專利名稱：半導(dǎo)體器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件制造技術(shù)，特別涉及一種半導(dǎo)體器件的制作方法。
背景技術(shù)：
目前，隨著半導(dǎo)體器件的發(fā)展，如金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)的發(fā)展，自對(duì)準(zhǔn)金屬硅化物如自對(duì)準(zhǔn)鎳化硅、鈦化硅方法被引進(jìn)來，用于產(chǎn)生硅化物，能夠很好地與露出的源、漏以及多晶硅柵的硅(Si)對(duì)準(zhǔn)。這是因?yàn)榻饘貼i或者Ti可以與硅反應(yīng)，但是不會(huì)與硅氧化物如二氧化硅(SiO2)、硅氮化物如氮化硅(Si3N4)或者是硅氮氧化物 (SiON)反應(yīng)。因此Ni或者Ti僅僅會(huì)尋找到硅的部分進(jìn)行反應(yīng)，而對(duì)于由硅氧化物如二氧化硅(SiO2)、硅氮化物如氮化硅(Si3N4)或者是硅氮氧化物(SiON)所覆蓋的部分，不會(huì)進(jìn)行反應(yīng)，就好比M或者Ti會(huì)自行對(duì)準(zhǔn)硅的部分。自對(duì)準(zhǔn)金屬硅化物方法(salicide)是一種相當(dāng)簡單方便的接觸金屬化程序，但是在半導(dǎo)體器件的制作過程中，有一些器件需要salicide過程，而有些器件需要非自對(duì)準(zhǔn)金屬硅化物(non-salicide)過程，對(duì)于需要non-salicide過程的器件，就要利用上述 salicide的特性，用不會(huì)與金屬如Ni反應(yīng)的材料把需要non-salicide的器件覆蓋起來。 這種用于覆蓋non-salicide器件的材料就稱為自對(duì)準(zhǔn)硅化物阻擋膜(Silicide Alignment Block, SAB)。在現(xiàn)有的技術(shù)中，SAB經(jīng)常采用的材料是富硅氧化物(silicon rich oxide, SR0), 或者為包括Si02、SiON和SiA層的氧化物-氮化物-氧化物(0N0)結(jié)構(gòu)，或者為包括氧化硅和氮化硅的疊層，或者為單一的用亞大氣壓化學(xué)氣相沉積方法制作的氧化硅(Si02)薄
臘絕絕朕寸寸?，F(xiàn)有技術(shù)中包括SAB的半導(dǎo)體器件的制作方法，包括以下步驟步驟11、請(qǐng)參閱圖la，在半導(dǎo)體襯底100上的中心區(qū)域形成有源區(qū)結(jié)構(gòu)101。其中，有源區(qū)結(jié)構(gòu)101主要包括柵極、源極和漏極。所述有源區(qū)結(jié)構(gòu)的制作方法及其具體構(gòu)成與本發(fā)明無關(guān)，其中還包括柵極側(cè)壁層、柵氧化層、位于半導(dǎo)體襯底上源極和漏極之間的柵氧化層下面的溝道層等結(jié)構(gòu)，在此不再贅述。為清楚起見，圖Ia為剖面圖，只示出了晶片的右側(cè)邊緣區(qū)域和部分中心區(qū)域，圓形的晶片具有環(huán)狀的邊緣區(qū)域，具體地，晶片邊緣區(qū)域的范圍指的是晶片圓周向內(nèi)0 5毫米的范圍。晶片中心區(qū)域主要形成半導(dǎo)體器件，邊緣區(qū)域沒有器件結(jié)構(gòu)。步驟12、請(qǐng)參閱圖lb，沉積SAB102，所述SAB覆蓋中心區(qū)域的有源區(qū)結(jié)構(gòu)101和邊緣區(qū)域的半導(dǎo)體襯底100。步驟13、請(qǐng)參閱圖lc，涂布正光阻膠層，進(jìn)行晶片邊緣曝光(WEE)后，對(duì)中心區(qū)域進(jìn)行光刻，在SAB的表面形成圖案化的正光阻膠層(圖中未示)，以所述圖案化的正光阻膠層為掩膜對(duì)SAB進(jìn)行刻蝕，形成SAB的圖案102’。其中，SAB的圖案可以根據(jù)具體應(yīng)用的不同而不同。在中心區(qū)域可以覆蓋柵極，或者覆蓋部分源極和漏極，源極和漏極上顯露的部分用于形成自對(duì)準(zhǔn)金屬硅化物，與后續(xù)形成的接觸孔(CT)電性接觸。