[發(fā)明專利]鍺硅雙極CMOS跨多晶硅層的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110242329.5
• 申請(qǐng)日: 2011-08-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102956475A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-03-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孟鴻林;郭曉波;王雷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海華虹NEC電子有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/3213
• 分類號(hào): H01L21/3213;H01L21/312;G03F7/09;G03F7/00
• 代理公司: 上海浦一知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31211
• 代理人: 丁紀(jì)鐵

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體集成電路制造工藝方法，特別是涉及一種鍺硅雙極CMOS跨多晶硅層的制備方法。

背景技術(shù)

在半導(dǎo)體雙極((Bi-polar)或雙極CMOS(Bi-CMOS)工藝中，為了提高器件的截止頻率和速度特性，往往會(huì)引入鍺硅(SiGe)工藝來(lái)制造三極管的基區(qū)(Base)。但是由于鍺硅薄膜中應(yīng)變能的存在，使得外延生長(zhǎng)的鍺硅薄膜表面變得非常粗糙，而鍺硅薄膜的這種粗糙表面造成的光的漫反射會(huì)嚴(yán)重影響后續(xù)的光刻工藝，使光刻膠的形貌變差，進(jìn)而使光刻特征尺寸變得難以控制且不利于關(guān)鍵尺寸的小型化。

同時(shí)在現(xiàn)有鍺硅雙極CMOS工藝還存在跨越下地圖形(gate?poly)的跨多晶硅層即飛線(runner?poly)，一些工藝中所述下地圖形的臺(tái)階結(jié)構(gòu)的高度即臺(tái)階差d＞2700埃的，同時(shí)根據(jù)器件性能要求所述跨多晶硅層的線寬很小如小于0.13微米。如圖1所示，為現(xiàn)有具有下地圖形形貌的跨多晶硅層的結(jié)構(gòu)俯視圖；如圖2所示，為沿圖1中的A軸的剖面圖。由圖1和圖2可知，在硅片1上形成有下地圖形，所述下地圖形由刻蝕后的柵極多晶硅2組成，在形成有所述柵極多晶硅2的位置處形成所述下地圖形的臺(tái)階結(jié)構(gòu)，該臺(tái)階結(jié)構(gòu)的高度為d；在所述柵極多晶硅2的側(cè)壁和頂部、以及所述柵極多晶硅2外部的其它所述硅片1的表面上形成有氧化層3。跨多晶硅層4形成于所述下地圖形的上方且跨越所述下地圖形的臺(tái)階結(jié)構(gòu)。所述跨多晶硅層4的線寬小于0.13微米。

現(xiàn)有鍺硅雙極CMOS跨多晶硅層4的制備方法包括如下步驟：

步驟一、在硅片1上形成具有臺(tái)階結(jié)構(gòu)的所述下地圖形，形成所述下地圖形時(shí)采用第一塊光刻掩模版，所述第一塊光刻掩模版為多晶硅柵層次光刻掩模版；所述下地圖形由刻蝕后的柵極多晶硅2組成，在所述柵極多晶硅2的側(cè)壁和頂部、以及所述柵極多晶硅2外部的其它所述硅片1的表面上形成有氧化層3。在形成有所述下地圖形的所述硅片1表面形成所述跨多晶硅層4，這時(shí)所述跨多晶硅層4布滿了整個(gè)硅片1的表面。

步驟二、在所述跨多晶硅層4的表面上依次旋涂底部抗反射涂層(Bottom?Anti-Reflection?Coating，BARC)和第一光刻膠層；所旋涂的所述BARC為一種有機(jī)抗反射涂層。

步驟三、采用跨多晶硅層層次光刻掩模版進(jìn)行曝光顯影。

步驟四、以顯影后的所述第一光刻膠層為掩模對(duì)所述跨多晶硅層4進(jìn)行刻蝕，形成所述跨多晶硅層4的圖形結(jié)構(gòu)，即形成線寬為0.13微米以下的線條形結(jié)構(gòu)的所述跨多晶硅層4。

現(xiàn)有技術(shù)的缺陷是，步驟二中旋涂所述BARC和第一光刻膠層時(shí)，會(huì)因所述下地圖形的臺(tái)階結(jié)構(gòu)的巨大的臺(tái)階差不能實(shí)現(xiàn)平坦化，所述第一光刻膠層的走線會(huì)在步驟三中的顯影后會(huì)倒塌。現(xiàn)有一種防止所述第一光刻膠層倒塌的方法是增加所述BARC厚度，但是這樣會(huì)相應(yīng)增加后續(xù)刻蝕工藝難度，而且光刻膠厚度的增加將直接影響整個(gè)光刻工藝的窗口及關(guān)鍵尺寸的控制能力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種鍺硅雙極CMOS跨多晶硅層的制備方法，能夠改善光刻膠形貌，提高對(duì)關(guān)鍵尺寸的控制能力，有利于獲得更小尺寸的光刻圖形。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種鍺硅雙極CMOS跨多晶硅層的制備方法，跨多晶硅層的第一光刻膠層涂布前，在所述跨多晶硅層上形成一由無(wú)機(jī)抗反射材料(DARC)和第二光刻膠層組成的一平坦結(jié)構(gòu)，所述無(wú)機(jī)抗反射材料位于下地圖形的臺(tái)階結(jié)構(gòu)的正上方、所述第二光刻膠層位于所述下地圖形的臺(tái)階結(jié)構(gòu)外的其它區(qū)域；所述第一光刻膠層在涂布于所述平坦結(jié)構(gòu)上；所述第一光刻膠層為正性光刻膠、所述第二光刻膠層為負(fù)性光刻膠。

進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述鍺硅雙極CMOS跨多晶硅層的制備方法包括如下步驟：

步驟一、在硅片上形成具有臺(tái)階結(jié)構(gòu)的所述下地圖形，形成所述下地圖形時(shí)采用第一塊光刻掩模版，所述第一塊光刻掩模版為多晶硅柵層次光刻掩模版；在形成有所述下地圖形的所述硅片表面形成跨多晶硅層。

步驟二、在所述跨多晶硅層上生長(zhǎng)無(wú)機(jī)抗反射材料。

步驟三、在所述無(wú)機(jī)抗反射材料上涂布第三光刻膠層，所述第三光刻膠層為正性光刻膠；采用所述第一塊光刻掩模版進(jìn)行曝光顯影。

步驟四、以顯影后的所述第三光刻膠層為掩模對(duì)所述無(wú)機(jī)抗反射材料進(jìn)行刻蝕；刻蝕后所述無(wú)機(jī)抗反射材料位于所述下地圖形的臺(tái)階結(jié)構(gòu)的正上方、所述下地圖形的臺(tái)階結(jié)構(gòu)外的其它區(qū)域的所述無(wú)機(jī)抗反射材料被去除；去除所述第三光刻膠層。