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)體制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種半導(dǎo)體器件的制造 方法。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體制造過程中，光刻是把臨時電路結(jié)構(gòu)復(fù)制到以后要進(jìn)行刻蝕的 硅片上。這些結(jié)構(gòu)首先以圖案形式制作在掩模版上。紫外光透過掩模版 把圖案轉(zhuǎn)移到硅片表面的光刻膠層上。以正性光刻膠為例，通常的光刻
是這樣進(jìn)行的光刻膠層透過掩模版曝光，光刻膠層透過掩模板上的圖 案被曝光的部分發(fā)生化學(xué)變化，之后進(jìn)行顯影，發(fā)生化學(xué)變化的光刻膠 層被去掉形成開口圖形，沒被曝光的光刻膠層不能被洗掉，從而在硅片 上形成刻蝕阻擋層，刻蝕阻擋層中具有和掩模版上一致的包括開口圖形 的圖案。然后用刻蝕工藝把掩模版上的開口圖形成像在下面的硅片上。
程，刻蝕的基本目標(biāo)就是在硅片上正確的復(fù)制掩模版上的圖案。這層刻 蝕阻擋層用來在刻蝕中保護(hù)硅片上的部分區(qū)域，從而選擇性的刻蝕掉未 被刻蝕阻擋層保護(hù)的區(qū)域，也就是，硅片對應(yīng)于刻蝕阻擋層中的開口圖 形的區(qū)域。經(jīng)過刻蝕之后，就在硅片中形成了刻蝕圖形。
但是由于光刻過程受到光刻膠厚度，烘烤/冷卻的溫度與時間、顯影 方式與時間、曝光計(jì)量、焦距補(bǔ)償以及數(shù)值孔徑等參數(shù)影響，刻蝕過程 受氣體比例、氣流速率、偏壓功率、溫度以及刻蝕模式等參數(shù)影響，同 時硅片邊緣由于處于邊緣位置，因此刻蝕條件的誤差較大。因此在傳統(tǒng) 的制造工藝流程中，在掩模版中的圖案包括一些相同的圖形時，刻蝕后 檢查(After Etch Inspection, AEI)發(fā)現(xiàn)硅片中央?yún)^(qū)域的刻蝕圖形的特征 尺寸(Critical Dimension ， CD)和大于邊緣區(qū)域的刻蝕圖形的CD,中 央?yún)^(qū)域的刻蝕圖形CD合格，邊緣區(qū)域刻蝕圖形CD偏小，這會導(dǎo)致某些無可挽回的缺失，像是在電性驗(yàn)收測試所得到的接觸窗斷路現(xiàn)象，這些缺 陷將嚴(yán)重的影響合格率。這樣使得硅片邊緣區(qū)域生產(chǎn)的器件不符合要求， 從而使硅片邊緣區(qū)域浪費(fèi)。
在2005年3月30日公告的公告號為CN1195316C的中國專利中，提 供了一種改進(jìn)臨界尺寸一致性的方法，在一晶片上形成涂布層，以及根 據(jù)制造進(jìn)程條件分別對該涂布層的第 一 區(qū)域與環(huán)繞該第 一 區(qū)域的第二區(qū) 域進(jìn)行圖案轉(zhuǎn)移制作步驟，將圖案轉(zhuǎn)移至涂布層。上述方法是分為兩步 分別對第一區(qū)域和第二區(qū)域，也就是中央?yún)^(qū)域和邊緣區(qū)域進(jìn)行光刻。所 以該方法存在的問題是需要兩次光刻，也就是兩次涂光刻膠、曝光和顯 影等步驟，因此增加了光刻的復(fù)雜度，降低了光刻的精確度，成本增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體器件的制造方法，提高了硅片邊緣區(qū)域和硅 片中央?yún)^(qū)域的刻蝕圖形CD的一致性。
本發(fā)明提供的一種半導(dǎo)體器件的制造方法，包括提供一硅片，在所述 硅片上形成刻蝕阻擋層，所述刻蝕阻擋層內(nèi)具有開口圖形；
對所述刻蝕阻擋層內(nèi)的開口圖形的側(cè)壁進(jìn)行第 一刻蝕，包括向刻蝕 腔中通入包含氧原子的第一氣體，第一氣體進(jìn)氣時在刻蝕腔的中央?yún)^(qū)域 和邊緣區(qū)域流量分布比例小于1;之后向刻蝕腔中通入包括惰性氣體的第 二氣體，第二氣體進(jìn)氣時在刻蝕腔的中央?yún)^(qū)域和邊緣區(qū)域流量分布比例 大于l，使硅片邊緣區(qū)域刻蝕速率大于硅片中央?yún)^(qū)域的刻蝕速率；
