專利名稱：半導(dǎo)體制造工藝中減少柱狀缺陷的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，且特別涉及一種半導(dǎo)體制造工藝中減少柱狀缺陷的方法。
背景技術(shù)：
集成電路制造技術(shù)隨著摩爾定律而快速向著微小化方向發(fā)展，晶片尺寸因集成度提高而不斷縮小以增加晶片單位面積的元件數(shù)量。生產(chǎn)線上使用的線寬(critical dimension，⑶)已由次微米進入納米階段，并且變得越來越重要，因此對于蝕刻工藝的要求也越來越高，所使用的曝光光源已由MSnm逐步向193nm的波長發(fā)展，甚至更小的波長也在進一步研究之中。然而現(xiàn)有技術(shù)的蝕刻工藝依然被流程中所出現(xiàn)的各種缺陷所困擾，其已經(jīng)成為制約半導(dǎo)體工藝進一步發(fā)展的重要因素。請參考圖IA 圖1D，圖IA 圖ID所示為現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)柱狀缺陷的示意圖，在現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體器件制造流程中，晶圓的有源區(qū)、位線和字線的多晶硅層10都覆蓋有高氧化層20和其上的硬掩膜層11，硬掩膜層11用于定義多晶硅層10上的圖案以便進行有選擇性的定向蝕刻，硬掩膜層11上又覆蓋有抗反射層12和光阻層13。由于在曝光時入射光到達光阻頂層后會反射，導(dǎo)致反射光和入射光發(fā)生干涉現(xiàn)象，在光阻中形成駐波，并造成光阻曝光強度的不均勻，甚至導(dǎo)致線寬控制發(fā)生誤差，因此需要采用抗反射層12來有效降低駐波的產(chǎn)生，之后再利用光阻層13對晶圓進行蝕刻處理，從而定義晶圓的圖案。但是現(xiàn)有技術(shù)經(jīng)常被其中出現(xiàn)的柱狀缺陷所困擾，柱狀缺陷的出現(xiàn)與硬掩膜層11 的表面氧化程度密切相關(guān)，硬掩膜層11會與抗反射層12起反應(yīng)而形成新的物質(zhì)14，這種新的物質(zhì)14經(jīng)過分析其成分為硅的氮氧化物，其在等離子蝕刻過程中不能被蝕刻去除干凈， 這是因為蝕刻用的氣體對不同成分的薄膜(反應(yīng)生成新物質(zhì)14的薄膜和沒有反應(yīng)的薄膜) 蝕刻比不一樣，沒有被蝕刻掉的部分作為下面的高氧化層20的阻擋層，從而導(dǎo)致了柱狀缺陷15的產(chǎn)生，嚴重影響了生產(chǎn)出的器件的性能，甚至造成器件產(chǎn)品報廢，其對生產(chǎn)良率大概有10% 20%的影響，造成了生產(chǎn)效率的降低并且增加了生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種半導(dǎo)體制造工藝中減少柱狀缺陷的方法，其對硬掩膜表面進行氧化處理能夠有效減少柱狀缺陷的產(chǎn)生，提高生產(chǎn)良率。為了達到上述目的，本發(fā)明提出一種半導(dǎo)體制造工藝中減少柱狀缺陷的方法，包括下列步驟提供一表面具有硬掩膜層的半導(dǎo)體器件；對所述硬掩膜層表面進行氧化處理；在所述硬掩膜層上形成抗反射層；在所述抗反射層上涂布光阻層；對上述結(jié)構(gòu)進行光刻、蝕刻處理。
可選的，所述半導(dǎo)體器件包括半導(dǎo)體襯底，以及依次形成在所述半導(dǎo)體襯底上的