另外，WEE就是采用晶片邊緣曝光后，顯影液直接顯掉經(jīng)過曝光的邊緣光阻膠層，所以晶片邊緣顯露出的SAB，會(huì)被刻蝕去掉并不覆蓋晶片邊緣的半導(dǎo)體襯底100。需要說明的是，該步驟之所以需要進(jìn)行TOE，因?yàn)槿绻贿M(jìn)行TOE，在對(duì)中心區(qū)域光刻時(shí)，隨著矩形狀曝光單元的移動(dòng)，曝光單元會(huì)部分進(jìn)入到晶片邊緣區(qū)域，不可避免地會(huì)光刻到邊緣區(qū)域，這樣，在邊緣區(qū)域就會(huì)形成SAB的圖案，有的區(qū)域的SAB被光阻保護(hù)而不被蝕刻，有的區(qū)域暴露出SAB被蝕刻，邊緣區(qū)域就為后續(xù)具有應(yīng)力的氮化硅層和層間介質(zhì)層的沉積提供了不均一的襯底。而且，該步驟經(jīng)過WEE后，對(duì)中心區(qū)域進(jìn)行光刻時(shí)，雖然曝光單元會(huì)部分進(jìn)入到晶片邊緣區(qū)域，但由于該位置上沒有光阻膠層，所以不會(huì)形成光刻圖案，只在晶片中心區(qū)域形成光刻圖案。一部分曝光單元未在晶片邊緣形成光刻圖案屬于正常的情況，并不會(huì)對(duì)半導(dǎo)體器件造成影響。步驟14、請(qǐng)參閱圖ld，實(shí)施硅化物工藝，形成自對(duì)準(zhǔn)金屬硅化物103后，依次沉積具有應(yīng)力的氮化硅層104和層間介質(zhì)層105。由于在SAB阻擋的地方，實(shí)施硅化物工藝沉積的金屬不會(huì)與之發(fā)生反應(yīng)，所以只會(huì)在露出硅的表面，硅與金屬發(fā)生反應(yīng)形成自對(duì)準(zhǔn)金屬硅化物。圖Id中是在露出的源漏極表面形成自對(duì)準(zhǔn)金屬硅化物103。其中，具有應(yīng)力的氮化硅層104可在溝道中引發(fā)應(yīng)力，從而調(diào)節(jié)溝道中載流子遷移率。張應(yīng)力越大，溝道中載流子的遷移率越大。步驟15、請(qǐng)參閱圖le，形成接觸孔106并進(jìn)行退火處理。其中，形成接觸孔包括接觸孔的光刻、刻蝕以及接觸孔內(nèi)金屬的填充等步驟，此為現(xiàn)有技術(shù)，不再贅述。退火處理在高溫下進(jìn)行。需要注意的是，在晶片中心區(qū)域，由于自對(duì)準(zhǔn)金屬硅化物103不連續(xù)，所以與具有應(yīng)力的氮化硅層104的接觸面積較小，而在晶片邊緣區(qū)域的自對(duì)準(zhǔn)金屬硅化物103與具有應(yīng)力的氮化硅層104的接觸面積較大；另一方面，在接觸孔光刻時(shí)，晶片邊緣沒有光阻膠層保護(hù)，以及蝕刻工藝過程中固有的中心-邊緣蝕刻速率的差異，所以進(jìn)行接觸孔刻蝕時(shí)，對(duì)于晶片邊緣，會(huì)刻蝕完層間介質(zhì)層105后，接著刻蝕大部分的具有應(yīng)力的氮化硅層104，使得晶片邊緣具有應(yīng)力的氮化硅層104很薄，所以在接觸孔退火處理時(shí)，由于是高溫過程，所以晶片邊緣的具有應(yīng)力的氮化硅層104的張應(yīng)力變化很大，但是遇到下層的面積較大的自對(duì)準(zhǔn)金屬硅化物103，張應(yīng)力又無法傳遞，所以導(dǎo)致該處的具有應(yīng)力的氮化硅層104的劈裂 (peeling)。劈裂的片層很容易作為雜質(zhì)缺陷，導(dǎo)致CT被堵塞等問題。對(duì)于接觸孔光刻時(shí)，晶片邊緣沒有光阻膠層保護(hù)，原因?yàn)楝F(xiàn)有接觸孔光刻都采用水作為介質(zhì)，在水中進(jìn)行光刻的浸沒式光刻，光阻膠的疏水性不強(qiáng)，如果光阻膠直接與水介質(zhì)接觸，曝光時(shí)晶片在水中移動(dòng)，很容易將晶片邊緣的各種顆粒帶到晶片中央?yún)^(qū)域，晶片中央?yún)^(qū)域位置一般布有各個(gè)器件層，如果在其器件層的關(guān)鍵位置粘有顆粒，很容易導(dǎo)致器件的失效。所以光阻膠層需要有頂部涂層(Topcoat)覆蓋，頂部涂層為強(qiáng)疏水性有機(jī)物層，不但具有很好的疏水性避免光阻與水的接觸產(chǎn)生缺陷顆粒，而且阻擋水向光阻中滲透及光酸向水中擴(kuò)散避免光刻圖形缺陷的產(chǎn)生。