對具有上述刻蝕阻擋層的硅片進(jìn)行第二刻蝕。
可選的，所述第一氣體包括氧氣02、臭氧03—氧化氮NO、 一氧化二 氮N20中至少其中之一。
可選的，所述第二氣體包括氬氣Ar、氦氣He、氮?dú)釴2、和氖氣Ne中 至少其中之一。
可選的，所述的刻蝕阻擋層為以ArF為曝光光源的光刻膠?？蛇x的，所述刻蝕腔包括中央氣孔，所述第一刻蝕中，占第一氣體總 量100%的第一氣體從所述邊緣氣孔進(jìn)入。
可選的，所述刻蝕腔包括中央氣孔和邊緣氣孔，所述第一刻蝕中，占
第二氣體總量90% ±5%的第二氣體從所述中央氣孔進(jìn)入，占第二氣體總 量10 % ± 5 %的第二氣體從所述邊緣氣孔進(jìn)入。
可選的，所述第一刻蝕為沿平行珪片方向的刻蝕。
可選的，所述第 一刻蝕過程中刻蝕腔內(nèi)壓力為300mT ± 50mT。
可選的，所述第 一刻蝕腔內(nèi)射頻電源輸出功率為200W ± 50W。
可選的，所述第一刻蝕時間10s ± 3s。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn)
上述方案提供的半導(dǎo)體器件的制造方法，是在傳統(tǒng)的光刻和刻蝕步驟 之間增加了 一個對刻蝕阻擋層的進(jìn)行第 一刻蝕步驟，使刻蝕阻擋層的開 口圖形增大，因?yàn)槲挥诠杵吘壍拈_口圖形CD的增加值大于位于硅片中 央?yún)^(qū)域的開口圖形CD增加值，因此第 一刻蝕對邊緣區(qū)域的刻蝕圖形CD 進(jìn)行了補(bǔ)償。從而在第二刻蝕步驟之后，硅片邊緣區(qū)域的刻蝕圖形CD的 增加值，大于硅片中央?yún)^(qū)域的刻蝕圖形CD的增加值，因此提高了硅片邊 緣區(qū)域和硅片中央?yún)^(qū)域的刻蝕圖形CD的一致性，并且操作簡便，容易控 制。


圖1為對傳統(tǒng)方法制造的器件的AEI的數(shù)據(jù)圖2為本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造方法一 實(shí)施例的流程圖3為本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造方法一實(shí)施例的硅片及硅片上的刻 蝕阻擋層的結(jié)構(gòu)示意圖4為本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造方法一 實(shí)施例的第 一刻蝕示意圖； 圖5為硅片上的點(diǎn)的第一刻蝕速率隨距離硅片中軸線的距離變化的曲 線圖；圖6為采用本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造方法一 實(shí)施例制造的器件的
AE傲據(jù)圖。
具體實(shí)施例方式
為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié) 合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
做詳細(xì)的說明，使本發(fā)明的上述及其 它目的、特征和優(yōu)勢將更加清晰。在全部附圖中相同的附圖標(biāo)記指示 相同的部分。并未刻意按比例繪制附圖，重點(diǎn)在于示出本發(fā)明的主旨。 在附圖中，為清楚明了，放大了層和區(qū)域的厚度。
為了清楚，在下面的描述中，不詳細(xì)描述公知的功能和結(jié)構(gòu)，因 為它們會使本發(fā)明由于不必要的細(xì)節(jié)而混亂。應(yīng)當(dāng)認(rèn)為在任何實(shí)際實(shí) 施例的開發(fā)中，必須做出大量實(shí)施細(xì)節(jié)以實(shí)現(xiàn)開發(fā)者的特定目標(biāo)，例 如按照有關(guān)系統(tǒng)或有關(guān)商業(yè)的限制，由一個實(shí)施例改變?yōu)榱?一個實(shí)施 例。另外，應(yīng)當(dāng)認(rèn)為這種開發(fā)工作可能是復(fù)雜和耗費(fèi)時間的，但是對 于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說僅僅是常規(guī)工作。
