專利名稱：半導(dǎo)體器件的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種半導(dǎo)體器件的制造方法。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，集成電路向著高集成度的方向發(fā)展。高集成度的要求使半導(dǎo)體器件的線寬越來越小，線寬的減小對集成電路的形成工藝提出了更高的要求。半導(dǎo)體器件通常由多層金屬層、多層介質(zhì)層形成，所述多層金屬層由設(shè)置于介質(zhì)層中的插塞實現(xiàn)金屬層之間的電連接，隨著線寬的減小，現(xiàn)在介質(zhì)層多采用介電常數(shù)小于3的低介電常數(shù)的介質(zhì)材料。現(xiàn)有技術(shù)在形成低K介質(zhì)層之后，還會在低K介質(zhì)層上形成硬掩模層，所述硬掩模層形成于所述低K介質(zhì)層的頂部，防止低K介質(zhì)層與化學溶液發(fā)生反應(yīng)。具體地，參考圖1至圖4示出了現(xiàn)有技術(shù)半導(dǎo)體器件制造方法形成的半導(dǎo)體器件一實施例的側(cè)面示意圖。如圖1所示，提供襯底(圖未示)，在襯底上依次形成銅阻擋層10、低K介質(zhì)層11。如圖2所示，通過氧等離子體對低K介質(zhì)層11的表面進行轟擊，去除低K介質(zhì)層11表面的雜質(zhì)，從而使低K介質(zhì)層11表面較為整潔，提高了低K介質(zhì)層11與后續(xù)形成的正硅酸乙酯層(TEOS)之間的粘附性。如圖3所示，在 低K介質(zhì)層11的表面上形成TEOS層13，所述TEOS層13用作硬掩模層。如圖4所示，通過稀釋的氫氟酸對半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)進行清洗。然而，在所述清洗步驟中，低K介質(zhì)層11和TEOS層13交界面的端部會形成一個缺口 14，稱為底切現(xiàn)象。所述底切的形成容易影響半導(dǎo)體器件的性能，降低半導(dǎo)體器件的良率。更多的防止底切現(xiàn)象的半導(dǎo)體制造方法的技術(shù)可以參考公告號為CN100353530C的中國專利。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供一種防止底切現(xiàn)象的半導(dǎo)體器件的制造方法。為了解決上述問題，一種半導(dǎo)體器件的制造方法，包括提供襯底，在襯底上形成低K介質(zhì)層；用氧等離子體對低K介質(zhì)層表面進行轟擊；在所述低K介質(zhì)層的上方形成光刻膠層；通過灰化去除所述光刻膠層，在所述灰化過程中，向所述光刻膠層通入含氮的氣體；在所述低K介質(zhì)層上形成硬掩模層；進行清洗?？蛇x地，所述光刻膠層的厚度在500 10000A的范圍內(nèi)?？蛇x地，所述向所述光刻膠層通入含氮的氣體的步驟包括向所述光刻膠層通入氮氣，同時還向光刻膠層通入氨氣、聯(lián)氨中的一種或多種。可選地，所述通過灰化去除所述光刻膠層的步驟包括射頻功率源的功率在1000 5000W的范圍內(nèi)，氣壓在O. 5 6mtorr的范圍內(nèi)，氮氣的流量在1000 5000sccm的范圍內(nèi)，氨氣的流量在1000 5000sccm的范圍內(nèi)?？蛇x地，所述通過灰化去除所述光刻膠層的步驟包括射頻功率源的功率在1000 5000W的范圍內(nèi)，氣壓在O. 5 6mtorr的范圍內(nèi)，氮氣的流量在1000 5000sccm的范圍內(nèi)，聯(lián)氨的流量在1000 5000sccm的范圍內(nèi)。可選地，所述進行清洗的步驟包括通過稀釋的氫氟酸對所述半導(dǎo)體器件進行清洗?？蛇x地，所述稀釋的氫氟酸中水和氫氟酸的體積比為300 I?？蛇x地，所述在襯底上形成低K介質(zhì)層的步驟包括，所述低K介質(zhì)層為SiCOH介質(zhì)?？蛇x地，通過化學氣相沉積的方法形成所述SiCOH介質(zhì)層。可選地，在通過灰化去除所述光刻膠層，在所述灰化過程中，向所述光刻膠層通入含氮的氣體的步驟之后，在所述低K介質(zhì)層的表面形成SiCOHN介質(zhì)?？蛇x地，所述硬掩模層的材料為氧化硅，所述在所述低K介質(zhì)層上形成硬掩模層的步驟中，形成所述氧化硅的反應(yīng)物為TE0S。可選地，所述提供襯底，在襯底上形成低K介質(zhì)層的步驟包括在提供襯底之后，形成低K介質(zhì)層之前，在襯底上形成阻擋層。可選地，所述阻擋層為銅阻擋層或鋁阻擋層?？蛇x地，所述阻擋層為銅阻擋層，所述銅阻擋層為氮化硅。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點通過在低K介質(zhì)層的表面形成光刻膠，并通過灰化過程中去除所述光刻膠的過程中，向所述光刻膠層通入含氮的氣體，光刻膠的材料為有機物，可提供C原子，而含氮的氣體提供了 N原子，提高了低K介質(zhì)層表面的含C量和含N量，可以避免化學溶液對所述低K介質(zhì)層表面的腐蝕，進而防止底切現(xiàn)象。


