專利名稱：一種預(yù)防在雙應(yīng)力氮化硅工藝中光阻失效的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制備技術(shù)，屬于集成電路制造領(lǐng)域，尤其涉及一種預(yù)防在雙應(yīng)力氮化硅工藝中光阻失效的方法。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體相關(guān)制造工藝的發(fā)展以及集成電路芯片按照比例尺寸縮小的趨勢(shì)，尤其是隨著集成電路特征線寬縮小到90nm以下，人們逐漸引入了高應(yīng)力氮化硅技術(shù)來(lái)提高載流子的電遷移率。通過(guò)在N/PM0S上面淀積高拉和高壓應(yīng)力氮化硅作為通孔刻蝕停止層 (Contact Etch Stop Layer, CESL)。尤其是在65nm制程以下，為了同時(shí)提高N/PMOS的電遷移率，有時(shí)需要同時(shí)淀積高拉和高壓應(yīng)力氮化硅于不同的MOS上。這種技術(shù)稱之為雙應(yīng)力層技術(shù)(Dual Stress Layer，DSL)。當(dāng)采用DSL技術(shù)時(shí)，需要利用選擇性刻蝕技術(shù)將位于PMOS上面的高拉應(yīng)力氮化硅、以及NMOS上面的高壓應(yīng)力氮化硅去除。參考圖Ia至圖Ic所示的，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的工藝流程示意圖，在半導(dǎo)體基體上淀積一層高拉應(yīng)力的第一氮化硅薄膜100作為通孔刻蝕停止層，得到如圖1所示的結(jié)構(gòu)，其中， 為了同時(shí)淀積高拉和高壓應(yīng)力氮化硅于不同的MOS上，需要將圖Ia中位于PMOS上方的通孔刻蝕停止層去除，因此，先旋涂一層第一光阻200以覆蓋所述通孔刻蝕停止層為后續(xù)去除在PMOS上方的通孔刻蝕停止層做準(zhǔn)備。而現(xiàn)有技術(shù)中，由于光阻和氮化硅是直接接觸的，因此，在光阻200曝光后，參考圖lc，在PMOS上方會(huì)留有殘余光阻201。這是由于第一光阻200對(duì)于第一氮化硅薄膜100中游離的氮元素比較敏感，容易中毒而導(dǎo)致光阻曝光效率下降，容易產(chǎn)生光阻殘余等缺陷，最終導(dǎo)致光阻定義出的尺寸不一致而使得工藝達(dá)不到要求。因此，提供一種能夠有效預(yù)防在雙應(yīng)力氮化硅工藝中光阻失效的方法就顯得尤為
重要了。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是減小在雙應(yīng)力氮化硅工藝中減小光阻中毒的可能性，防止光刻工藝中光阻失效的現(xiàn)象。本發(fā)明公開(kāi)一種預(yù)防在雙應(yīng)力氮化硅工藝中光阻失效的方法，提供具有至少一個(gè)第一晶體管和至少一個(gè)第二晶體管半導(dǎo)體基體；淀積第一氮化硅薄膜在所述半導(dǎo)體基體上并覆蓋所述第一晶體管和所述第二晶體管，其中，接著執(zhí)行如下步驟
用含氧等離子體處理所述第一氮化硅薄膜使所述第一氮化硅薄膜表面游離的氮元素下降；
淀積第一光阻覆蓋所述第一氮化硅薄膜，再進(jìn)行曝光去除位于第一晶體管豎直上方的第一光阻部分，使所述第一氮化硅薄膜位于第一晶體管豎直上方的部分露出；
刻蝕去除所述第一氮化硅薄膜位于第一晶體管豎直上方的部分，使所述第一晶體管露
3出；
去除剩余在第二晶體管豎直上方的第一光阻，使所述第一氮化硅薄膜剩余在所述第二晶體管上方的部分露出；
淀積第二氮化硅薄膜覆蓋所述露出的第一晶體管和所述第一氮化硅薄膜剩余的部
分；
用含氧等離子體處理所述第二氮化硅薄膜使所述第二氮化硅薄膜表面游離的氮元素下降；
淀積第二光阻覆蓋所述第二氮化硅薄膜，再進(jìn)行曝光去除位于第二晶體管豎直上方的第二光阻部分，使所述第二氮化硅薄膜剩余在所述第二晶體管豎直上方的部分露出；
刻蝕去除所述第二氮化硅薄膜位于第二晶體管豎直上方的部分，使所述第一氮化硅薄膜剩余在所述第二晶體管上方的剩余部分露出；
去除所述第二光阻剩余在所述第一晶體管豎直上方的部分，使所述第二氮化硅薄膜剩余在所述第一晶體管豎直上方的部分露出。上述的方法，其中，所述第一晶體管為PMOS管，所述第一氮化硅薄膜為高拉應(yīng)力
氮化硅薄膜。上述的方法，其中，所述第二晶體管為NMOS管，所述第二氮化硅薄膜為高壓應(yīng)力