通常的光刻是這樣進(jìn)行的光刻膠層透過掩模版曝光，然后用刻蝕工 藝把掩模版上的圖案成像在下面的硅片上。刻蝕是用化學(xué)或者物理方法 有選擇的從硅片表面去除不需要的材料的過程，刻蝕的基本目標(biāo)就是在 硅片上正確的復(fù)制掩模版上的圖案。
半導(dǎo)體制造過程中，通過光刻把掩模版上的圖案復(fù)制到光刻膠層上， 利用光刻膠層形成刻蝕阻擋層，以正性光刻膠為例，光刻膠層透過掩模 板上的圖案被曝光的部分發(fā)生化學(xué)變化。之后進(jìn)行顯影，發(fā)生化學(xué)變化 的光刻膠層被去掉形成開口圖形，所述開口圖形可以是溝槽或者通孔， 沒被曝光的光刻膠層不能被洗掉，從而在硅片上形成刻蝕阻擋層，刻蝕 阻擋層中具有和掩模版上一致的圖案，所述圖案包括開口圖形。在后續(xù) 的刻蝕步驟中，這層刻蝕阻擋層用來在刻蝕中保護(hù)硅片上的部分區(qū)域， 從而選擇性的刻蝕掉未被刻蝕阻擋層保護(hù)的區(qū)域，也就是，硅片對應(yīng)于刻蝕阻擋層中的開口圖形的區(qū)域。經(jīng)過刻蝕之后，就在硅片中形成了刻 蝕圖形。
發(fā)明人研究后認(rèn)為，采用傳統(tǒng)方法，在掩模版中的圖案包括相同的開 口圖形時，在經(jīng)過光刻和刻蝕之后在硅片上形成的刻蝕圖形如圖1所示，
圖1為AEI的數(shù)據(jù)圖，圖l中的數(shù)據(jù)是相鄰刻蝕圖形之間的間隔厚度，圖l 中數(shù)據(jù)的單位是w m。因?yàn)楸緦?shí)施例中所述刻蝕圖形的中心距離都相同， 刻蝕圖形的中心距離減去間隔厚度就是刻蝕圖形的CD，因此相鄰刻蝕圖 形之間的間隔厚度越大則開口圖形CD越小。因此AEI后發(fā)現(xiàn)硅片中從邊 緣區(qū)域向中央?yún)^(qū)域刻蝕圖形的CD逐漸增大，例如第 一 間隔厚度102為 0.0862 ium,第二間隔厚度104為0.087 |a m,第三間隔厚度106為0.09 |u m。 例如圖l所示為直徑為300mm的硅片，在距珪片邊緣10mm ± 5mm的范圍 內(nèi)，也就是圖1中硅片邊緣的黑色區(qū)域110，和中央的白色區(qū)域120刻蝕圖 形的CD相差較大，黑色區(qū)域110內(nèi)的刻蝕圖形CD偏小，例如黑色區(qū)域IIO 內(nèi)兩個刻蝕圖形之間的間隔厚度為0.0944 ju m,白色區(qū)域120內(nèi)兩個刻蝕 圖形之間的間隔厚度為0.0789 ja m,刻蝕圖形的中心距離減去間隔厚度就 是刻蝕圖形的CD ，也就是黑色區(qū)域110內(nèi)的刻蝕圖形的CD和白色區(qū)域120 內(nèi)的刻蝕圖形的CD差為0.0155 ja m，因?yàn)楣杵虚g區(qū)域也就是白色區(qū)域 120內(nèi)的刻蝕圖形的CD為合格范圍內(nèi)的CD,因此在距硅片邊緣10mm ± 5mm的范圍內(nèi)的硅片生產(chǎn)的器件就不合格。所述問題是由于光刻過程會 受到光刻條件的影響，刻蝕過程會受刻蝕條件的影響。例如干法刻蝕， 硅片邊緣位于刻蝕腔的邊緣，因此刻蝕條件的誤差較大。其中，圖l中所 示的邊緣區(qū)域，也就是黑色區(qū)域110不是嚴(yán)格對稱分布在硅片邊緣，是因 為生產(chǎn)過程存在誤差所致。
本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體器件的制造方法，提供一硅片，在所述硅 片上形成刻蝕阻擋層，所述刻蝕阻擋層內(nèi)具有開口圖形，包括