光阻膠層為完全被頂部涂層覆蓋，就需要在光刻膠涂布之后進(jìn)行邊圖去除(EBR)，即采用溶劑去除其晶片邊緣上的部分，使得距離晶片邊界具有一定寬度。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明解決的技術(shù)問題是如何在接觸孔退火處理時(shí)，避免晶片邊緣具有應(yīng)力的氮化硅層的劈裂。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案具體是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明公開了一種半導(dǎo)體器件的制作方法，包括在半導(dǎo)體襯底上的中心區(qū)域形成有源區(qū)結(jié)構(gòu)；沉積自對(duì)準(zhǔn)硅化物區(qū)域阻擋膜，所述自對(duì)準(zhǔn)硅化物區(qū)域阻擋膜覆蓋中心區(qū)域的有源區(qū)結(jié)構(gòu)和邊緣區(qū)域的半導(dǎo)體襯底；該方法還包括在所述自對(duì)準(zhǔn)硅化物區(qū)域阻擋膜的表面涂布負(fù)光阻膠層，進(jìn)行晶片邊緣曝光TOE， 保留所述晶片邊緣的負(fù)光阻膠層；涂布正光阻膠層，進(jìn)行光刻，在中心區(qū)域的自對(duì)準(zhǔn)硅化物區(qū)域阻擋膜的表面形成圖案化的正光阻膠層；以所述圖案化的正光阻膠層和晶片邊緣的負(fù)光阻膠層為掩膜對(duì)自對(duì)準(zhǔn)硅化物區(qū)域阻擋膜進(jìn)行刻蝕，形成自對(duì)準(zhǔn)硅化物區(qū)域阻擋膜的圖案；在顯露出的有源區(qū)結(jié)構(gòu)表面形成自對(duì)準(zhǔn)金屬硅化物后，依次沉積具有應(yīng)力的氮化硅層和層間介質(zhì)層。所述自對(duì)準(zhǔn)硅化物區(qū)域阻擋膜包括氧化硅和氮化硅的疊層。所述晶片邊緣的負(fù)光阻膠層的厚度為2500 10000埃，寬度為0 5毫米。由上述的技術(shù)方案可見，本發(fā)明通過晶片邊緣曝光的方式，在晶片邊緣保留有負(fù)光阻膠層，這樣在對(duì)自對(duì)準(zhǔn)硅化物區(qū)域阻擋膜進(jìn)行刻蝕時(shí)，該晶片邊緣的負(fù)光阻膠層可以很好地保護(hù)其下的自對(duì)準(zhǔn)硅化物區(qū)域阻擋膜不受刻蝕，因此沉積在晶片邊緣自對(duì)準(zhǔn)硅化物區(qū)域阻擋膜表面的具有應(yīng)力的氮化硅層由于有了自對(duì)準(zhǔn)硅化物區(qū)域阻擋膜作緩沖層，所以在后續(xù)接觸孔高溫退火處理時(shí)，晶片邊緣具有應(yīng)力的氮化硅層即使在高溫中發(fā)生形變，產(chǎn)生很大的張應(yīng)力，該SAB也能將產(chǎn)生的張應(yīng)力分散傳遞出去，從而避免晶片邊緣具有應(yīng)力的氮化硅層的劈裂。


圖Ia至圖Ie為現(xiàn)有技術(shù)半導(dǎo)體器件制作方法的具體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明半導(dǎo)體器件制作方法的流程示意圖。圖加至圖2f為本發(fā)明半導(dǎo)體器件制作方法的具體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2c_l為與圖2c相對(duì)應(yīng)的俯視圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案、及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下參照附圖并舉實(shí)施例， 對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。本發(fā)明利用示意圖進(jìn)行了詳細(xì)描述，在詳述本發(fā)明實(shí)施例時(shí)，為了便于說明，表示結(jié)構(gòu)的示意圖會(huì)不依一般比例作局部放大，不應(yīng)以此作為對(duì)本發(fā)明的限定，此外，在實(shí)際的制作中，應(yīng)包含長度、寬度及深度的三維空間尺寸。