硬掩膜層的制作方法、層間介質(zhì)層的制作方法及半導(dǎo)體器件的制作方法
【專利摘要】本申請?zhí)峁┝艘环N硬掩膜層的制作方法、層間介質(zhì)層的制作方法及半導(dǎo)體器件。其中，該制作方法包括在待刻蝕結(jié)構(gòu)上依次沉積形成多層SiOC層，向反應(yīng)室通入含有硅元素、氧元素和碳元素的反應(yīng)氣體，以及開啟等離子發(fā)生器以使得反應(yīng)氣體電離形成等離子體，并使得等離子體反應(yīng)形成SiOC層；其中，在遠(yuǎn)離待刻蝕結(jié)構(gòu)的方向上，各形成SiOC層的步驟中的反應(yīng)氣體中的碳元素含量依次遞減且氧元素含量依次遞增。由于反應(yīng)氣體中的氧能夠與形成各SiOC層的碳充分反應(yīng)，從而減少了反應(yīng)氣體中的氧對待刻蝕結(jié)構(gòu)中的碳消耗，使待刻蝕結(jié)構(gòu)表面不會(huì)形成SiO2層，避免了SiO2層對刻蝕工藝的影響，進(jìn)而使刻蝕后形成的多層SiOC層能夠具有相互平行的側(cè)壁。
【專利說明】
硬掩膜層的制作方法、層間介質(zhì)層的制作方法及半導(dǎo)體器件
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本申請涉及集成電路技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種硬掩膜層的制作方法、層間介質(zhì)層的制作方法及半導(dǎo)體器件。
【背景技術(shù)】
[0002]伴隨著超大規(guī)模集成電路的迅速發(fā)展，元器件的尺寸越來越小，因此需要在晶片中刻蝕出具有高深寬比的窗口(例如凹槽或通孔等)。同時(shí)，為了避免刻蝕過程對晶片中的其他器件造成損傷，常常需要在晶片表面形成硬掩膜層，然后再刻蝕硬掩膜層和晶片以形成具有窗口的半導(dǎo)體器件(例如層間介質(zhì)層等)。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中的硬掩膜層通常包括BD (Black Diamond，又稱黑鉆石，其主要包含SiCOH)層以及位于BD層上的TEOS(正硅酸乙酯)層。圖1示出了現(xiàn)有層間介質(zhì)層的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。參見圖1，當(dāng)采用上述硬掩膜層形成具有通孔的層間介質(zhì)層時(shí)，通常包括以下步驟:首先，在器件層(包括襯底及形成于襯底中的晶體管等器件)上依次形成介質(zhì)材料層10'、硬掩膜層20'、抗反射涂層30'、屏蔽氧化層和圖形化光刻膠，其中介質(zhì)材料層10'包括依次形成的擴(kuò)散阻擋層110'和低介電材料層120'，硬掩膜層20'通常包括依次形成的BD層210'和TEOS層220';然后，沿圖形化光刻膠中的圖形依次刻蝕貫穿屏蔽氧化層、抗反射涂層30'、硬掩膜層20'和介質(zhì)材料層10'以在介質(zhì)材料層10'中形成通孔，以及去除圖形化光刻膠和屏蔽氧化層，并將剩余的介質(zhì)材料層10'作為層間介質(zhì)層，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。
[0004]然而，采用上述制作方法所形成通孔的側(cè)壁與硬掩膜層20'的側(cè)壁不在同一平面(即通孔的側(cè)壁與硬掩膜層20'的側(cè)壁之間呈臺(tái)階結(jié)構(gòu))，進(jìn)而會(huì)對后續(xù)形成器件的性能造成影響。本申請的發(fā)明人對上述問題進(jìn)行大量研究后發(fā)現(xiàn)，上述問題產(chǎn)生的原因?yàn)?低介電材料層120'非常軟(其機(jī)械強(qiáng)度通常較低)，很容易被高能量攻擊，在利用等離子體形成硬掩膜層20'的工藝中，等離子體使得接觸界面的低介電材料層120'中原本含有的碳被消耗掉，導(dǎo)致低介電材料層120'的頂部表層轉(zhuǎn)化為一層二氧化硅薄膜；而二氧化硅薄膜與低介電材料層120'相比具有很高的濕法刻蝕選擇比，在后續(xù)采用濕法刻蝕劑對通孔進(jìn)行清洗時(shí)，低介電材料層120'的表層容易被刻蝕掉，進(jìn)而使得所形成的溝槽的側(cè)壁與硬掩膜形成開口的側(cè)壁不在同一平面。