圖1至圖4是現(xiàn)有技術(shù)半導(dǎo)體器件制造方法形成的半導(dǎo)體器件一實施例的側(cè)面示意圖；圖5是本發(fā)明半導(dǎo)體器件制造方法一實施方式的流程示意圖；圖6至圖10是本發(fā)明半導(dǎo)體器件制造方法形成的半導(dǎo)體器件一實施例的側(cè)面示意圖。
具體實施例方式在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施的限制。其次，本發(fā)明利用示意圖進行詳細描述，在詳述本發(fā)明實施例時，為便于說明，所述示意圖只是實例，其在此不應(yīng)限制本發(fā)明保護的范圍。常見的低K介質(zhì)層包括由Si (硅)、C (碳)、0 (氧)、H(氫)四種原子組成的SiCOH介質(zhì)。本發(fā)明的申請人發(fā)現(xiàn)在通過氧等離子體對低K介質(zhì)層表面進行轟擊時，位于低K介質(zhì)層表面的SiCOH介質(zhì)會和氧發(fā)生反應(yīng)，具體地，SiCOH介質(zhì)中的C與氧發(fā)生反應(yīng)而從低K介質(zhì)層表面脫離，從而在低K介質(zhì)層表面處形成SiOH介質(zhì)。而在清洗過程中，由于清洗溶液對不含C原子的SiOH介質(zhì)的腐蝕速率遠大于其對SiCOH的腐蝕速率，并且清洗溶液對SiOH介質(zhì)的腐蝕速率遠大于其對TEOS層的腐蝕速率，因此低K介質(zhì)層與TEOS層交界面端部的SiOH介質(zhì)被很快地腐蝕，從而在低K介質(zhì)層表面和TEOS層之間形成缺口，進而造成了底切現(xiàn)象。為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體器件的制造方法，包括提供襯底，在襯底上形成低K介質(zhì)層；用氧等離子體對低K介質(zhì)層表面進行轟擊；在所述低K介質(zhì)層的上方形成光刻膠層；通過灰化去除所述光刻膠層，在所述灰化過程中，向所述光刻膠層通入含氮(N)的氣體；在所述低K介質(zhì)層上形成硬掩模層；進行清洗。本發(fā)明通過在低K介質(zhì)層的表面形成光刻膠，并在通過灰化去除所述光刻膠的過程中，向所述光刻膠層通入含氮的氣體，這樣雖然氧等離子體對低K介質(zhì)層表面進行轟擊，減少了低K介質(zhì)層表面的含C量，但是，由于光刻膠的材料為有機物，可提供C原子，而含氮的氣體提供了 N原子，提高了低K介質(zhì)層表面的含C量和含N量，可以避免清洗溶液對所述低K介質(zhì)層表面的腐蝕，進而防止底切現(xiàn)象。參考圖5，示出了本發(fā)明半導(dǎo)體器件制造方法一實施方式的流程示意圖。所述制造方法大致包括以下步驟步驟SI，提供襯底，在襯底上形成低K介質(zhì)層；步驟S2,用氧等離子體 對低K介質(zhì)層表面進行轟擊；步驟S3,在低K介質(zhì)層表面形成光刻膠層；步驟S4，通過灰化工藝去除所述光刻膠層；步驟S5，在所述低K介質(zhì)層上形成正硅酸乙酯層；步驟S6，進行清洗。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案做詳細說明。參考圖6至圖10，示出了本發(fā)明半導(dǎo)體器件制造方法形成的半導(dǎo)體器件一實施例的側(cè)面示意圖。執(zhí)行步驟SI，如圖6所示，提供襯底(圖未示)，所述襯底可以是硅或者硅鍺，所述襯底中可以包括MOS管等器件，還可以包括用于實現(xiàn)電連接的金屬導(dǎo)線。在襯底上形成低K介質(zhì)層之前，先在襯底上形成阻擋層100，所述阻擋層100用于防止金屬擴散，例如，所述阻擋層100可以是銅阻擋層或鋁阻擋層等金屬阻擋層，需要說明的是，本實施例中，所述阻擋層為銅阻擋層，用于防止位于阻擋層100下方的銅質(zhì)金屬導(dǎo)線的擴散，所述銅阻擋層的材料可以為例如氮化硅，但是本發(fā)明并不限制于此。在阻擋層100上形成低K介質(zhì)層101，本實施例中，所述低K介質(zhì)層101由S1、C、O、H四種原子組成，為SiCOH介質(zhì)層。