專利名稱：改善蝕刻后光刻膠殘余的半導(dǎo)體器件制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件的制造方法，特別涉及蝕刻后形成光刻膠殘余物的解決辦法。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體器件的制造過(guò)程中，離子注入、蝕刻和其他加工步驟中，都要用到光刻膠(Photo Resist；PR)。在離子注入步驟，用光刻膠遮蔽不注入摻雜劑的半導(dǎo)體襯底區(qū)域。蝕刻步驟中，用光刻膠遮蔽不被蝕刻的半導(dǎo)體襯底區(qū)域。另外可用光刻膠作為加工晶片(wafer)的覆蓋防護(hù)涂層等。
離子注入步驟后，光刻膠變?yōu)楦采w膠狀核心的堅(jiān)硬外殼，這層外殼導(dǎo)致去除光刻膠困難。
蝕刻步驟之后，殘余的光刻膠也會(huì)硬化導(dǎo)致去除困難。在蝕刻后，蝕刻的殘?jiān)c光刻膠殘?jiān)采w于被蝕刻部分的側(cè)壁。因蝕刻采用的步驟和材料而異，這種和蝕刻殘?jiān)旌系墓饪棠z殘?jiān)コ龁?wèn)題很復(fù)雜，這是由于蝕刻殘?jiān)旌系墓饪棠z通常強(qiáng)力結(jié)合到被蝕刻部分的側(cè)壁上。
一般的，已有的技術(shù)采用在O2等離子體中等離子灰化，然后在剝離液(stripper bath)中剝離去除光刻膠殘余。
在生產(chǎn)過(guò)程中，為提高產(chǎn)品性能，會(huì)在產(chǎn)品芯片下放入晶片允收測(cè)試(Wafer Acceptance Test；WAT)圖案，用這種方法替代測(cè)試線是非常有效和普遍的手段。為提高總額晶粒數(shù)字(gross dies number)，通常在WAT測(cè)試圖案中僅用5個(gè)放在一個(gè)晶片中(其他的只有產(chǎn)品芯片，沒(méi)有WAT測(cè)試圖案)。實(shí)際操作中，多晶硅2(Poly2)蝕刻后的光刻膠去除步驟有嚴(yán)重的光刻膠殘余問(wèn)題。這是由于多晶硅蝕刻會(huì)在光刻膠上面形成大量蝕刻反應(yīng)的聚合體，如圖1所示。它在下一步的等離子體灰化步驟相當(dāng)于一個(gè)硬掩膜，圖2。這樣就引起了嚴(yán)重的光刻膠殘余問(wèn)題，圖3是一般方法光刻膠殘余的顯微圖片。即使改良灰化方法也不能解決這個(gè)問(wèn)題，圖4是改良灰化方法后的光刻膠殘余顯微圖片。這種光刻膠殘余物在濕洗步驟(wet clean step)后也不能去除，圖5。光刻膠殘余的結(jié)果是在后續(xù)步驟引起污染和/或膜的剝離，從而引起產(chǎn)率嚴(yán)重降低。

發(fā)明內(nèi)容
為了消除或改善上述光刻膠殘余的情況，從而解決污染、膜剝離而產(chǎn)率降低問(wèn)題。本發(fā)明提出一種可明顯減少光刻膠殘余的方法，使后續(xù)步驟沒(méi)有污染和/或膜的剝離，提高最終產(chǎn)率。
本發(fā)明的目的在于，提供一種半導(dǎo)體器件的制造方法，包括的具體步驟為1、在底板或多晶硅上淀積氧化物層；2、淀積SiN層；其特征在于淀積SiN后的第3步3、SiN層氧化，形成氧化層；4、淀積多晶硅2(Poly2)；5、對(duì)多晶硅2(Poly2)進(jìn)行光刻腐蝕；6、將光刻膠等離子體灰化，去除。
發(fā)明人在試驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)光刻膠殘余和其下層的構(gòu)成有很大關(guān)系，如果介電層以SiN層為末層，將有嚴(yán)重的光刻膠殘余，其生產(chǎn)流程為圖6中的(1)，形成的光刻膠殘余顯微照片如圖7所示；如果僅以氧化物層為末層，光刻膠殘余將得到解決，其生產(chǎn)流程為圖6中的(2)，圖8和圖9分別是LPOX200A和HTO100A處理后的顯微照片，但這樣的流程會(huì)影響產(chǎn)品性能；根據(jù)這些試驗(yàn)結(jié)果，可以判斷是多晶硅(poly)蝕刻時(shí)腐蝕劑接觸到了SiN，反應(yīng)后會(huì)有嚴(yán)重的反應(yīng)聚合體(polymer)覆蓋于光刻膠表面的情況，如圖1所示。這些聚合體在下一步的等離子體灰化步驟相當(dāng)于一個(gè)硬掩膜，如圖2所示。所以，如果按圖6生產(chǎn)流程中的(3)所示，在淀積SiN層后，再加上一層SiN的氧化層，使多晶硅(poly)蝕刻停止于這層氧化層，而不是停止于SiN層，則可以減少聚合體(polymer)的產(chǎn)生，從而解決光刻膠殘余的問(wèn)題，而且這層SiN的氧化層對(duì)產(chǎn)品的性能沒(méi)有副作用(例如它很薄，一般在3～5之間，不會(huì)影響到介電常數(shù))。這樣可使產(chǎn)率提高，并沒(méi)有膜剝離和/或污染的問(wèn)題。
