[發明專利]一種預防多晶硅層圖形倒塌的方法

無效

• 申請號: 201110322337.0
• 申請日: 2011-10-21
• 公開（公告）號: CN102446746A
• 公開（公告）日: 2012-05-09
• 發明（設計）人: 王劍;毛智彪;戴韞青
• 申請（專利權）人: 上海華力微電子有限公司
• 主分類號: H01L21/3105
• 分類號: H01L21/3105;H01L21/312
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 王敏杰

技術領域

本發明涉及半導體集成電路及其制造領域，尤其涉及一種預防多晶硅層圖形倒塌的方法。

背景技術

隨著半導體性能要求的不斷提高，集成電路芯片的尺寸也越來越小，光刻工藝逐漸成為芯片制造中核心的工序。通常在一個完整的芯片制造工藝中，需要進行多次光刻工序，如在一個完整的45納米工藝芯片制造工藝中，視性能要求的不同大約需要40至60次光刻工序；而隨著器件尺寸的縮小，光刻的圖形也相應不斷縮小，光阻的厚度及光刻完成后的尺寸也越來越小；當芯片生產工藝從微米級到目前最先進的15納米工藝時，光刻所使用的波長也在隨著芯片工藝的進步不斷縮小，已經從汞的I、G系線發展到紫外區域的193nm紫外線、極紫外線EUV、乃至電子束；即光刻已經成為一項精密加工技術。

圖1是本發明背景技術中防反射層的厚度與其反射率曲線關系的示意圖；其中，縱軸表示基體反射率（substrate?reflectivity），橫軸表示基體厚度（thickness?process?），厚度單位為nm。圖2是本發明背景技術中采用傳統工藝產生多晶硅（poly）層圖形倒塌的結構示意圖。

半導體芯片制造中，使用光刻機（scanner）曝光來定義電路圖形，曝光之前需要涂布光阻和防反射層（BARC），在曝光過程中，防反射層會吸收光的反射，減少光對圖形的干涉；如圖1所示，防反射層的不同厚度對應不同的反射率，且防反射層的反射率越低，對圖形的定義越好。在曝光多晶硅（poly）層的圖形時，如圖2所示，在有源區（Active）11和淺溝槽隔離區（STI）12上淀積多晶硅層13后，涂布防反射層（BARC）14，由于多晶硅層13覆蓋有不同的襯底，即有源區（Active）11和淺溝槽隔離區（STI）12，所以淺溝槽隔離區（STI）12上的防反射層（BARC）14厚度比有源區（Active）11上的防反射層（BARC）14厚度小，造成防反射層（BARC）14反射率增大，從而導致淺溝槽隔離區（STI）12上的圖形15由于光學干涉而使其線條變細倒塌。

發明內容

本發明公開了一種預防多晶硅層圖形倒塌的方法，其中，包括以下步驟：

步驟S1：在一包含有有源區和淺溝槽隔離區的襯底上淀積多晶硅層，該多晶硅層覆蓋有源區和淺溝槽隔離區；

步驟S2：于多晶硅層上制備平坦化層。

上述的預防多晶硅層圖形倒塌的方法，其中，還包括步驟S3：涂布防反射層覆蓋平坦化層后，繼續光刻工藝。

上述的預防多晶硅層圖形倒塌的方法，其中，步驟S2中采用光阻涂布機噴涂形成平坦化層。

上述的預防多晶硅層圖形倒塌的方法，其中，平坦化層的材質為具有較高平坦化的有機聚合物。

上述的預防多晶硅層圖形倒塌的方法，其中，平坦化層的厚度至少為50nm。

上述的預防多晶硅層圖形倒塌的方法，其中，平坦化層的上表面在同一水平面上。

綜上所述，由于采用了上述技術方案，本發明提出一種預防多晶硅層圖形倒塌的方法，通過在多晶硅層上設置平坦化層，使得有源區和淺溝槽隔離區上的防反射層厚度均勻，從而有效避免由于防反射層厚度不均造成的反射率變化，以致后續光刻定義圖形的倒塌。

附圖說明

圖1是本發明背景技術中防反射層的厚度與其反射率曲線關系的示意圖；

圖2是本發明背景技術中采用傳統工藝產生多晶硅（poly）層圖形倒塌的結構示意圖；

圖3是本發明預防多晶硅層圖形倒塌的方法的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的具體實施方式作進一步的說明：

圖3是本發明預防多晶硅層圖形倒塌的方法的結構示意圖。如圖3所示，本發明一種預防多晶硅層圖形倒塌的方法：

在55nm工藝中，首先，在包含有有源區21和淺溝槽隔離區22的基底2上淀積多晶硅層23，?其中，多晶硅層23覆蓋有源區21和淺溝槽隔離區22；由于有源區21的厚度小于淺溝槽隔離區22的厚度，造成覆蓋其上的多晶硅層23形成于淺溝槽隔離區22上形成一定的凸起。

然后，通過使用光阻涂布機噴涂材質為具有較高平坦化的有機聚合物，覆蓋多晶硅層23形成厚度至少為50nm的平坦化層24，并使得平坦化層24的上表面在同一水平面上，以填平由于有源區21和淺溝槽隔離區22厚度不同造成的多晶硅層23的凸起。

最后，涂布防反射層25覆蓋平坦處24，由于平坦處24的上表面為一水平面，所以防反射層25的厚度較為均勻，使得后續進行的光刻工藝定義的圖形26符合工藝的要求，不至于坍塌。