具體地，可以通過化學氣相沉積的方法形成所述SiCOH介質(zhì)層。執(zhí)行步驟S2，如圖7所示，通過氧等離子體對低K介質(zhì)層101的表面進行轟擊，以去除低K介質(zhì)層101表面的雜質(zhì)，以獲得平整潔凈的低K介質(zhì)層101表面，進而提高低K介質(zhì)層101與后續(xù)形成的正硅酸乙酯層(TE0S層)的粘附性。通過氧(O)等離子體對低K介質(zhì)層101進行轟擊時，S1、C、0、H四種原子中的C會和O發(fā)生反應(yīng)，從而使低K介質(zhì)層101的表面形成包括S1、O、H的SiOH層102。
執(zhí)行步驟S3，如圖8所示，在低K介質(zhì)層101的表面(也就是在SiOH層102上)涂覆光刻膠，形成光刻膠層103。光刻膠層103的材料通常為有機物，所述有機物可提供C和H原子。本發(fā)明并不限制光刻膠的材料，可以是任意材料的光刻膠。如果所述光刻膠層103的厚度過小(例如低于500A ),則不利于和SiOH層102發(fā)生反應(yīng)，如果所述光刻膠層103的厚度過大(例如大于10000A),會造成材料的浪費。較佳地，所述光刻膠層103的厚度在500 10000A的范圍內(nèi)。執(zhí)行步驟S4，如圖9所示，通過灰化工藝去除所述光刻膠層103，具體地，在灰化工藝中向所述光刻膠層103通入含氮的反應(yīng)氣體，具體地，包括通入氮氣，同時還向光刻膠層通入氨氣(NH3)、聯(lián)氨(N2H4)中的一種或多種。由于氮氣以及氨氣和/或聯(lián)氨可提供N原子，而光刻膠層103提供C原子，低K介質(zhì)層101表面的SiOH層102與所述光刻膠層103、反應(yīng)氣體反應(yīng)形成SiCOHN層104。清洗溶液對所述含碳量高和含氮量高的所述SiCOHN層104的腐蝕速率較低，可以避免底切現(xiàn)象。需要說明的是，灰化的過程通常會在灰化設(shè)備中進行的，所述灰化設(shè)備通常包括加熱板、位于加熱板上的托架、位于托架上方的射頻功率源，在灰化過程中通常由傳送臂將涂覆有光刻膠層103的半導(dǎo)體器件送入灰化設(shè)備，并放置于托架上，開啟射頻功率源使通入到灰化設(shè)備中的氣體成為等離子體，之后在高溫下通過所述等離子體對所述光刻膠層進行灰化處理，以去除所述光刻膠層103。具體地，灰化工藝的條件如下射頻功率源的功率在1000 5000W的范圍內(nèi)，氣壓在O. 5 6mtorr的范圍內(nèi)，氮氣的流量在 1000 5000 標況毫升每分(State Cubic Centimeter per Minute, sc cm)的范圍內(nèi)，氨氣的流量在1000 5000sccm的范圍內(nèi)。或者，射頻功率源的功率在1000 5000W的范圍內(nèi)，氣壓在O. 5 6mtorr的范圍內(nèi)，氮氣的流量在1000 5000sccm的范圍內(nèi)，聯(lián)氨的流量在1000 5000sccm的范圍內(nèi)。執(zhí)行步驟S5，如圖10所示，在所述SiCOHN層104上涂覆TEOS層105，以在SiCOHN層104上形成氧化硅，所述氧化硅后續(xù)會形成硬掩模層。執(zhí)行步驟S6，本實施例中，采用稀釋的氫氟酸作為清洗溶液對所述半導(dǎo)體器件進行清洗，但是本發(fā)明對此不做限制。由于稀釋的氫氟酸對含碳量高和含氮量高的SiCOHN層104腐蝕速率較小，同時對TEOS層105的腐蝕速率也比較小，并且稀釋的氫氟酸對SiCOHN層104的腐蝕速率與稀釋的氫氟酸對TEOS層105的腐蝕速率比較接近，因此在低K介質(zhì)層101和所述TEOS層105的交界面處不會形成缺口，也就不會造成底切現(xiàn)象。具體地，所述稀釋的氫氟酸中水和氫氟酸的體積比為300 I。需要說明的是，上述實施例以稀釋的氫氟酸作為清洗溶液，但是本發(fā)明并不限制于此，還可以是諸如磷酸溶液等的其他清洗溶液。本發(fā)明雖然已以較佳實施例公開如上，但其并不是用來限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案做出可能的變動和修改，因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化及修飾，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保 護范圍。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，包括 提供襯底，在襯底上形成低K介質(zhì)層； 用氧等離子體對低K介質(zhì)層表面進行轟擊； 在所述低K介質(zhì)層的上方形成光刻膠層； 通過灰化去除所述光刻膠層，在所述灰化過程中，向所述光刻膠層通入含氮的氣體； 在所述低K介質(zhì)層上形成硬掩模層； 進行清洗。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，所述光刻膠層的厚度在500 IOOOOA的范圍內(nèi)。
