專利名稱：一種預(yù)防在雙應(yīng)力氮化硅工藝中光阻失效的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，尤其涉及一種預(yù)防在雙應(yīng)力氮化硅工藝中光阻失效的方法。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體組件集成度越來(lái)越高，散熱和量子隧道效應(yīng)成為芯片小型化工藝技術(shù)的新的難題，而應(yīng)變硅技術(shù)(Stain silicon)采用一種成本相對(duì)較低、可大規(guī)模應(yīng)用的方法來(lái)加大硅原子間距，從而減小電子通行所受到的阻礙，即減小了電阻，器件的發(fā)熱量和能耗得到一定的降低，運(yùn)行速度則得以提升，而這段擴(kuò)張的空間就是電子流動(dòng)的空間，從而有效降低了散熱問(wèn)題和量子隧道效應(yīng)。當(dāng)集成電路特征線寬縮小到90nm以下時(shí)，人們逐漸引入了高應(yīng)力氮化硅技術(shù)來(lái)提高載流子的電遷移率。通過(guò)在N/PM0S上面淀積高拉或高壓應(yīng)力氮化硅作為通孔刻蝕停止層(Contact Etch Stop Layer，簡(jiǎn)稱CESL)。尤其在65nm制程以下，為了同時(shí)提高N/PMOS 的電遷移率，有時(shí)需要采用雙應(yīng)力層技術(shù)(Dual Stress Layer，簡(jiǎn)稱DSL)以同時(shí)淀積高拉和高壓應(yīng)力氮化硅于不同的MOS上。當(dāng)采用DSL技術(shù)，利用選擇性刻蝕技術(shù)將位于PMOS上面的高拉應(yīng)力氮化硅、以及 NMOS上面的高壓應(yīng)力氮化硅去除時(shí)，由于光阻對(duì)于氮化硅薄膜中游離的N元素比較敏感， 容易中毒而導(dǎo)致光阻曝光效率下降，容易產(chǎn)生光阻殘余等缺陷，最終導(dǎo)致光阻定義出的尺寸不一致而使得工藝達(dá)不到要求。圖1-3是本發(fā)明背景技術(shù)中傳統(tǒng)DSL工藝方法的流程示意圖。例如，如圖1-3所示，進(jìn)行傳統(tǒng)的DSL工藝時(shí)，會(huì)淀積高拉應(yīng)力(tensile)氮化物層11覆蓋MOS器件1上， 以作為NMOS的通孔刻蝕阻擋層，然后旋涂光刻膠12覆蓋張應(yīng)力層11，繼續(xù)曝光、顯影后去除NMOS上的光刻膠時(shí)，由于張應(yīng)力層中游離的N元素比較敏感，以至中毒而導(dǎo)致光阻曝光效率下降，從而在NMOS上遺留殘余光阻13，從而造成后續(xù)工藝缺陷；同樣，當(dāng)?shù)矸e高壓應(yīng)力 (Comp)氮化物層，光刻、刻蝕形成PMOS的通孔刻蝕阻擋層時(shí)，也同樣會(huì)在光刻工藝中產(chǎn)生有殘余光阻。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開了一種預(yù)防在雙應(yīng)力氮化硅工藝中光阻失效的方法，在一襯底上形成有多個(gè)第一、第二半導(dǎo)體器件，其中，包括以下步驟
步驟Sl 在第一、第二半導(dǎo)體器件所包含的第一、第二柵極結(jié)構(gòu)及襯底上，淀積第一氮化物層；
步驟S2 在He或Ar環(huán)境中采用紫外光對(duì)第一氮化物層進(jìn)行照射處理后，采用光刻、刻蝕工藝，去除第二半導(dǎo)體器件上的第一氮化物層；