本發(fā)明半導(dǎo)體器件制作方法的流程示意圖如圖2所示，下面結(jié)合圖加至圖2f進(jìn)行詳細(xì)說明，其包括以下步驟步驟21、請(qǐng)參閱圖2a，在半導(dǎo)體襯底100上的中心區(qū)域形成有源區(qū)結(jié)構(gòu)101。其中，有源區(qū)結(jié)構(gòu)主要包括柵極、源極和漏極。所述有源區(qū)結(jié)構(gòu)的制作方法及其具體構(gòu)成與本發(fā)明無關(guān)，其中還包括柵極側(cè)壁層、柵氧化層、位于半導(dǎo)體襯底上源極和漏極之間的柵氧化層下面的溝道層等結(jié)構(gòu)，在此不再贅述。為清楚起見，圖Ia為剖面圖，只示出了晶片的右側(cè)邊緣區(qū)域和部分中心區(qū)域，圓形的晶片具有環(huán)狀的邊緣區(qū)域，具體地，晶片邊緣區(qū)域的范圍指的是晶片圓周向內(nèi)0 5毫米的范圍。晶片中心區(qū)域主要形成半導(dǎo)體器件， 邊緣區(qū)域沒有器件結(jié)構(gòu)。步驟22、請(qǐng)參閱圖2b，沉積SAB 102，所述SAB覆蓋中心區(qū)域的有源區(qū)結(jié)構(gòu)101和邊緣區(qū)域的半導(dǎo)體襯底100。本實(shí)施例中SAB 102為包括氧化硅和氮化硅的疊層，也可以為其它適合作為SAB 的材料。步驟23、請(qǐng)參閱圖2c，在所述SAB 102的表面涂布負(fù)光阻膠層，然后進(jìn)行TOE，保留所述晶片邊緣的負(fù)光阻膠層200。也可參閱與圖2c相對(duì)應(yīng)的俯視圖2c-l。圖2c-l中負(fù)光阻膠層200覆蓋晶片邊緣，中心區(qū)域?yàn)镾AB 102。其中，所涂布的負(fù)光阻膠層的厚度為2500 10000埃，經(jīng)過TOE之后寬度為0 5 毫米。即負(fù)光阻膠層200能夠覆蓋晶片邊緣區(qū)域，但也可能在實(shí)際曝光時(shí)會(huì)出現(xiàn)稍微的偏差。該步驟是本發(fā)明的關(guān)鍵，負(fù)光阻膠層與正光阻膠層相反，具有曝光之后不被顯影液溶解的特性，所以涂布負(fù)光阻膠層之后進(jìn)行WEE，就會(huì)保留晶片邊緣的負(fù)光阻膠層，而中心區(qū)域的負(fù)光阻膠層由于沒有經(jīng)過曝光而被顯影液洗去。步驟M、請(qǐng)參閱圖2d，涂布正光阻膠層，并進(jìn)行光刻，在中心區(qū)域的SAB 102的表面形成圖案化的正光阻膠層201。步驟25、請(qǐng)參閱圖2e，以所述圖案化的正光阻膠層201和晶片邊緣的負(fù)光阻膠層 200為掩膜對(duì)SAB 102進(jìn)行刻蝕，形成SAB的圖案202。其中，SAB的圖案202可以根據(jù)具體應(yīng)用的不同而不同。在中心區(qū)域可以覆蓋柵極，或者覆蓋部分源極和漏極，源極和漏極上顯露的部分用于形成自對(duì)準(zhǔn)金屬硅化物，與后續(xù)形成的接觸孔電性接觸。關(guān)鍵的是，晶片邊緣由于負(fù)光阻膠層的覆蓋，所以晶片邊緣的 SAB經(jīng)過刻蝕仍然保留。步驟沈、請(qǐng)參閱圖2f，在顯露出的有源區(qū)結(jié)構(gòu)表面形成自對(duì)準(zhǔn)金屬硅化物103后， 依次沉積具有應(yīng)力的氮化硅層104和層間介質(zhì)層105。由于在SAB阻擋的地方，不會(huì)形成自對(duì)準(zhǔn)金屬硅化物，只會(huì)在露出硅的有源區(qū)結(jié)構(gòu)表面，硅與沉積的金屬發(fā)生反應(yīng)形成自對(duì)準(zhǔn)金屬硅化物。圖2f中是在露出的源漏極表面形成自對(duì)準(zhǔn)金屬硅化物103。經(jīng)過上述操作可以看出，圖2f與圖Id本質(zhì)的區(qū)別就是在晶片邊緣上是否存在 SAB，本發(fā)明經(jīng)過負(fù)光阻膠層的處理，在圖2f具有應(yīng)力的氮化硅層104的下面保留有SAB。與現(xiàn)有技術(shù)相同，會(huì)在后續(xù)形成接觸孔并進(jìn)行退火處理。