但是，現(xiàn)有技術(shù)中并沒有披露上述問題產(chǎn)生的原因以及解決上述問題的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本申請的主要目的在于提供一種硬掩膜層的制作方法、層間介質(zhì)層的制作方法及半導(dǎo)體器件，以解決采用硬掩膜層形成具有通孔的半導(dǎo)體器件時(shí)，所形成通孔的側(cè)壁與硬掩膜層的側(cè)壁不在同一平面的問題。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本申請的一個(gè)方面，提供了一種硬掩膜層的制作方法，該制作方法包括在待刻蝕結(jié)構(gòu)上依次沉積形成多層S1C層的步驟，各形成S1C層的步驟包括向反應(yīng)室通入含有硅元素、氧元素和碳元素的反應(yīng)氣體，以及開啟等離子發(fā)生器以使得反應(yīng)氣體電離形成等離子體，并使得等離子體反應(yīng)形成S1C層；其中，在遠(yuǎn)離待刻蝕結(jié)構(gòu)的方向上，各形成S1C層的步驟中的反應(yīng)氣體中的碳元素含量依次遞減且氧元素含量依次遞增。
[0007]進(jìn)一步地，反應(yīng)氣體包括第一反應(yīng)氣體和第二反應(yīng)氣體，其中，第一反應(yīng)氣體選自Si(CH3)4, (CH3)3SiH, (CH3)2SiH2、CH3SiH3和 SiH4中的任一種，第二反應(yīng)氣體選自 CO 或 C02。
[0008]進(jìn)一步地，硬掩膜層包括依次層疊設(shè)置的第一 S1C層、第二 S1C層和第三S1C層，形成硬掩膜層的步驟包括:在待刻蝕結(jié)構(gòu)上形成第一 S1C層，其中，第一反應(yīng)氣體為Si (CH3)4, (CH3)3SiH, (CH3)2SiH2S CH 3SiH3，第二反應(yīng)氣體為 CO ;在第一 S1C 層上形成第二S1C層，其中，第一反應(yīng)氣體為SiH4,第二反應(yīng)氣體為CO ;以及在第二 S1C層上形成第三S1C層，其中，第一反應(yīng)氣體為SiH4,第二反應(yīng)氣體為C02。
[0009]進(jìn)一步地，第一反應(yīng)氣體的流量為100?3000sccm，第二反應(yīng)氣體的流量為100?3000sccmo
[0010]進(jìn)一步地，各形成S1C層的步驟還包括向反應(yīng)室通入惰性氣體，且惰性氣體的流量為 100 ?3000sccmo
[0011]進(jìn)一步地，等離子發(fā)生器為射頻等離子發(fā)生器；各形成S1C層的步驟中，射頻功率為100?4000wo
[0012]根據(jù)本申請的另一方面，提供了一種層間介質(zhì)層的制作方法，該制作方法包括以下步驟:在器件層上依次形成介質(zhì)材料層和硬掩膜層，且硬掩膜層由上述制作方法制成；依次刻蝕貫穿硬掩膜層和介質(zhì)材料層以在介質(zhì)材料層中形成通孔，并將剩余的介質(zhì)材料層作為層間介質(zhì)層。
[0013]進(jìn)一步地，刻蝕貫穿硬掩膜層和介質(zhì)材料層的步驟包括:在硬掩膜層上依次形成抗反射涂層、屏蔽氧化層和圖形化光刻膠；沿圖形化光刻膠中的圖形依次刻蝕貫穿屏蔽氧化層、抗反射涂層、硬掩膜層和介質(zhì)材料層以形成通孔。
[0014]進(jìn)一步地，形成介質(zhì)材料層的步驟中，形成包括擴(kuò)散阻擋材料層和低介電材料層的介質(zhì)材料層；形成通孔之后，去除圖形化光刻膠和屏蔽氧化層，并將剩余的擴(kuò)散阻擋材料層和低介電材料層作為層間介質(zhì)層。
[0015]進(jìn)一步地，預(yù)備抗反射涂層為TiN層，屏蔽氧化層為S12層。
[0016]根據(jù)本申請的另一方面，提供了一種半導(dǎo)體器件，該半導(dǎo)體器件包括:器件層，以及設(shè)置于器件層上的層間介質(zhì)層，層間介質(zhì)層由上述制作方法制作而成。
[0017]應(yīng)用本申請的技術(shù)方案，本申請通過在待刻蝕結(jié)構(gòu)上依次沉積形成多層S1C層作為硬掩膜層，且在遠(yuǎn)離待刻蝕結(jié)構(gòu)的方向上各形成S1C層的步驟中的反應(yīng)氣體中的碳元素含量依次遞減且氧元素含量依次遞增，且利用每個(gè)形成S1C層的步驟中等離子體都會(huì)消耗已經(jīng)形成的S1C層中的碳的原理，使得在形成掩膜層的沉積過程中在遠(yuǎn)離待刻蝕結(jié)構(gòu)的方向上各S1C層原本含有的碳的消耗量逐漸遞減，并減少了待刻蝕結(jié)構(gòu)中的碳的消耗量，從而使得最終形成掩膜層的各S1C層中的碳含量基本相同，并使得最終形成掩膜層的各S1C層具有基本相同的刻蝕速率，進(jìn)而使得在采用硬掩膜層形成具有通孔的半導(dǎo)體器件時(shí)，各S1C層被刻蝕去除的量基本相同，并進(jìn)一步使得所形成通孔的側(cè)壁與硬掩膜層的側(cè)壁基本處于同一平面上。