步驟S3 在第二半導(dǎo)體器件所在的襯底及第二柵極結(jié)構(gòu)上，依次淀積第二氮化物層， 其中，所述第二氮化物層同時(shí)還覆蓋剩余的第一氮化物層；步驟S4 在反應(yīng)腔室內(nèi)通入He或Ar氣體，在紫外光環(huán)境下對(duì)第二氮化物層進(jìn)行照射處理后，采用光刻、刻蝕工藝，去除剩余的第一氮化物層上的第二氮化物層。上述的預(yù)防在雙應(yīng)力氮化硅工藝中光阻失效的方法，其中，所述第一半導(dǎo)體器件為NMOS器件，所述第二半導(dǎo)體器件為PMOS器件。上述的預(yù)防在雙應(yīng)力氮化硅工藝中光阻失效的方法，其中，所述第一柵極結(jié)構(gòu)為 NMOS柵極結(jié)構(gòu)，所述第二柵極結(jié)構(gòu)為PMOS柵極結(jié)構(gòu)。上述的預(yù)防在雙應(yīng)力氮化硅工藝中光阻失效的方法，其中，所述第一、第二柵極結(jié)構(gòu)均包括有柵氧化層、柵極、側(cè)墻和薄氧化層，所述柵氧化層設(shè)置在柵極和襯底之間，所述側(cè)墻覆蓋所示柵極的側(cè)壁及鄰近該柵極的襯底上，薄氧化層覆蓋在柵極的上表面及暴露出的襯底上表面。上述的預(yù)防在雙應(yīng)力氮化硅工藝中光阻失效的方法，其中，第一氮化物層為高拉應(yīng)力氮化物層，第二氮化物層為高壓應(yīng)力氮化物層。上述的預(yù)防在雙應(yīng)力氮化硅工藝中光阻失效的方法，其中，所述第一氮化物層和所述第二氮化物層的制備順序可以互換。上述的預(yù)防在雙應(yīng)力氮化硅工藝中光阻失效的方法，其中，在紫外光環(huán)境下對(duì)第二氮化物層進(jìn)行照射處理時(shí)，其環(huán)境溫度為300-500°C。上述的預(yù)防在雙應(yīng)力氮化硅工藝中光阻失效的方法，其中，在紫外光環(huán)境下對(duì)第二氮化物層進(jìn)行照射處理時(shí)，其環(huán)境氣壓為2-8torr。上述的預(yù)防在雙應(yīng)力氮化硅工藝中光阻失效的方法，其中，在紫外光環(huán)境下對(duì)第二氮化物層進(jìn)行照射處理的時(shí)間為10-300S。上述的預(yù)防在雙應(yīng)力氮化硅工藝中光阻失效的方法，其中，在反應(yīng)腔室內(nèi)通入He 或Ar氣體的氣體流量為10000-20000sccm。上述的預(yù)防在雙應(yīng)力氮化硅工藝中光阻失效的方法，其中，通入He或Ar氣體的噴頭與第一、二氮化物層的間距為0. 1-0. 5inch。上述的預(yù)防在雙應(yīng)力氮化硅工藝中光阻失效的方法，其中，第一、二氮化物薄膜的材質(zhì)為氮化硅。綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明提出一種預(yù)防在雙應(yīng)力氮化硅工藝中光阻失效的方法，通過(guò)對(duì)氮化物薄膜表面在紫外光環(huán)境下進(jìn)行照射處理，使得氮化物薄膜表面中游離的N元素下降，從而降低了對(duì)該氮化物薄膜進(jìn)行光刻工藝時(shí)產(chǎn)生光阻殘余概率，能有效避免光阻的失效。


圖1-3是本發(fā)明背景技術(shù)中傳統(tǒng)DSL工藝方法的流程示意圖4-13為本發(fā)明預(yù)防在雙應(yīng)力氮化硅工藝中光阻失效的方法的流程示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步的說(shuō)明
圖4-13為本發(fā)明預(yù)防在雙應(yīng)力氮化硅工藝中光阻失效的方法的流程示意圖。如圖 4-13所示，本發(fā)明一種預(yù)防在雙應(yīng)力氮化硅工藝中光阻失效的方法，在襯底2上PMOS區(qū)域上設(shè)置有柵極21，柵極21與襯底2之間設(shè)置有柵氧化層22，側(cè)墻23覆蓋柵極21的側(cè)壁及鄰近柵極21的部分襯底2的上表面；在襯底2上NMOS區(qū)域上設(shè)置有柵極31，柵極31與襯底2之間設(shè)置有柵氧化層32，側(cè)墻33覆蓋柵極31的側(cè)壁及鄰近柵極31的部分襯底2的上表面；淺溝隔離槽34嵌入設(shè)置在襯底2中，將PMOS區(qū)域與NMOS區(qū)域隔離；薄氧化層M覆蓋柵極21、31及暴露出的襯底2的上表面。首先，如圖4所示，淀積高拉應(yīng)力氮化硅層3覆蓋襯底2上的淺溝槽34、薄氧化層M及側(cè)墻23、33 ；之后，如圖5所示，通過(guò)噴頭8通入流量為10000-20000sccm的He或 Ar氣體，其中，噴頭8與高拉應(yīng)力氮化硅層3之間的間距為0. 1-0. 