多晶硅層、高氧化層和硬掩膜層。可選的，所述硬掩膜層的材料為氮化硅；所述硬掩膜層的厚度為300埃 500埃?？蛇x的，所述高氧化層的材料為二氧化硅；所述高氧化層的厚度為400埃 1000埃?？蛇x的，所述抗反射層的材料為高分子聚合物；所述抗反射層的厚度為900埃 1000 埃。可選的，所述對硬掩膜層進行氧化處理分為兩步進行，第一步的氧氣流量為 1950 2050sccm，第二步的氧氣流量為6000 6120sccm?？蛇x的，所述對硬掩膜層進行氧化處理的第一步的壓力為320 360mTor，溫度為 270 300攝氏度，處理時間為5 8秒。可選的，所述對硬掩膜層進行氧化處理的第二步的壓力為620 660mTor，溫度為 270 300攝氏度，處理時間為43 46秒。本發(fā)明提出的半導(dǎo)體制造工藝中減少柱狀缺陷的方法，在硬掩膜表面進行氧化處理，以提高硬掩膜層的含氧量，由于抗反射層的材料為高分子聚合物，容易和硬掩膜層中的氮化硅反應(yīng)生成不均勻的硅的氮氧化物，其在等離子蝕刻過程中不能被蝕刻去除干凈，形成為下面的高氧化層的阻擋層，從而導(dǎo)致了柱狀缺陷的產(chǎn)生。但是，當增加了硬掩膜的含氧量后，硬掩膜將不容易和抗反射層發(fā)生反應(yīng)，因此，增加硬掩膜的含氧量可以阻礙其和抗反射層反應(yīng)生成不均勻的新的物質(zhì)，從而防止柱狀缺陷的產(chǎn)生。在硬掩膜上形成光阻層之前進行氧化處理可有效降低80%的柱狀缺陷，最終提高生產(chǎn)良率，增加了生產(chǎn)效率并且降低了生產(chǎn)成本。


圖IA 圖ID所示為現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)柱狀缺陷的示意圖。圖2所示為本發(fā)明較佳實施例的減少柱狀缺陷的方法流程圖。
具體實施例方式為了更了解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，特舉具體實施例并配合所附圖示說明如下。本發(fā)明提出一種半導(dǎo)體制造工藝中減少柱狀缺陷的方法，其對硬掩膜表面進行氧化處理能夠有效減少柱狀缺陷的產(chǎn)生，提高生產(chǎn)量。請參考圖2，圖2所示為本發(fā)明較佳實施例的減少柱狀缺陷的方法流程圖。本發(fā)明提出的半導(dǎo)體制造工藝中減少柱狀缺陷的方法，包括下列步驟步驟SlOO 提供一表面具有硬掩膜層的半導(dǎo)體器件；步驟S200 對所述硬掩膜層表面進行氧化處理；步驟S300 在所述硬掩膜層上形成抗反射層；步驟S400 在所述抗反射層上涂布光阻層；步驟S500 對上述結(jié)構(gòu)進行光刻、蝕刻處理。根據(jù)本發(fā)明較佳實施例，所述半導(dǎo)體器件包括半導(dǎo)體襯底，以及依次形成在所述半導(dǎo)體襯底上的多晶硅層、高氧化層和硬掩膜層。
根據(jù)本發(fā)明較佳實施例，所述硬掩膜層的材料為氮化硅，所述硬掩膜層的厚度為 300埃 500埃，所述高氧化層的材料為二氧化硅，所述高氧化層的厚度為400埃 1000 埃，所述抗反射層的材料為高分子聚合物，所述抗反射層的厚度為900埃 1000埃。對硬掩膜層進行氧化處理分為兩步進行，其中氧化處理的第一步的壓力為320 360mTor，溫度為270 300攝氏度，處理時間為5 8秒，氧氣流量為1950 2050sCCm，氧化處理的第一步的目的是在短時間內(nèi)低壓下點火；氧化處理的第二步的壓力為620 660mTor，溫度為 270 300攝氏度，處理時間為43 46秒，氧氣流量為6000 6120sccm，氧化處理的第二步的目的是對硬掩膜層進行氧化處理。經(jīng)過兩步氧化處理之后，硬掩膜層的氧化率有較大提高，從而阻礙其與抗反射層反應(yīng)生成新的材料的幾率，也就減少了后續(xù)進行的蝕刻步驟中出現(xiàn)柱狀缺陷的幾率。綜上所述，本發(fā)明提出的半導(dǎo)體制造工藝中減少柱狀缺陷的方法，在硬掩膜表面進行氧化處理，以提高硬掩膜層的含氧量，由于抗反射層的材料為高分子聚合物，容易和硬掩膜層中的氮化硅反應(yīng)生成不均勻的硅的氮氧化物，其在等離子蝕刻過程中不能被蝕刻去除干凈，形成為下面的高氧化層的阻擋層，從而導(dǎo)致了柱狀缺陷的產(chǎn)生。但是，當增加硬掩膜的含氧量，硬掩膜將不容易和抗反射層發(fā)生反應(yīng)，因此，增加硬掩膜的含氧量可以阻礙其和抗反射層反應(yīng)生成不均勻的新的物質(zhì)，從而防止柱狀缺陷的產(chǎn)生。在硬掩膜上形成光阻層之前進行氧化處理可有效降低80%的柱狀缺陷，最終提高生產(chǎn)良率，增加了生產(chǎn)效率并且降低了生產(chǎn)成本。雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當可作各種的更動與潤飾。因此，本發(fā)明的保護范圍當視權(quán)利要求書所界定者為準。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體制造工藝中減少柱狀缺陷的方法，其特征在于，包括下列步驟 提供一表面具有硬掩膜層的半導(dǎo)體器件；對所述硬掩膜層表面進行氧化處理； 在所述硬掩膜層上形成抗反射層； 在所述抗反射層上涂布光阻層； 對上述結(jié)構(gòu)進行光刻、蝕刻處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的減少柱狀缺陷的方法，其特征在于，所述半導(dǎo)體器件包括半導(dǎo)體襯底，以及依次形成在所述半導(dǎo)體襯底上的多晶硅層、高氧化層和硬掩膜層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的減少柱狀缺陷的方法，其特征在于，所述硬掩膜層的材料為氮化硅。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的減少柱狀缺陷的方法，其特征在于，所述硬掩膜層的厚度為 300埃 500埃。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的減少柱狀缺陷的方法，其特征在于，所述高氧化層的材料為二氧化硅。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的減少柱狀缺陷的方法，其特征在于，所述高氧化層的厚度為 400埃 1000埃。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的減少柱狀缺陷的方法，其特征在于，所述抗反射層的材料為高分子聚合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的減少柱狀缺陷的方法，其特征在于，所述抗反射層的厚度為 900埃 1000埃。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的減少柱狀缺陷的方法，其特征在于，所述對硬掩膜層進行氧化處理分為兩步進行，第一步的氧氣流量為1950 2050sCCm，第二步的氧氣流量為6000 6120sccmo
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的減少柱狀缺陷的方法，其特征在于，所述對硬掩膜層進行氧化處理的第一步的壓力為320 360mTor，溫度為270 300攝氏度，處理時間為5 8秒。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的減少柱狀缺陷的方法，其特征在于，所述對硬掩膜層進行氧化處理的第二步的壓力為620 660mTor，溫度為270 300攝氏度，處理時間為43 46秒。
全文摘要
本發(fā)明提出一種半導(dǎo)體制造工藝中減少柱狀缺陷的方法，包括下列步驟提供一表面具有硬掩膜層的半導(dǎo)體器件；對所述硬掩膜層表面進行氧化處理；在所述硬掩膜層上形成抗反射層；在所述抗反射層上涂布光阻層；對上述結(jié)構(gòu)進行光刻、蝕刻處理。本發(fā)明提出的半導(dǎo)體制造工藝中減少柱狀缺陷的方法，其對硬掩膜表面進行氧化處理能夠有效減少柱狀缺陷的產(chǎn)生，提高生產(chǎn)良率。
文檔編號H01L21/027GK102237266SQ20101016426
公開日2011年11月9日 申請日期2010年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月29日
發(fā)明者曾明, 林燕飛, 范思源 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司, 武漢新芯集成電路制造有限公司