【附圖說明】
[0018]構(gòu)成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本申請的進(jìn)一步理解，本申請的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本申請，并不構(gòu)成對本申請的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0019]圖1示出了現(xiàn)有層間介質(zhì)層的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2示出了在本申請實(shí)施方式所提供的硬掩膜層的制作方法中，在待刻蝕結(jié)構(gòu)上形成第一 S1C層后的基體剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖3示出了在圖2所示的第一 S1C層上形成第二 S1C層后的基體剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖4示出了在圖3所示的第二 S1C層上形成第三S1C層后的基體剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖5示出了本申請實(shí)施方式所提供的層間介質(zhì)層的制作方法流程示意圖；
[0024]圖6示出了在本申請實(shí)施方式所提供的層間介質(zhì)層的制作方法中，在器件層上依次形成介質(zhì)材料層和硬掩膜層后的基體剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖7示出了在圖6所示的硬掩膜層上依次形成抗反射涂層、屏蔽氧化層和圖形化光刻膠后的基體剖面結(jié)構(gòu)示意圖；以及
[0026]圖8示出了沿圖7所示的圖形化光刻膠中的圖形依次刻蝕屏蔽氧化層、抗反射涂層、硬掩膜層和介質(zhì)材料層以形成通孔，以及去除圖形化光刻膠和屏蔽氧化層，并將剩余的擴(kuò)散阻擋材料層和低介電材料層作為層間介質(zhì)層后的基體剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖9示出了去除圖8所示的硬掩膜層，并將剩余的介質(zhì)材料層作為層間介質(zhì)層后的基體剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本申請。
[0029]需要注意的是，這里所使用的術(shù)語僅是為了描述【具體實(shí)施方式】，而非意圖限制根據(jù)本申請的示例性實(shí)施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式也意圖包括復(fù)數(shù)形式，此外，還應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)在本說明書中使用術(shù)語“包含”和/或“包括”時(shí)，其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。
[0030]為了便于描述，在這里可以使用空間相對術(shù)語，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用來描述如在圖中所示的一個(gè)器件或特征與其他器件或特征的空間位置關(guān)系。應(yīng)當(dāng)理解的是，空間相對術(shù)語旨在包含除了器件在圖中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附圖中的器件被倒置，則描述為“在其他器件或構(gòu)造上方”或“在其他器件或構(gòu)造之上”的器件之后將被定位為“在其他器件或構(gòu)造下方”或“在其他器件或構(gòu)造之下”。因而，示例性術(shù)語“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”兩種方位。該器件也可以其他不同方式定位(旋轉(zhuǎn)90度或處于其他方位)，并且對這里所使用的空間相對描述作出相應(yīng)解釋。