5inch,同時(shí)將溫度設(shè)為 300-500°C，氣壓為2-8torr，以進(jìn)行紫外光照射工藝4，對(duì)高拉應(yīng)力氮化硅層3進(jìn)行10_300s 的紫外光照射，以降低高拉應(yīng)力氮化硅層3表面中游離的N元素。然后，如圖6所示，旋涂光刻膠5覆蓋高拉應(yīng)力氮化硅層3，曝光、顯影后，如圖7所示，去除PMOS區(qū)域及部分淺溝隔離槽34上的光刻膠，并以剩余的光刻膠51為掩膜刻蝕去除PMOS區(qū)域及部分淺溝隔離槽34上的高拉應(yīng)力氮化硅層3，形成如圖8中所示覆蓋NMOS 區(qū)域及部分淺溝隔離槽34的剩余的高拉應(yīng)力氮化硅層35。如圖9所示，淀積高壓應(yīng)力氮化硅層6覆蓋襯底2上的剩余的高拉應(yīng)力氮化硅層 35、淺溝槽34和薄氧化層M的暴露部分及側(cè)墻23 ；之后，如圖10所示，再次進(jìn)行紫外光照射工藝4，同樣通過(guò)噴頭8通入流量為10000-20000SCCm的He或Ar氣體，同時(shí)將溫度設(shè)為 300-500°C，氣壓為2-8torr，對(duì)高壓應(yīng)力氮化硅層6進(jìn)行10_300s的紫外光照射，以降低高壓應(yīng)力氮化硅層6表面中游離的N元素。然后，如圖11所示，旋涂光刻膠7覆蓋高壓應(yīng)力氮化硅層6，曝光、顯影后，如圖 12所示，去除NMOS區(qū)域及部分淺溝隔離槽34上的光刻膠，并以剩余的光刻膠71為掩膜刻蝕去除NMOS區(qū)域及部分淺溝隔離槽34上的高壓應(yīng)力氮化硅層6，形成如圖13中所示覆蓋 PMOS區(qū)域及部分淺溝隔離槽34的剩余的高壓應(yīng)力氮化硅層61。進(jìn)一步的，上述的高拉應(yīng)力氮化硅層和高壓應(yīng)力氮化硅層的制備順序可以互換。由于氮化硅薄膜中的N-H鍵能最弱，容易被打斷而游離出來(lái)從而導(dǎo)致后續(xù)的光刻工藝中光阻失效，而本發(fā)明通過(guò)對(duì)氮化硅薄膜進(jìn)行紫外光照射處理，能有效降低氮化硅薄膜中的N-H鍵，從而消除了光阻失效的主要因素。綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明提出一種預(yù)防在雙應(yīng)力氮化硅工藝中光阻失效的方法，通過(guò)對(duì)氮化物薄膜表面在紫外光環(huán)境下進(jìn)行照射處理，使得氮化物薄膜表面中游離的N元素下降，從而降低了對(duì)該氮化物薄膜進(jìn)行光刻工藝時(shí)產(chǎn)生光阻殘余概率，能有效避免光阻的失效。通過(guò)說(shuō)明和附圖，給出了具體實(shí)施方式
的特定結(jié)構(gòu)的典型實(shí)施例，基于本發(fā)明精神，還可作其他的轉(zhuǎn)換。盡管上述發(fā)明提出了現(xiàn)有的較佳實(shí)施例，然而，這些內(nèi)容并不作為局限。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，閱讀上述說(shuō)明后，各種變化和修正無(wú)疑將顯而易見。 因此，所附的權(quán)利要求書應(yīng)看作是涵蓋本發(fā)明的真實(shí)意圖和范圍的全部變化和修正。在權(quán)利要求書范圍內(nèi)任何和所有等價(jià)的范圍與內(nèi)容，都應(yīng)認(rèn)為仍屬本發(fā)明的意圖和范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種預(yù)防在雙應(yīng)力氮化硅工藝中光阻失效的方法，在一襯底上形成有多個(gè)第一、第二半導(dǎo)體器件，其特征在于，包括以下步驟步驟Sl 在第一、第二半導(dǎo)體器件所包含的第一、第二柵極結(jié)構(gòu)及襯底上，淀積第一氮化物層；步驟S2 在He或Ar環(huán)境中采用紫外光對(duì)第一氮化物層進(jìn)行照射處理后，采用光刻、刻蝕工藝，去除第二半導(dǎo)體器件上的第一氮化物層；步驟S3 在第二半導(dǎo)體器件所在的襯底及第二柵極結(jié)構(gòu)上，依次淀積第二氮化物層， 其中，所述第二氮化物層同時(shí)還覆蓋剩余的第一氮化物層；步驟S4 在反應(yīng)腔室內(nèi)通入He或Ar氣體，在紫外光環(huán)境下對(duì)第二氮化物層進(jìn)行照射處理后，采用光刻、刻蝕工藝，去除剩余的第一氮化物層上的第二氮化物層。
