半导体器件的制作方法技术

本发明专利技术公开一种制作半导体器件的方法，包括：a)在前端器件层上依次形成停止层、高应力覆盖层、第一介电层、第二介电层、含硅的底部抗反射涂层以及带有图案的光刻胶层；b)以光刻胶层作为掩模，刻蚀含硅的底部抗反射涂层和第二介电层，露出第一介电层的上表面；c)以含硅的底部抗反射涂层和第二介电层为掩膜，对第一介电层和高应力覆盖层进行干法刻蚀，并停止在停止层；d)通入包含氟代烃气体和氧气的反应气体，以去除含硅的残留物；以及e)对第二介电层进行剥离，形成半导体器件。根据本发明专利技术的方法能有效去除接触孔或通孔刻蚀之后器件表面残留物，使晶片表面变得平整，并提高器件的长期可靠性和良品率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体器件制造工艺，特别涉及一种去除刻蚀后覆盖在半导体器件表面的残留物的方法。
技术介绍
随着集成电路的线宽不断地缩小，半导体元件的微小化已进入到深亚微米及纳米等级，而单一芯片上的半导体元件的密度越大表示元件之间的间隔也就越小，这使得接触孔和通孔的制作越来越困难。尤其当半导体元件的线宽达到65nm节点甚至更小的技术节点时，要制作出如接触孔、通孔与沟槽等开口，特别是高深宽比(aspect ratio)的开口，难度日益升高。对于高深宽比的开口，为了增加光刻胶聚焦景深(cbpth of focus, D0F)的余裕度，必须使用很薄的光刻胶来转移图案，但是光刻胶较薄会使刻蚀过程中光刻胶消耗严重， 因而导致最终形成的图案发生较大变形。为了避免光刻胶厚度不足引起的问题，在刻蚀工艺中通常使用三层掩膜技术来代替传统的光刻胶掩膜技术。图1A-1B是现有技术使用三层掩膜形成接触孔结构的工艺流程中各个步骤的剖视图。首先，如图IA所示，提供一已经制造了半导体器件的衬底100。在衬底100的表面上以化学气相沉积等方式形成停止层101。 在停止层101的表面上形成高应力覆盖层102，该层的材料是氮化硅。在高应力覆盖层102 上形成第一介电层103。接着，在第一介电层103上形成第二介电层104。在第二介电层 104上形成含硅的底部抗反射涂层105。然后，在含硅的底部抗反射涂层105上涂覆一层具有图案的光刻胶层106。如图IB所示，以光刻胶层106为掩膜，采用干法刻蚀，对含硅的底部抗反射涂层105和第二介电层104进行刻蚀，露出第一介电层103的表面。接着，以具有图案的含硅的底部抗反射涂层105和第二介电层104为掩膜，对第一介电层103和高应力覆盖层102进行干法刻蚀，并使刻蚀停止在停止层101。然后，通过剥离工艺来去除第二介电层104、含硅的底部抗反射涂层105和光刻胶层106，形成接触孔。但是，不同于直接采用光刻胶作为掩膜的技术，为了形成具有较大深宽比的孔，三层掩膜技术的刻蚀过程中需要通入能形成大量聚合物的气体，这样当刻蚀工艺完成之后就会在器件表面引入大量微小的残留物。图2是现有技术使用三层掩膜形成接触孔的TEM平面图。如图2所示，在接触孔或通孔的表面残留有许多微小的残留物。通过EDX能量谱对残留物的成分进行分析，检测结果显示残留物的主要成分是Si和0，尺寸小于30nm。由于随后还要沉积多层薄膜，因此这些残留物会使晶片表面变得不平整。进一步，由于光刻中光刻机聚焦深度的影响，使得无法在晶片表面制作电路图案。另外，晶片表面不平整还会影响器件的长期可靠性，降低良品率。于是，目前需要一种能有效去除接触孔或通孔刻蚀之后器件表面残留物的方法， 以便使晶片表面变得平整，并提高器件的长期可靠性和良品率
技术实现思路
在
技术实现思路
部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本专利技术的
技术实现思路
部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。本专利技术提出一种制作半导体器件的方法，所述方法包括下列步骤a)在前端器件层上依次形成停止层、高应力覆盖层、第一介电层、第二介电层、含硅的底部抗反射涂层以及带有图案的光刻胶层；b)以所述光刻胶层作为掩模，刻蚀所述含硅的底部抗反射涂层和所述第二介电层，露出所述第一介电层的上表面；C)以所述含硅的底部抗反射涂层和所述第二介电层为掩膜，对第一介电层和高应力覆盖层进行干法刻蚀，并停止在所述停止层；d) 通入包含氟代烃气体和氧气的反应气体，以去除含硅的残留物；以及e)对所述第二介电层进行剥离，形成半导体器件。根据本专利技术的一个方面，其特征在于，所述氟代烃气体为碳氟比大于等于0.5的全氟氟代烃气体(CxFy，χ > 3)中的至少一种。根据本专利技术的一个方面，其特征在于，所述氟代烃气体选自C4F8、C4F6或C5F6。根据本专利技术的一个方面，其特征在于，所述氟代烃气体为c4F8。 根据本专利技术的一个方面，其特征在于，所述氟代烃气体的流速为5-20SCCm，所述氧气的流速为20-100sccm。根据本专利技术的一个方面，其特征在于，在所述d步骤中反应腔室内的气压为 100-500 毫托。根据本专利技术的一个方面，其特征在于，在所述d步骤中不施加偏压。根据本专利技术的一个方面，其特征在于，在所述d步骤中气体的通入时间为5-50秒。根据本专利技术的方法能有效去除接触孔或通孔刻蚀之后器件表面残留物，使晶片表面变得平整，并提高器件的长期可靠性和良品率。