[發(fā)明專利]可去除刻蝕后殘留聚合物的半導(dǎo)體器件制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200610028782.5
• 申請(qǐng)日: 2006-07-10
• 公開（公告）號(hào): CN101106066A
• 公開（公告）日: 2008-01-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 仇圣棻;施平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/00
• 分類號(hào): H01L21/00
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 逯長明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，特別涉及一種可去除刻蝕后殘留聚合物的半導(dǎo)體器件制造方法。

背景技術(shù)

在半導(dǎo)體器件制造過程中，常需要在晶片上定義出極細(xì)微尺寸的圖案，這些圖案的定義主要是通過刻蝕技術(shù)完成。所謂刻蝕技術(shù)就是將晶片表面材料均勻去除或圖案選擇性部分去除的技術(shù)，可以分為濕法腐蝕和干法刻蝕兩種。其中，濕法腐蝕是用液體化學(xué)試劑以化學(xué)方式去除晶片表面材料，因其具有各向同性，一般只用于尺寸較大的情況。

干法刻蝕則是將晶片表面曝露于氣態(tài)中產(chǎn)生的等離子體中，通過等離子體與晶片發(fā)生物理與/或化學(xué)反應(yīng)，去除曝露的表面材料。干法刻蝕一般具有較強(qiáng)的方向性，可以獲得較高的各向異性的刻蝕剖面，較好地控制線寬，是亞微米尺寸下刻蝕器件的最主要的方法。目前，干法刻蝕已成為集成電路制造中的關(guān)鍵工藝之一，該工藝水平將直接影響到最終產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)技術(shù)的先進(jìn)性。

隨著超大規(guī)模集成電路器件特征尺寸不斷地等比例縮小，集成度不斷地提高，對(duì)可以完整地將掩膜圖形復(fù)制到晶片表面的刻蝕技術(shù)的要求也越來越高。不但要求圖形轉(zhuǎn)移的保真度要高，刻蝕的選擇比要高，刻蝕的均勻性要好；同時(shí)還要求刻蝕設(shè)備在大規(guī)模量產(chǎn)中能保證極高的穩(wěn)定性、極低的缺陷率。

圖1A到1C是說明現(xiàn)有對(duì)器件進(jìn)行干法刻蝕的剖面示意圖。圖1A為刻蝕前的器件剖面示意圖，如圖1A所示，在硅襯底101上生長介質(zhì)層102，并在晶片表面涂布上光刻膠103，形成圖形。圖1B為刻蝕后的器件剖面示意圖，如圖1B所示，通過刻蝕將未被光刻膠保護(hù)的介質(zhì)層102去除，實(shí)現(xiàn)將圖形轉(zhuǎn)移到光刻膠下面的介質(zhì)層上，刻蝕過程中，通常會(huì)用刻蝕反應(yīng)氣體所產(chǎn)生的等離子體進(jìn)行刻蝕，如CF₄、CF₈、C₅F₈、C₄F₆、CHF3、BCl3等，它們與光刻膠、刻蝕生成物等會(huì)產(chǎn)生一定的結(jié)合，形成聚合物104，該聚合物能阻擋對(duì)側(cè)壁的刻蝕，增強(qiáng)刻蝕的方向性，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)圖形關(guān)鍵尺寸的良好控制。刻蝕聚合物的產(chǎn)生有多種原因，成份也相當(dāng)復(fù)雜，其受到包括刻蝕氣體、刻蝕材料、保護(hù)層、刻蝕停止層及下層材料在內(nèi)的多種物質(zhì)的影響，具有很強(qiáng)的難以氧化和去除的碳氟鍵。但是，這些聚合物在刻蝕完成后必須去除，否則將成為增加晶片表面缺陷密度的顆粒和污染物源，毀壞器件功能，影響器件的成品率和可靠性。因此，這些聚合物的去除已成為了刻蝕工藝完成后必須經(jīng)過的一個(gè)關(guān)鍵步驟，其去除效果的好壞也備受關(guān)注。圖1C為現(xiàn)有技術(shù)中刻蝕后殘留聚合物未能完全去除的器件剖面示意圖，如圖1C所示，在刻蝕完成后，若未能完全去除聚合物，則在刻蝕的溝槽內(nèi)仍會(huì)殘留一些聚合物微粒105，這些殘留聚合物微粒一般都很小，甚至可以逃過正常的鏡檢進(jìn)入后面的工藝流程，但隨著工藝的進(jìn)行，這些殘留的聚合物微粒往往會(huì)發(fā)生移動(dòng)，在晶片表面形成微粒缺陷，并最終對(duì)器件性能造成不可彌補(bǔ)的影響。

現(xiàn)有去除刻蝕后殘留聚合物的方法主要有兩種，一種是利用化學(xué)腐蝕清洗的方法，另一種則是利用過刻蝕的方法，但兩種方法都有不足的地方。對(duì)于前者，是在刻蝕后采用特殊的化學(xué)氣體或強(qiáng)溶劑對(duì)晶片進(jìn)行清潔以去除殘留的聚合物，如用EKC或SCl液進(jìn)行清潔，用O₂進(jìn)行處理等。但實(shí)際中，這些措施往往不能將殘留聚合物完全去除干凈，仍會(huì)殘留下部分難溶的聚合物微粒。對(duì)于后者，是在刻蝕完成后，采用與主刻蝕不同的刻蝕氣體再對(duì)晶片進(jìn)行等離子過刻蝕處理，以消除刻蝕溝槽內(nèi)的聚合物。但該方難以實(shí)現(xiàn)精確控制，一旦出現(xiàn)過度的過刻蝕，則一方面會(huì)加深對(duì)晶片的損傷，另一方面，也會(huì)影響到圖案的剖面形狀，進(jìn)而影響到對(duì)線寬的控制。故而，事實(shí)上很難單純通過過刻蝕實(shí)現(xiàn)刻蝕后殘留聚合物的完全去除。

申請(qǐng)?zhí)枮?3816222.9的中國專利公開了一種選擇性清除刻蝕殘留物的組合物，該組合物包含有去離子水、有機(jī)二羧酸、有機(jī)或無機(jī)堿、含氟離子化合物及防腐蝕劑等，可以去除刻蝕后殘留的聚合物。但該方法中的組合物種類多達(dá)八種以上，成本較高；且組合物配比也較為復(fù)雜，尤其要求對(duì)該組合物最終的ph值進(jìn)行嚴(yán)格的控制，這在操作上有一定的難度，不易實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種可去除刻蝕后殘留聚合物的半導(dǎo)體器件制造方法，該方法利用刻蝕后的熱處理實(shí)現(xiàn)對(duì)殘留聚合物的去除。

本發(fā)明提供的一種可去除刻蝕后殘留聚合物的半導(dǎo)體器件制造方法，包括步驟：

在襯底上形成至少一層材料層；

對(duì)所述材料層進(jìn)行刻蝕；

對(duì)襯底進(jìn)行熱處理。