3.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，所述向所述光刻膠層通入含氮的氣體的步驟包括向所述光刻膠層通入氮氣，同時還向光刻膠層通入氨氣、聯(lián)氨中的一種或多種。
4.如權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，所述通過灰化去除所述光刻膠層的步驟包括射頻功率源的功率在1000 5000W的范圍內(nèi)，氣壓在0. 5 6mtorr的范圍內(nèi)，氮氣的流量在1000 5000sccm的范圍內(nèi)，氨氣的流量在1000 5000sccm的范圍內(nèi)。
5.如權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，所述通過灰化去除所述光刻膠層的步驟包括射頻功率源的功率在1000 5000W的范圍內(nèi)，氣壓在0. 5 6mtorr的范圍內(nèi)，氮氣的流量在1000 5000sccm的范圍內(nèi)，聯(lián)氨的流量在1000 5000sccm的范圍內(nèi)。
6.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，所述進行清洗的步驟包括通過稀釋的氫氟酸對所述半導(dǎo)體器件進行清洗。
7.如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，所述稀釋的氫氟酸中水和氫氟酸的體積比為300 I。
8.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，所述在襯底上形成低K介質(zhì)層的步驟包括，所述低K介質(zhì)層為SiCOH介質(zhì)。
9.如權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，通過化學氣相沉積的方法形成所述SiCOH介質(zhì)層。
10.如權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，在通過灰化去除所述光刻膠層，在所述灰化過程中，向所述光刻膠層通入含氮的氣體的步驟之后，在所述低K介質(zhì)層的表面形成SiCOHN介質(zhì)。
11.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，所述硬掩模層的材料為氧化硅，所述在所述低K介質(zhì)層上形成硬掩模層的步驟中，形成所述氧化硅的反應(yīng)物為TEOS。
12.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，所述提供襯底，在襯底上形成低K介質(zhì)層的步驟包括在提供襯底之后，形成低K介質(zhì)層之前，在襯底上形成阻擋層。
13.如權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，所述阻擋層為銅阻擋層或鋁阻擋層。
14.如權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，所述阻擋層為銅阻擋層，所述銅阻擋層為氮化硅。
全文摘要
一種半導(dǎo)體器件的制造方法，包括提供襯底，在襯底上形成低K介質(zhì)層；用氧等離子體對低K介質(zhì)層表面進行轟擊；在所述低K介質(zhì)層的上方形成光刻膠層；通過灰化去除所述光刻膠層，在所述灰化過程中，向所述光刻膠層通入含氮的氣體；在所述低K介質(zhì)層上形成硬掩模層；進行清洗。本發(fā)明可以防止底切現(xiàn)象。
文檔編號H01L21/311GK103035509SQ20111029816
公開日2013年4月10日 申請日期2011年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月29日
發(fā)明者周鳴 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司