳定MIM电容光刻线宽的方法，应用于MIM电容器件的制备工艺中，其特征在于，方法包括以下步本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种稳定MIM电容光刻线宽的方法，应用于MIM电容器件的制备工艺中，其特征在于，所述方法包括以下步骤：提供一由下至上依次包含有阻挡层、MIM下极板层、MIM介质层和MIM上极板层的半导体结构；在所述半导体结构的上表面制备一层氮化硅层；在所述氮化硅层的上表面制备一层氧化层；在所述氧化层的上表面制备光刻胶并进行针对MIM上电极刻蚀的光刻工艺；其中，所述氮化硅层和所述氧化层均在同一工艺腔室中原位形成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：顾梅梅，李健，张旭升，
申请(专利权)人：上海华力微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31