氮化硅薄膜。上述的方法，其中，用所述含氧等離子體處理時(shí)的溫度的取值范圍為300度至500度。上述的方法，其中，用所述含氧等離子體處理時(shí)的壓強(qiáng)的取值范圍為2托至8托。上述的方法，其中，用所述含氧等離子體處理時(shí)的持續(xù)時(shí)間的取值范圍為2秒至 20秒。本發(fā)明通過(guò)先將作為通孔刻蝕停止層的氮化硅薄膜表面游離的氮元素降低，再在其上旋涂光阻，避免使光阻直接接觸含氮元素的薄膜而導(dǎo)致光阻失效，從而不會(huì)導(dǎo)致光阻曝光效率下降。


通過(guò)閱讀參照以下附圖對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明及其特征、外形和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯。在全部附圖中相同的標(biāo)記指示相同的部分。并未刻意按照比例繪制附圖，重點(diǎn)在于示出本發(fā)明的主旨。在附圖中，為清楚明了，放大了部分部件。圖Ia示出了現(xiàn)有技術(shù)中，在半導(dǎo)體基體上覆蓋有一層高拉應(yīng)力氮化硅薄膜的結(jié)構(gòu)示意圖Ib示出了現(xiàn)有技術(shù)中，在所述高拉應(yīng)力氮化硅薄膜上覆蓋一層光阻的示意圖； 圖Ic示出了現(xiàn)有技術(shù)中，在曝光后，高拉應(yīng)力氮化硅薄膜上部分殘留光阻的示意圖； 圖2為根據(jù)本發(fā)明的，用含氧等離子體處理所述氮化硅薄膜的示意圖； 圖3至圖6為根據(jù)本發(fā)明的，一種預(yù)防在雙應(yīng)力氮化硅工藝中光阻失效的方法中，在處理第二晶體管上通孔刻蝕停止層的示意圖；以及
圖7至圖11為根據(jù)本發(fā)明的，一種預(yù)防在雙應(yīng)力氮化硅工藝中光阻失效的方法中處理第一晶體管上通孔刻蝕停止層的示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。此處所描述的具體實(shí)施方式
僅用于解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。本發(fā)明所涉及的通孔刻蝕停止層在下述中用氮化硅薄膜進(jìn)行描述。參考圖2所述的根據(jù)本發(fā)明的，用含氧等離子體處理所述硅薄膜的示意圖。本發(fā)明的一種預(yù)防在雙應(yīng)力氮化硅工藝中光阻失效的方法，用于具有至少一個(gè)第一晶體管1和至少一個(gè)第二晶體管2的半導(dǎo)體基體上；淀積第一氮化硅薄膜100在所述半導(dǎo)體基體上并覆蓋所述第一晶體管1和所述第二晶體管1。參考圖2，再用含氧等離子體處理所述第一氮化硅薄膜100使所述第一氮化硅薄膜100表面游離的氮元素下降。在圖3中，淀積第一光阻200覆蓋所述第一氮化硅薄膜100。再進(jìn)行曝光去除位于第一晶體管1豎直上方的第一光阻200部分，使所述第一氮化硅薄膜100位于第一晶體管 1豎直上方的部分露出，參考圖4。在圖5中，刻蝕去除所述第一氮化硅薄膜100位于第一晶體管1豎直上方的部分， 使所述第一晶體管1露出。接著，去除剩余在第二晶體管2豎直上方的第一光阻200，使所述第一氮化硅薄膜 100剩余在所述第二晶體管2上方的部分露出，如圖6所示。參考圖7，再淀積第二氮化硅薄膜300覆蓋所述露出的第一晶體管1和所述第一氮化硅薄膜100剩余的部分。如圖8，用含氧等離子體處理所述第二氮化硅薄膜300使所述第二氮化硅薄膜300 表面游離的氮元素下降；
淀積第二光阻400覆蓋所述第二氮化硅薄膜300，再進(jìn)行曝光去除位于第二晶體管豎直上方的第二光阻400部分，使所述第二氮化硅薄膜剩余在所述第二晶體管豎直上方的部分露出，如圖9所示?？涛g去除所述第二氮化硅薄膜300位于第二晶體管2豎直上方的部分，使所述第一氮化硅薄膜100剩余在所述第二晶體管2上方的剩余部分露出；
參考圖11，最后，去除所述第二光阻400剩余在所述第一晶體管豎直上方的部分，使所述第二氮化硅薄膜300剩余在所述第一晶體管1豎直上方的部分露出。在一個(gè)具體實(shí)施例中，所述第一晶體管1為PMOS管，所述第一氮化硅薄膜100為高拉應(yīng)力氮化硅薄膜。進(jìn)一步地，所述第二晶體管2為NMOS管，所述第二氮化硅薄膜300為高壓應(yīng)力氮