氧化過(guò)程如果采用O2或O3等離子體氧化，對(duì)減少光刻膠殘余有效果，但結(jié)果不是十分理想，光刻膠殘余情況的顯微照片如圖10所示，不過(guò)可以控制氣壓、流速或者功率來(lái)調(diào)整O2或O3等離子體氧化均勻度，以達(dá)到理想的效果。氧化過(guò)程如果采用高溫爐管氧化(800℃/200A于Si晶片上和約3～5A于SiN晶片上，20分鐘)，則可以得到非常滿意的結(jié)果，光刻膠殘余情況的顯微照片如圖11所示。


圖1是多晶硅蝕刻產(chǎn)生聚合體的示意圖；圖2是一般方法光刻膠殘余物的示意圖；圖3是是光刻膠殘余的顯微圖片；圖4是改良灰化方法后的光刻膠殘余顯微圖片；圖5是濕洗步驟后光刻膠殘余顯微圖片；圖6的(1)(2)(3)是三種不同的工藝流程圖；圖7是常規(guī)流程的光刻膠殘余顯微圖片；圖8和圖9分別是沒(méi)有淀積SiN層，LPOX200A和HTO100A處理后的顯微照片；圖10是用本發(fā)明的方法用O2或O3等離子體氧化SiN層后的光刻膠殘余顯微圖片；圖11是用本發(fā)明的方法用高溫爐管氧化SiN層后的光刻膠殘余顯微圖片。
具體實(shí)施例方式
以下參見(jiàn)附圖6的(3)具體描述本發(fā)明的實(shí)施例，以更充分地理解本發(fā)明的上述目的、其他目的，和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。
實(shí)施例11、在底板或多晶硅上淀積SiO2層；
2、淀積SiN層；3、用O2或O3等離子體處理使SiN層氧化(功率1500W/溫度110℃/壓力1.5T)，形成氧化層；4、淀積多晶硅2(Poly2)；5、對(duì)聚合物2(Poly2)進(jìn)行光刻腐蝕；6、將光刻膠等離子體灰化，去除。
實(shí)施例21、在底板上淀積SiO2層；2、淀積SiN層；3、用高溫爐管氧化，使SiN層形成氧化層(800℃/200A于Si晶片上和約3～5A于SiN晶片上，20分鐘)；4、淀積多晶硅2(Poly2)；5、對(duì)多晶硅2(Poly2)進(jìn)行光刻腐蝕；6、將光刻膠等離子體灰化，去除。
以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)的范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等效物界定。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，包括的具體步驟為(1)、在底板或多晶硅上淀積氧化物層；(2)、淀積SiN層；其特征在于淀積SiN后的第3步(3)、SiN層氧化，形成氧化層；(4)、淀積多晶硅2(Poly2)；(5)、對(duì)多晶硅2(Poly2)進(jìn)行光刻腐蝕；(6)、將光刻膠等離子體灰化，去除。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于SiN層的氧化采用爐管氧化。
3.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于SiN層的氧化采用O2或O3等離子體氧化。
4.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于SiN層氧化形成的膜厚度為0～5。
全文摘要
一種可以改善蝕刻后光刻膠殘余的半導(dǎo)體器件制造方法，在常規(guī)的淀積介電層步驟之后，為了解決SiN層作為介電層末層時(shí)經(jīng)蝕刻會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的光刻膠殘余問(wèn)題，在蝕刻前先將SiN層氧化形成氧化膜，使蝕刻停止于這層氧化膜而不是停止于SiN層。從而避免了SiN層接觸蝕刻(腐蝕)劑引起的光刻膠殘余問(wèn)題，減少了后續(xù)步驟產(chǎn)生污染、膜剝離的情況，明顯提高產(chǎn)率，同時(shí)這種方法并不會(huì)影響到產(chǎn)品的性能。
文檔編號(hào)H01L21/3213GK1722380SQ20041005284
公開(kāi)日2006年1月18日 申請(qǐng)日期2004年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月14日
發(fā)明者廖奇泊, 金明倫, 李樂(lè) 申請(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司