對所述刻蝕阻擋層內(nèi)的開口圖形的側(cè)壁進(jìn)行第一刻蝕，包括向刻 蝕腔中通入包含氧原子的第 一氣體，第 一氣體進(jìn)氣時在刻蝕腔的中央?yún)^(qū)域和邊緣區(qū)域流量分布比例小于1;之后向刻蝕腔中通入包括惰性氣體
的第二氣體，第二氣體進(jìn)氣時在刻蝕腔的中央?yún)^(qū)域和邊緣區(qū)域流量分布
比例大于1,使硅片邊緣區(qū)域刻蝕速率大于硅片中央?yún)^(qū)域的刻蝕速率； 對具有上述刻蝕阻擋層的硅片進(jìn)行第二刻蝕。 其中，
所述第一氣體可以包括氧氣02、臭氧03—氧化氮NO、 一氧化二 氮N20中至少其中之一。
所述第二氣體可以包括氬氣Ar、氦氣He、氮?dú)釴2、和氖氣Ne中
至少其中之一。
所述的刻蝕阻擋層可以為以ArF為曝光光源的光刻膠。 所述刻蝕腔可以包括中央氣孔，所述第一刻蝕中，占第一氣體總量
可以為100%的第一氣體從所述邊緣氣孔進(jìn)入。
所述刻蝕腔可以包括中央氣孔和邊緣氣孔，所述第一刻蝕中，占第
二氣體總量可以為90o/。 ±5%的第二氣體從所述中央氣孔進(jìn)入，占第二
氣體總量可以為10% ±5%的第二氣體從所述邊緣氣孔進(jìn)入。 所述第 一刻蝕可以為沿平行硅片方向的刻蝕。 所述第一刻蝕過程中刻蝕腔內(nèi)壓力可以為300mT ± 50mT。 所述第 一刻蝕腔內(nèi)射頻電源輸出功率可以為200W ± 50W。 所述第一刻蝕時間可以為10s士3s。
下面以刻蝕圖形為接觸孔的形成過程為例，結(jié)合圖2至圖6對本發(fā) 明的半導(dǎo)體器件的制造方法的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的說明。
在本實(shí)施例中，直徑為300mm的硅片為例，其中從硅片邊緣向中 央的10mm ± 5mm范圍內(nèi)為硅片邊緣區(qū)域，從硅片中央向邊緣的50mm ± 5mm范圍內(nèi)為硅片中央?yún)^(qū)域。
步驟A101:如圖3所示提供一的硅片200,珪片200包括襯底201 和形成于襯底201上的介質(zhì)層202。在珪片200上形成光刻膠層，光刻 膠層經(jīng)過掩模版進(jìn)行曝光、顯影等步驟，形成刻蝕阻擋層204?？涛g阻 擋層204在硅片200對應(yīng)有開口圖形205，例如要在硅片上形成接觸孑L,則所述開口圖形205就為通孔，該通孔將硅片中的部分區(qū)域暴露，從而 刻蝕之后就在該區(qū)域形成4妄觸孔。
其中，光刻膠層的材料為以ArF為曝光光源的光刻膠，從而刻蝕阻 擋層的材料為ArF為曝光光源的光刻膠，除此之外光刻膠層的材料也可 以為其它曝光光源的光刻膠，例如KrF為曝光光源的光刻膠。
步驟A102:對位于^5圭片200邊緣區(qū)域，在本實(shí)施例中為/人^f圭片邊 緣向中央的10mm ± 5mm范圍內(nèi)，的所述開口圖形205的側(cè)壁進(jìn)行第一 刻蝕；使從珪片邊緣向中央的10mm士5mm范圍內(nèi)的所述開口圖形205 的CD增大。
在本實(shí)施例中具體如圖4所示，將該硅片200放到刻蝕腔301中，
緣氣孔303,其中中央氣孔位于硅片中央?yún)^(qū)域上方，邊緣氣孔303為連 通的氣孔，分布在刻蝕腔的硅片邊緣區(qū)域?qū)?yīng)的側(cè)壁上。向刻蝕腔301 中加入包含氧原子的第一氣體，第一氣體可以包括氧氣02、臭氧03、 一氧化氮NO、 一氧化二氮N20等含有氧原子的氣體中的至少一種，第 一氣體進(jìn)氣時在刻蝕腔的中央氣孔和邊緣氣孔的流量分布比例小于1 。 而且第一氣體進(jìn)氣時在刻蝕腔的中央氣孔和邊緣氣孔流量分布比例越 小，第一刻蝕對硅片中央?yún)^(qū)域的刻蝕速率越小，對硅片邊緣區(qū)域的刻蝕 速率越大，因此越能較好的改善硅片邊緣區(qū)域的開口圖形CD小于中央 區(qū)域的開口圖形CD的問題。在本實(shí)施例中，第一氣體在刻蝕腔邊緣氣 孔的進(jìn)氣流量為氣體總量的100%,在刻蝕腔中央氣孔的進(jìn)氣量為氣體 總量的0 % 。