附图说明本专利技术的下列附图在此作为本专利技术的一部分用于理解本专利技术。附图中示出了本专利技术的实施例及其描述，用来解释本专利技术的原理。在附图中，图1A-1B是现有技术使用三层掩膜形成接触孔结构的工艺流程中各个步骤的剖视图；图2是现有技术使用三层掩膜形成接触孔的TEM平面图；图3A-3E是根据本专利技术方法制作接触孔的制作工艺流程中各个步骤的剖视图；图4是根据本专利技术方法形成的接触孔的TEM平面图；图5是根据现有技术和本专利技术的方法形成的接触孔的TEM剖视图；图6A-6E是根据本专利技术方法制作通孔的制作工艺流程中各个步骤的剖视图；图7是根据本专利技术实施例制作接触孔/通孔的制造工艺的流程图。具体实施例方式在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本专利技术更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本专利技术可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本专利技术发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。为了彻底了解本专利技术，将在下列的描述中提出详细的步骤，以便说明本专利技术是如何去除接触孔/通孔刻蚀之后在器件表面的残留物的。显然，本专利技术的施行并不限定于半导体领域的技术人员所熟习的特殊细节。本专利技术的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本专利技术还可以具有其他实施方式。为了克服现有技术中利用三层掩膜技术制作接触孔/通孔带来的上述问题，本专利技术提出了一种在接触孔/通孔刻蚀之后并在掩膜剥离之前通入含氟气体的工艺，来去除器件表面的残留物，以使晶片表面平整，并提高器件的长期可靠性和良品率。参照图3A至图 3E，示出根据本专利技术方法制作接触孔的制作工艺流程中各个步骤的剖视图。首先，如图3A所示，提供一已经制造了半导体器件的衬底300，其中衬底300可以包括但不限于以下所提到的材料，例如硅、绝缘体上硅(siliconon insulator, SOI)、绝缘体上层叠硅(stacked silicon on insulator，SS0I)、绝缘体上层叠锗化硅(stacked SiGe on insulator，S-SiGeOI)、绝缘体上锗化硅(SiGe on insulator, SiGeOI)以及绝缘体上锗 (Ge on insulator, GeOI)中的至少一种物质。在衬底300的表面上以化学气相沉积等方式形成停止层301，停止层301可以是掺杂NiSi层，具体地可以是掺杂钼(Pt)。在停止层 301的表面上形成高应力覆盖层302，该层的材料可以是氮化硅。在高应力覆盖层302上以化学气相沉积法(CVD)或旋转涂布法(SOC)形成第一介电层303。第一介电层303的材料可以是掺杂硅玻璃、二氧化硅或本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种半导体器件的制作方法，所述方法包括下列步骤：ａ）在前端器件层上依次形成停止层、高应力覆盖层、第一介电层、第二介电层、含硅的底部抗反射涂层以及带有图案的光刻胶层；ｂ）以所述光刻胶层作为掩模，刻蚀所述含硅的底部抗反射涂层和所述第二介电层，露出所述第一介电层的上表面；ｃ）以所述含硅的底部抗反射涂层和所述第二介电层为掩膜，对第一介电层和高应力覆盖层进行干法刻蚀，并停止在所述停止层；ｄ）通入包含氟代烃气体和氧气的反应气体，以去除含硅的残留物；以及ｅ）对所述第二介电层进行剥离，形成半导体器件。

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件的制作方法，所述方法包括下列步骤a)在前端器件层上依次形成停止层、高应力覆盖层、第一介电层、第二介电层、含硅的底部抗反射涂层以及带有图案的光刻胶层；b)以所述光刻胶层作为掩模，刻蚀所述含硅的底部抗反射涂层和所述第二介电层，露出所述第一介电层的上表面；c)以所述含硅的底部抗反射涂层和所述第二介电层为掩膜，对第一介电层和高应力覆盖层进行干法刻蚀，并停止在所述停止层；d)通入包含氟代烃气体和氧气的反应气体，以去除含硅的残留物；以及e)对所述第二介电层进行剥离，形成半导体器件。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氟代烃气体为碳氟比大于等于0.5的全氟氟代烃气体(CxFy，χ > 3)中的至少一种。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述氟代烃气体选自C4F8、C4F6或C5F6。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述氟代烃气...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙武，王新鹏，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：31