化硅薄膜。參考圖2和圖8所示的步驟中，用所述含氧等離子體處理時(shí)的溫度的取值范圍為 300度至500度。更進(jìn)一步地，用所述含氧等離子體處理時(shí)的壓強(qiáng)的取值范圍為2托至8托。在一個(gè)優(yōu)選例中，用所述含氧等離子體處理時(shí)的持續(xù)時(shí)間的取值范圍為2秒至20秒。本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，第一晶體管也可以是NMOS管，相應(yīng)地，第二晶體管為PMOS管，所述第一氮化硅薄膜為高壓應(yīng)力氮化硅薄膜，所述第二氮化硅薄膜為高拉應(yīng)力氮化硅薄膜用于產(chǎn)生張應(yīng)力，這樣的變化并不影響本發(fā)明的實(shí)施。本領(lǐng)域技術(shù)人員結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)以及上述實(shí)施例可以實(shí)現(xiàn)所述變化例，這樣的變化例并不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容，在此不予贅述。以上對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實(shí)施方式，其中未盡詳細(xì)描述的設(shè)備和結(jié)構(gòu)應(yīng)該理解為用本領(lǐng)域中的普通方式予以實(shí)施；任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作出許多可能的變動(dòng)和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例，這并不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種預(yù)防在雙應(yīng)力氮化硅工藝中光阻失效的方法，提供具有至少一個(gè)第一晶體管和至少一個(gè)第二晶體管半導(dǎo)體基體；淀積第一氮化硅薄膜在所述半導(dǎo)體基體上并覆蓋所述第一晶體管和所述第二晶體管，其特征在于，接著執(zhí)行如下步驟用含氧等離子體處理所述第一氮化硅薄膜使所述第一氮化硅薄膜表面游離的氮元素下降；淀積第一光阻覆蓋所述第一氮化硅薄膜，再進(jìn)行曝光去除位于第一晶體管豎直上方的第一光阻部分，使所述第一氮化硅薄膜位于第一晶體管豎直上方的部分露出；刻蝕去除所述第一氮化硅薄膜位于第一晶體管豎直上方的部分，使所述第一晶體管露出；去除剩余在第二晶體管豎直上方的第一光阻，使所述第一氮化硅薄膜剩余在所述第二晶體管上方的部分露出；淀積第二氮化硅薄膜覆蓋所述露出的第一晶體管和所述第一氮化硅薄膜剩余的部分；用含氧等離子體處理所述第二氮化硅薄膜使所述第二氮化硅薄膜表面游離的氮元素下降；淀積第二光阻覆蓋所述第二氮化硅薄膜，再進(jìn)行曝光去除位于第二晶體管豎直上方的第二光阻部分，使所述第二氮化硅薄膜剩余在所述第二晶體管豎直上方的部分露出；刻蝕去除所述第二氮化硅薄膜位于第二晶體管豎直上方的部分，使所述第一氮化硅薄膜剩余在所述第二晶體管上方的剩余部分露出；去除所述第二光阻剩余在所述第一晶體管豎直上方的部分，使所述第二氮化硅薄膜剩余在所述第一晶體管豎直上方的部分露出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一晶體管為PMOS管，所述第一氮化硅薄膜為高拉應(yīng)力氮化硅薄膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二晶體管為NMOS管，所述第二氮化硅薄膜為高壓應(yīng)力氮化硅薄膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，用所述含氧等離子體處理時(shí)的溫度的取值范圍為300度至500度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，用所述含氧等離子體處理時(shí)的壓強(qiáng)的取值范圍為2托至8托。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，用所述含氧等離子體處理時(shí)的持續(xù)時(shí)間的取值范圍為2秒至20秒。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種預(yù)防在雙應(yīng)力氮化硅工藝中光阻失效的方法，在通孔刻蝕停止層上旋涂光阻之前，通過(guò)先將作為通孔刻蝕停止層的氮化硅薄膜表面游離的氮元素降低，再在其上旋涂光阻，避免使光阻直接接觸含氮元素的薄膜而導(dǎo)致光阻失效，從而不會(huì)導(dǎo)致光阻曝光效率下降。
文檔編號(hào)H01L21/8238GK102446742SQ20111025028
公開(kāi)日2012年5月9日 申請(qǐng)日期2011年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月29日
發(fā)明者張文廣, 徐強(qiáng), 鄭春生, 陳玉文 申請(qǐng)人:上海華力微電子有限公司