[0031]正如【背景技術(shù)】中所介紹的，采用現(xiàn)有硬掩膜層形成具有通孔的半導(dǎo)體器件時(shí)，所形成通孔的側(cè)壁與硬掩膜層的側(cè)壁不在同一平面。本申請的發(fā)明人針對上述問題進(jìn)行研究，提出了一種硬掩膜層的制作方法。該制作方法包括:在待刻蝕結(jié)構(gòu)上依次沉積形成多層S1C層的步驟，各形成S1C層的步驟包括向反應(yīng)室通入含有硅元素、氧元素和碳元素的反應(yīng)氣體，以及開啟等離子發(fā)生器以使得反應(yīng)氣體電離形成等離子體，并使得等離子體反應(yīng)形成S1C層；其中，在遠(yuǎn)離待刻蝕結(jié)構(gòu)的方向上，各形成S1C層的步驟中的反應(yīng)氣體中的碳元素含量依次遞減且氧元素含量依次遞增。
[0032]上述制作方法通過在待刻蝕結(jié)構(gòu)上依次沉積形成多層S1C層作為硬掩膜層，且在遠(yuǎn)離待刻蝕結(jié)構(gòu)的方向上各形成S1C層的步驟中的反應(yīng)氣體中的碳元素含量依次遞減且氧元素含量依次遞增，且利用每個(gè)形成S1C層的步驟中的等離子體都會(huì)消耗已經(jīng)形成S1C層中的碳的原理，使得在形成掩膜層的沉積過程中在遠(yuǎn)離待刻蝕結(jié)構(gòu)的方向上各S1C層原本含有的碳的消耗量逐漸遞減，并減少了待刻蝕結(jié)構(gòu)中的碳的消耗量，從而使得最終形成掩膜層的各S1C層中的碳含量基本相同，并使得最終形成掩膜層的各S1C層具有基本相同的刻蝕速率，進(jìn)而使得在采用硬掩膜層形成具有通孔的半導(dǎo)體器件時(shí)，各S1C層被刻蝕去除的量基本相同，并進(jìn)一步使得所形成通孔的側(cè)壁與硬掩膜層的側(cè)壁基本處于同一平面上。
[0033]上述制作方法中，優(yōu)選地，上述反應(yīng)氣體包括第一反應(yīng)氣體和第二反應(yīng)氣體，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際工藝需求選擇合適的反應(yīng)氣體類型，其中，第一反應(yīng)氣體可以為 Si (CH3) 4、(CH3)3SiH, (CH3) 2SiH2、CH3SiH3和 SiH 4中的任一種，第二反應(yīng)氣體可以為 CO 或C02。向反應(yīng)室通入上述反應(yīng)氣體從而形成的多層S1C層。
[0034]在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，參見圖2，硬掩膜層包括依次層疊設(shè)置的第一 S1C層210、第二 S1C層220和第三S1C層230，此時(shí)形成該硬掩膜層的步驟可以包括:在待刻蝕結(jié)構(gòu)上形成第一 S1C層210，其中，第一反應(yīng)氣體為Si (CH3)4、(CH3)3SiH, (CH3)2SiH2SCH3SiH3，第二反應(yīng)氣體為CO，進(jìn)而形成如圖2所示的基體結(jié)構(gòu)；在第一 S1C層210上形成第二 S1C層220，其中，第一反應(yīng)氣體為SiH4，第二反應(yīng)氣體為CO，進(jìn)而形成如圖3所示的基體結(jié)構(gòu)；以及在第二 S1C層220上形成第三S1C層230，其中，第一反應(yīng)氣體為SiH4,第二反應(yīng)氣體為CO2，進(jìn)而形成如圖4所示的基體結(jié)構(gòu)。其中，待刻蝕結(jié)構(gòu)可以為介質(zhì)材料層10，優(yōu)選地，介質(zhì)材料層10包括擴(kuò)散阻擋材料層110和低介電材料層120。作為示例，以下描述中將待刻蝕結(jié)構(gòu)作為介質(zhì)材料層10。
[0035]由于形成上述第一 S1C層210的反應(yīng)氣體包括第一反應(yīng)氣體和第二反應(yīng)氣體，其中第一反應(yīng)氣體為Si (CH3) 4、(CH3) 3SiH、(CH3) 2SiH2S CH 3SiH3，這些氣體均含有碳，第二反應(yīng)氣體是CO，因此在第一 S1C層210的形成過程中等離子體可以與這些碳反應(yīng)，進(jìn)而減少了待刻蝕結(jié)構(gòu)中的碳消耗。并且，形成上述第二 S1C層220的反應(yīng)氣體是不含碳的第一反應(yīng)氣體和CO，形成上述第三S1C層230的反應(yīng)氣體是不含碳的第一反應(yīng)氣體以及CO2，且CO的含碳量大于CO2、含氧量小于C02，因此在形成第二 S1C層220和第三S1C層230的過程中等離子體可以繼續(xù)與碳反應(yīng)，進(jìn)而進(jìn)一步減少了待刻蝕結(jié)構(gòu)中的碳消耗。