但在接觸孔退火處理時(shí)， 雖然是高溫過程，但此時(shí)在晶片邊緣具有應(yīng)力的氮化硅層的下面保留有SAB淀積層，該SAB 淀積層作為緩沖層，能夠?qū)⒌鑼拥膹垜?yīng)力很好地吸收或者分散傳遞到其它層，這樣晶片邊緣具有應(yīng)力的氮化硅層即使在高溫中發(fā)生形變，產(chǎn)生很大的張應(yīng)力，該SAB也能將產(chǎn)生的張應(yīng)力分散傳遞出去，從而避免劈裂。需要說明的是，由于晶片邊緣保留有負(fù)光阻膠層，所以中心區(qū)域光刻正光阻膠層形成SAB的圖案時(shí)也不會(huì)影響到負(fù)光阻膠層，晶片邊緣會(huì)保留有完整的SAB淀積層，不會(huì)像現(xiàn)有技術(shù)那樣有的區(qū)域的SAB被光阻保護(hù)而不被蝕刻，有的區(qū)域暴露出SAB被蝕刻，因此晶片邊緣區(qū)域仍然為后續(xù)具有應(yīng)力的氮化硅層和層間介質(zhì)層的沉積提供了均一的襯底。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明保護(hù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件的制作方法，包括在半導(dǎo)體襯底上的中心區(qū)域形成有源區(qū)結(jié)構(gòu)；沉積自對(duì)準(zhǔn)硅化物區(qū)域阻擋膜，所述自對(duì)準(zhǔn)硅化物區(qū)域阻擋膜覆蓋中心區(qū)域的有源區(qū)結(jié)構(gòu)和邊緣區(qū)域的半導(dǎo)體襯底；其特征在于，該方法還包括在所述自對(duì)準(zhǔn)硅化物區(qū)域阻擋膜的表面涂布負(fù)光阻膠層，進(jìn)行晶片邊緣曝光WEE，保留所述晶片邊緣的負(fù)光阻膠層；涂布正光阻膠層，進(jìn)行光刻，在中心區(qū)域的自對(duì)準(zhǔn)硅化物區(qū)域阻擋膜的表面形成圖案化的正光阻膠層；以所述圖案化的正光阻膠層和晶片邊緣的負(fù)光阻膠層為掩膜對(duì)自對(duì)準(zhǔn)硅化物區(qū)域阻擋膜進(jìn)行刻蝕，形成自對(duì)準(zhǔn)硅化物區(qū)域阻擋膜的圖案；在顯露出的有源區(qū)結(jié)構(gòu)表面形成自對(duì)準(zhǔn)金屬硅化物后，依次沉積具有應(yīng)力的氮化硅層和層間介質(zhì)層。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述自對(duì)準(zhǔn)硅化物區(qū)域阻擋膜包括氧化硅和氮化硅的疊層。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述晶片邊緣的負(fù)光阻膠層的厚度為 2500 10000埃，寬度為0 5毫米。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體器件的制作方法，包括在半導(dǎo)體襯底上的中心區(qū)域形成有源區(qū)結(jié)構(gòu)；沉積自對(duì)準(zhǔn)硅化物區(qū)域阻擋膜(SAB)，所述SAB覆蓋中心區(qū)域的有源區(qū)結(jié)構(gòu)和邊緣區(qū)域的半導(dǎo)體襯底；在所述SAB的表面涂布負(fù)光阻膠層，然后進(jìn)行晶片邊緣曝光，保留所述晶片邊緣的負(fù)光阻膠層；涂布正光阻膠層，并進(jìn)行光刻，在中心區(qū)域的SAB的表面形成圖案化的正光阻膠層；以所述圖案化的正光阻膠層和晶片邊緣的負(fù)光阻膠層為掩膜對(duì)SAB進(jìn)行刻蝕，形成SAB的圖案；在顯露出的有源區(qū)結(jié)構(gòu)表面形成自對(duì)準(zhǔn)金屬硅化物后，依次沉積具有應(yīng)力的氮化硅層和層間介質(zhì)層。本發(fā)明在接觸孔退火處理時(shí)，避免晶片邊緣殘留的具有應(yīng)力的氮化硅層的劈裂。
文檔編號(hào)H01L21/312GK102569073SQ20101057598
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2010年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月7日
發(fā)明者胡華勇 申請(qǐng)人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司