2.如權(quán)利要求1所述的預(yù)防在雙應(yīng)力氮化硅工藝中光阻失效的方法，其特征在于，所述第一半導(dǎo)體器件為NMOS器件，所述第二半導(dǎo)體器件為PMOS器件。
3.如權(quán)利要求1所述的預(yù)防在雙應(yīng)力氮化硅工藝中光阻失效的方法，其特征在于，所述第一柵極結(jié)構(gòu)為NMOS柵極結(jié)構(gòu)，所述第二柵極結(jié)構(gòu)為PMOS柵極結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求1所述的預(yù)防在雙應(yīng)力氮化硅工藝中光阻失效的方法，其特征在于，所述第一、第二柵極結(jié)構(gòu)均包括有柵氧化層、柵極、側(cè)墻和薄氧化層，所述柵氧化層設(shè)置在柵極和襯底之間，所述側(cè)墻覆蓋所示柵極的側(cè)壁及鄰近該柵極的襯底上，薄氧化層覆蓋在柵極的上表面及暴露出的襯底上表面。
5.如權(quán)利要求1所述的預(yù)防在雙應(yīng)力氮化硅工藝中光阻失效的方法，其特征在于，第一氮化物層為高拉應(yīng)力氮化物層，第二氮化物層為高壓應(yīng)力氮化物層。
6.如權(quán)利要求1所述的預(yù)防在雙應(yīng)力氮化硅工藝中光阻失效的方法，其特征在于，所述第一氮化物層和所述第二氮化物層的制備順序可以互換。
7.如權(quán)利要求1所述的預(yù)防在雙應(yīng)力氮化硅工藝中光阻失效的方法，其特征在于，在紫外光環(huán)境下對(duì)第二氮化物層進(jìn)行照射處理時(shí)，其環(huán)境溫度為300-500°C。
8.如權(quán)利要求1所述的預(yù)防在雙應(yīng)力氮化硅工藝中光阻失效的方法，其特征在于，在紫外光環(huán)境下對(duì)第二氮化物層進(jìn)行照射處理時(shí)，其環(huán)境氣壓為2-8torr。
9.如權(quán)利要求1所述的預(yù)防在雙應(yīng)力氮化硅工藝中光阻失效的方法，其特征在于，在紫外光環(huán)境下對(duì)第二氮化物層進(jìn)行照射處理的時(shí)間為10-300S。
10.如權(quán)利要求1所述的預(yù)防在雙應(yīng)力氮化硅工藝中光阻失效的方法，其特征在于，在反應(yīng)腔室內(nèi)通入He或Ar氣體的氣體流量為10000-20000sccm。
11.如權(quán)利要求1所述的預(yù)防在雙應(yīng)力氮化硅工藝中光阻失效的方法，其特征在于，通入He或Ar氣體的噴頭與第一、二氮化物層的間距為0. 1-0. 5inch。
12.如權(quán)利要求1所述的預(yù)防在雙應(yīng)力氮化硅工藝中光阻失效的方法，其特征在于，第一、二氮化物薄膜的材質(zhì)為氮化硅。
全文摘要
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，尤其涉及一種預(yù)防在雙應(yīng)力氮化硅工藝中光阻失效的方法。本發(fā)明公開了一種預(yù)防在雙應(yīng)力氮化硅工藝中光阻失效的方法，通過(guò)對(duì)氮化物薄膜表面在紫外光環(huán)境下進(jìn)行照射處理，使得氮化物薄膜表面中游離的N元素下降，從而降低了對(duì)該氮化物薄膜進(jìn)行光刻工藝時(shí)產(chǎn)生光阻殘余概率，能有效避免光阻的失效。
文檔編號(hào)H01L21/8238GK102446722SQ20111025027
公開日2012年5月9日 申請(qǐng)日期2011年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月29日
發(fā)明者張文廣, 徐強(qiáng), 鄭春生, 陳玉文 申請(qǐng)人:上海華力微電子有限公司