[0036]本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際工藝需求設(shè)定合適的反應(yīng)氣體流量，優(yōu)選地，第一反應(yīng)氣體的流量為100?3000sccm，第二反應(yīng)氣體的流量為100?3000sccm。在上述優(yōu)選的氣體流量范圍內(nèi)反應(yīng)氣體中能夠具有充分的碳等離子體，從而使碳等離子體能夠與氧等離子體充分反應(yīng)，進(jìn)而減少了待刻蝕結(jié)構(gòu)中的碳消耗。
[0037]在上述優(yōu)選的實(shí)施方式中，各形成S1C層的步驟還包括向反應(yīng)室通入惰性氣體，且惰性氣體的流量為100?3000SCCm。此時(shí)形成S1C層的工藝可以為體射等離子頻化學(xué)氣相沉積或射頻反應(yīng)濺射，等離子發(fā)生器為射頻等離子發(fā)生器；各形成S1C層的步驟中，射頻功率為100?4000w。在上述優(yōu)選地惰性氣體的流量以及射頻功率范圍內(nèi)，第一氣體能夠與第二氣體充分反應(yīng)，從而形成具有合適碳含量和氧含量的多層S1C層。
[0038]本申請還提供了一種層間介質(zhì)層的制作方法。如圖5所示，該制作方法包括以下步驟:在器件層上依次形成介質(zhì)材料層和硬掩膜層，且硬掩膜層由上述制作方法制成；依次刻蝕貫穿硬掩膜層和介質(zhì)材料層以在介質(zhì)材料層中形成通孔，并將剩余的介質(zhì)材料層作為層間介質(zhì)層。
[0039]上述制作方法通過在層間介質(zhì)層中形成具有多層S1C層的硬掩膜層，且硬掩膜層覆蓋于介質(zhì)材料層表面上，從而減少了介質(zhì)材料層中的碳消耗，使介質(zhì)材料層表面不會(huì)形成S1jl，避免了 S1Jl對刻蝕工藝的影響，進(jìn)而使刻蝕后形成的層間介質(zhì)層中的通孔能夠具有平緩的側(cè)壁。
[0040]下面將更詳細(xì)地描述根據(jù)本申請?zhí)峁┑膶娱g介質(zhì)層的制作方法的示例性實(shí)施方式。然而，這些示例性實(shí)施方式可以由多種不同的形式來實(shí)施，并且不應(yīng)當(dāng)被解釋為只限于這里所闡述的實(shí)施方式。應(yīng)當(dāng)理解的是，提供這些實(shí)施方式是為了使得本申請的公開徹底且完整，并且將這些示例性實(shí)施方式的構(gòu)思充分傳達(dá)給本領(lǐng)域普通技術(shù)人員，在附圖中，為了清楚起見，擴(kuò)大了層和區(qū)域的厚度，并且使用相同的附圖標(biāo)記表示相同的器件，因而將省略對它們的描述。
[0041]圖6至圖9示出了本申請?zhí)峁┑膶娱g介質(zhì)層的制作方法中，經(jīng)過各個(gè)步驟后得到的基體剖面結(jié)構(gòu)示意圖。下面將結(jié)合圖6至圖9，進(jìn)一步說明本申請所提供的層間介質(zhì)層的制作方法。
[0042]首先，在器件層上依次形成介質(zhì)材料層10和硬掩膜層20，且硬掩膜層20由上述任一項(xiàng)的制作方法制成，進(jìn)而形成如圖6所示的基體結(jié)構(gòu)。由于上述硬掩膜層20覆蓋于介質(zhì)材料層10表面上，且形成硬掩膜層20的反應(yīng)氣體具有大量的碳等離子體，從而使減少了介質(zhì)材料層10中的碳消耗，使介質(zhì)材料層10表面不會(huì)形成S1Jl，進(jìn)而使形成的層間介質(zhì)層的通孔能夠具有平緩的側(cè)壁。其中，優(yōu)選地，介質(zhì)材料層10包括擴(kuò)散阻擋材料層110和低介電材料層120的介質(zhì)材料層10，硬掩膜層20包括在介質(zhì)材料層10上依次設(shè)置的多層S1C 層。
[0043]由于硬掩膜層20為多層S1C層，且硬掩膜層20覆蓋于介質(zhì)材料層10表面上，從而減少了工藝中對介質(zhì)材料層中碳的消耗，使介質(zhì)材料層表面不會(huì)形成S1Jl，進(jìn)而避免了 S1Jl對刻蝕工藝的影響，使后續(xù)形成的層間介質(zhì)層中的通孔能夠具有平緩的側(cè)壁。
