[發明專利]半導體結構的形成方法

有效

• 申請號: 200910198581.3
• 申請日: 2009-11-10
• 公開（公告）號: CN102054684A
• 公開（公告）日: 2011-05-11
• 發明（設計）人: 王新鵬;韓秋華;張海洋;孫武
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造(上海)有限公司
• 主分類號: H01L21/3065
• 分類號: H01L21/3065;H01L21/762;H01L21/768
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 李麗

技術領域

本發明涉及半導體制造技術領域，特別涉及一種半導體結構的形成方法。

背景技術

在半導體制造技術中，為了使在半導體襯底上制造的不同的半導體器件之間電絕緣，通常在半導體襯底上的不同的半導體器件之間形成淺溝槽隔離區(STI)。STI的形成方法通常包括：首先在半導體襯底上刻蝕溝槽，在溝槽內填充絕緣介質，直到溝槽內填充滿，然后進行快速熱處理(RTP)使絕緣介質層更致密，使溝槽內的絕緣介質內的應力均勻分布；接著進行平坦化，去除半導體襯底上的絕緣介質和溝槽頂部的絕緣介質，直到露出半導體襯底，使半導體襯底和溝槽頂部處于同一平面，從而形成STI。

例如在公開日為：2007年6月13日，公告號為“CN1979798”，名稱為“實現STI的工藝方法”的中國專利申請中，公開了一種實現STI的工藝方法。

另外，隨著集成電路的制作向超大規模集成電路發展，集成電路內部的電路密度越來越大，所包含的器件數量也越來越多，這種發展使得晶圓表面無法提供足夠的面積來制作所需的互連線。為了滿足元件縮小后的互連線需求，兩層及兩層以上的多層金屬互連線的設計成為超大規模集成電路技術所通常采用的一種方法。目前，不同金屬層或者金屬層與襯墊層的導通，是通過在金屬層與金屬層之間或者金屬層與襯墊層之間的介質層中形成一溝槽，在溝槽內填入導電材料，形成互連結構來實現的。

在上述的工藝制造中都需要形成溝槽，因此形成的溝槽的特征尺寸就關系到最終形成的產品的可靠性。

下面結合附圖簡單的介紹溝槽的形成過程。圖1至圖3為現有技術中溝槽的形成過程的示意圖。

如圖1至圖3所示，提供晶片10；然后在所述晶片10上形成光掩膜層13，例如光掩膜層包括緩沖層13a，位于緩沖層上的底部抗反射層(BARC)13b以及位于底部抗反射層(BARC)13b上的光刻膠層(PR)13c。然后利用光刻工藝在光刻膠層中形成開口，開口底部暴露BARC。接著利用光刻膠層13b做掩膜對BARC和緩沖層進行第一刻蝕，去除開口底部的BARC和緩沖層；接著對晶片10進行第二刻蝕在晶片中形成溝槽。在工藝制造的過程中，有時需要在晶片上形成特征尺寸很小的溝槽，但是受到工藝的限制難以直接利用對光掩膜層的光刻，在光掩膜層中得到所需尺寸的開口，因此在上述方法中在刻蝕緩沖層的步驟中，使緩沖層的側壁傾斜，從而在緩沖層的形成的開口的特征尺寸從上至下逐漸減小，這樣緩沖層暴露出的晶片的尺寸就小于曝光在光掩膜層上的尺寸，因此所述緩沖層的作用是使光掩膜層中的開口尺寸減小，從而使開口暴露的晶片位置達到形成溝槽的特征尺寸要求。

但是上述方法存在的問題是，由于刻蝕氣體在晶片邊緣處和晶片中央處的密度分布不同，因此在晶片中的邊緣區域形成的溝槽和晶片中的中央區域形成的溝槽的特征尺寸不同。

發明內容

本發明解決的技術問題是提供一種半導體結構的形成方法，從而減小晶片中的中央區域的溝槽和晶片中的邊緣區域的溝槽的特征尺寸差。

為了解決上述問題，本發明提供了半導體結構的形成方法，包括步驟：

提供晶片；

在所述晶片上形成緩沖層，所述緩沖層的厚度從邊緣向中央漸變；

在所述緩沖層上形成底部抗反射層；

在所述底部抗反射層上形成光刻膠層；

對所述光刻膠層進行曝光和顯影，從而在光刻膠層中形成溝槽；

利用所述光刻膠層做掩膜，對所述底部抗反射層、緩沖層進行第一刻蝕，在底部抗反射層、緩沖層中形成溝槽；

利用所述緩沖層做掩膜，對所述晶片進行第二刻蝕，在晶片中形成溝槽。

可選的，所述第一刻蝕步驟中對晶片邊緣區域的刻蝕速率大于對晶片中央區域的刻蝕速率；

所述緩沖層的厚度從邊緣向中央遞減。

可選的，所述第一刻蝕的時間大于或等于將晶片邊緣區域的緩沖層刻干凈所需要的時間。

可選的，所述第一刻蝕步驟中對晶片邊緣區域的刻蝕速率小于對晶片中央區域的刻蝕速率；

所述緩沖層的厚度從邊緣向中央遞增。

可選的，所述第一刻蝕的時間大于或等于將晶片中央區域的緩沖層刻干凈所需要的時間。

可選的，所述形成緩沖層的步驟包括：

向晶片上滴注緩沖層，并且旋轉晶片；

對緩沖層進行烘焙。

可選的，所述晶片的轉速為2000RPM至2500RPM。

可選的，所述晶片的轉速為4000RPM至5000RPM。

可選的，晶片的中央區域和晶片邊緣區域的緩沖層的厚度差為40埃±10埃。