[0044]完成在器件層上依次形成介質(zhì)材料層10和硬掩膜層20的步驟之后，依次刻蝕貫穿貫穿硬掩膜層20和介質(zhì)材料層10以在介質(zhì)材料層10形成通孔，并將剩余的介質(zhì)材料層10作為層間介質(zhì)層。在該步驟中，一種可選實(shí)施方式為:在硬掩膜層20上依次形成抗反射涂層30、屏蔽氧化層40和圖形化光刻膠50，進(jìn)而形成如圖7所示的基體結(jié)構(gòu)；沿圖形化光刻膠50中的圖形依次刻蝕屏蔽氧化層40、抗反射涂層30、硬掩膜層20和介質(zhì)材料層10以形成通孔，進(jìn)而形成如圖8所示的基體結(jié)構(gòu)。其中，上述抗反射涂層30和屏蔽氧化層40可以采用本領(lǐng)域常見的介質(zhì)材料。優(yōu)選地，抗反射涂層30為TiN層，掩蔽氧化層40為S12層。
[0045]完成依次刻蝕貫穿硬掩膜層20和介質(zhì)材料層10以形成通孔40的步驟之后，還可以去除硬掩膜層20，進(jìn)而形成如圖9所示的基體結(jié)構(gòu)。由于硬掩膜層20在形成過程中反應(yīng)氣體具有大量的碳等離子體，從而使刻蝕后形成的層間介質(zhì)層能夠具有平緩的通孔側(cè)壁。去除硬掩膜層20的工藝可以為刻蝕或拋光等，其具體工藝參數(shù)可以參照現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。
[0046]本申請還提供了一種半導(dǎo)體器件。如圖9所示，該半導(dǎo)體器件包括器件層，以及設(shè)置于器件層上的層間介質(zhì)層，其特征在于，層間介質(zhì)層由上述制作方法制作而成。其中，層間介質(zhì)層包括擴(kuò)散阻擋材料層110和低介電材料層120。上述半導(dǎo)體器件由于在制備工藝中形成有上述硬掩膜層20，且形成硬掩膜層20的反應(yīng)氣體具有大量的碳等離子體，從而減少了低介電材料層120中碳的消耗，使低介電材料層120表面不會(huì)形成S1Jl，進(jìn)而使設(shè)置的層間介質(zhì)層具有平緩的通孔側(cè)壁。
[0047]從以上的描述中，可以看出，本申請上述的實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了如下技術(shù)效果:本申請通過在待刻蝕結(jié)構(gòu)上依次沉積形成多層S1C層作為硬掩膜層，且在遠(yuǎn)離待刻蝕結(jié)構(gòu)的方向上各形成S1C層的步驟中的反應(yīng)氣體中的碳元素含量依次遞減且氧元素含量依次遞增，且利用每個(gè)形成S1C層的步驟中的等離子體都會(huì)消耗已經(jīng)形成S1C層中的碳的原理，使得在形成掩膜層的沉積過程中在遠(yuǎn)離待刻蝕結(jié)構(gòu)的方向上各S1C層原本含有的碳的消耗量逐漸遞減，并減少了待刻蝕結(jié)構(gòu)中的碳的消耗量，從而使得最終形成掩膜層的各S1C層中的碳含量基本相同，并使得最終形成掩膜層的各S1C層具有基本相同的刻蝕速率，進(jìn)而使得在采用硬掩膜層形成具有通孔的半導(dǎo)體器件時(shí)，各S1C層被刻蝕去除的量基本相同，并進(jìn)一步使得所形成通孔的側(cè)壁與硬掩膜層的側(cè)壁基本處于同一平面上。
[0048]以上僅為本申請的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本申請，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本申請可以有各種更改和變化。凡在本申請的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本申請的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種硬掩膜層的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括在待刻蝕結(jié)構(gòu)上依次沉積形成多層S1C層的步驟，各形成所述S1C層的步驟包括向反應(yīng)室通入含有硅元素、氧元素和碳元素的反應(yīng)氣體，以及開啟等離子發(fā)生器以使得所述反應(yīng)氣體電離形成等離子體，并使得所述等離子體反應(yīng)形成所述S1C層；其中，在遠(yuǎn)離所述待刻蝕結(jié)構(gòu)的方向上，各形成所述S1C層的步驟中的所述反應(yīng)氣體中的碳元素含量依次遞減且氧元素含量依次遞增。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述反應(yīng)氣體包括第一反應(yīng)氣體和第二反應(yīng)氣體，其中，所述第一反應(yīng)氣體選自Si(CH3)4、(CH3)3SiH, (CH3)2SiH2、CH3SiH3和SiH4中的任一種，所述第二反應(yīng)氣體選自CO或CO2。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制作方法，其特征在于，所述硬掩膜層包括依次層疊設(shè)置的第一 S1C層、第二 S1C層和第三S1C層，形成所述硬掩膜層的步驟包括: 在所述待刻蝕結(jié)構(gòu)上形成所述第一 S1C層，其中，所述第一反應(yīng)氣體為Si (CH3)4,(CH3)3SiH, (CH3)2SiH2S CH3SiH3,所述第二反應(yīng)氣體為 CO ； 在所述第一 S1C層上形成所述第二 S1C層，其中，所述第一反應(yīng)氣體為SiH4，所述第二反應(yīng)氣體為CO ;以及 在所述第二 S1C層上形成所述第三S1C層，其中，所述第一反應(yīng)氣體為SiH4，所述第二反應(yīng)氣體為CO2。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制作方法，其特征在于，所述第一反應(yīng)氣體的流量為100?3000sccm，所述第二反應(yīng)氣體的流量為100?3000sccm。5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的制作方法，其特征在于，各形成所述S1C層的步驟還包括向所述反應(yīng)室通入惰性氣體，且所述惰性氣體的流量為100?3000sccm。6.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的制作方法，其特征在于，所述等離子發(fā)生器為射頻等離子發(fā)生器；各形成所述S1C層的步驟中，射頻功率為100?4000w。7.一種層間介質(zhì)層的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括以下步驟: 在器件層上依次形成介質(zhì)材料層和硬掩膜層，且所述硬掩膜層由權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的制作方法制成； 依次刻蝕貫穿所述硬掩膜層和所述介質(zhì)材料層以在介質(zhì)材料層中形成通孔，并將剩余的所述介質(zhì)材料層作為所述層間介質(zhì)層。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制作方法，其特征在于，刻蝕貫穿所述硬掩膜層和所述介質(zhì)材料層的步驟包括: 在所述硬掩膜層上依次形成抗反射涂層、屏蔽氧化層和圖形化光刻膠； 沿所述圖形化光刻膠中的圖形依次刻蝕貫穿所述屏蔽氧化層、所述抗反射涂層、所述硬掩膜層和所述介質(zhì)材料層以形成所述通孔。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制作方法，其特征在于， 形成所述介質(zhì)材料層的步驟中，形成包括擴(kuò)散阻擋材料層和低介電材料層的所述介質(zhì)材料層； 形成所述通孔之后，去除所述圖形化光刻膠和所述屏蔽氧化層，并將剩余的所述擴(kuò)散阻擋材料層和所述低介電材料層作為所述層間介質(zhì)層。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制作方法，其特征在于，所述抗反射涂層為TiN層，所述屏蔽氧化層為S12層。11.一種半導(dǎo)體器件，包括器件層，以及設(shè)置于所述器件層上的層間介質(zhì)層，其特征在于，所述層間介質(zhì)層由權(quán)利要求9至10中任一項(xiàng)所述的制作方法制作而成。
【文檔編號(hào)】H01L21/768GK105990105SQ201510041746
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年1月27日
【發(fā)明人】周鳴
【申請人】中芯國際集成電路制造(上海)有限公司