也就是加入02時100 %的02從刻蝕腔的邊緣氣孔303進(jìn) 入，而中央氣孔302沒有02進(jìn)入，從而使02更多的分布在硅片200邊 緣區(qū)域，在本實(shí)施例中為珪片邊緣向中央的10mm士5mm范圍內(nèi)。在通 完第一氣體之后，向刻蝕腔中通入包括惰性氣體的第二氣體，第二氣體 包括氦氣He、氬氣Ar、氮?dú)釴2和氖氣Ne中的至少一種。第二氣體進(jìn) 氣時在刻蝕腔的中央?yún)^(qū)域和邊緣區(qū)域流量分布比例大于1，而且在1-9的范圍內(nèi)，因?yàn)榈诙怏w的作用是把第一氣體推向刻蝕腔的邊緣區(qū)域， 也就是使更大比例的第一氣體作用在硅片的邊緣區(qū)域，因此這一比值越 大，第二氣體把第一氣體推向刻蝕腔邊緣區(qū)域的效果越好。從而第一刻
蝕對硅片中央?yún)^(qū)域的刻蝕速率越小，對硅片邊緣區(qū)域的刻蝕速率越大， 因此越能較好的改善硅片邊緣區(qū)域的開口圖形CD小于硅片中央?yún)^(qū)域開 口圖形CD的問題。
在本實(shí)施例中，從刻蝕腔的中央氣孔302加入占第二氣體總量的90 % ±5%的Ar氣，從刻蝕腔的邊緣氣孔303加入占第二氣體總量的10 % ± 5 %的Ar氣。
在本實(shí)施例中，雖然02流100%的從邊緣的進(jìn)氣口 303進(jìn)氣，但是 由于02會在刻蝕腔內(nèi)擴(kuò)散，因此不能完全分布在刻蝕腔的邊緣區(qū)域。 這樣，后通入的Ar氣將02向刻蝕腔的邊緣區(qū)域推，使02充分作用在 硅片200邊緣區(qū)域。因?yàn)檠踉优c刻蝕阻擋層204的光刻膠可以發(fā)生反 應(yīng)，因此02可對刻蝕阻擋層204中開口圖形205的側(cè)壁刻蝕。在上述 方案中使刻蝕腔中02進(jìn)氣流量，中央?yún)^(qū)域小于邊緣區(qū)域，因此使邊緣 區(qū)域的刻蝕速率比中央?yún)^(qū)域快。第二氣體對刻蝕阻擋層204的刻蝕作用 很小，起的作用是利用刻蝕腔中央和邊緣的流量差，將02從刻蝕腔的 中央推向邊緣，因此增快了硅片200邊緣區(qū)域刻蝕速率，減小了硅片200 中央?yún)^(qū)域的刻蝕速率。所述第一刻蝕為沿平行硅片方向的刻蝕。因?yàn)榈?一刻蝕目的是使開口圖形CD增大。而不是增加開口圖形深度，因此第 一刻蝕是作用在開口圖形的側(cè)壁上。具體加偏壓使電場方向平行與珪片 方向，這樣第一刻蝕時，第一氣體和第二氣體的等離子體沿平行電場方 向轟擊開口圖形的側(cè)壁，對側(cè)壁刻蝕。
在刻蝕期間，刻蝕的方向性可以通過控制電源偏壓來實(shí)現(xiàn)。通過控 制電源功率可以控制刻蝕速率。在本實(shí)施例中，蝕腔內(nèi)壓力為300mT 土50mT，內(nèi)射頻電源輸出功率為200W±50W。
圖5為發(fā)明人根據(jù)研究得到的本實(shí)施例中，硅片上的點(diǎn)的第一刻蝕速率隨距離硅片中軸線的距離變化的曲線圖，如圖5所示，第一刻蝕速
率在硅片邊緣區(qū)域最大，在本實(shí)施例中為從硅片邊緣向中央的10mm± 5mm范圍內(nèi)，為2500A/min;從邊緣區(qū)域向中央?yún)^(qū)域遞減；中央?yún)^(qū)域， 在本實(shí)施例中為/人硅片中央向邊》彖的50mm ± 5mm范圍內(nèi)的刻蝕速率 最寸氐，為250A/min。
因此,相同時間內(nèi)位于硅片邊緣區(qū)域的開口圖形205的CD增加值， 遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于位于硅片中央?yún)^(qū)域的開口圖形205的CD增加值，因此硅片中 央?yún)^(qū)域的開口圖形205CD增加值可以忽略。
本實(shí)施例中，硅片邊緣區(qū)域的刻蝕速率為2400 A/min,也就是40
A/s。
預(yù)先在傳統(tǒng)方法刻蝕之后，測量在硅片邊緣區(qū)域的刻蝕圖形的CD 為3200A，中央?yún)^(qū)域的刻蝕圖形的CD為4000 A, 4000A_3200A = 800 A。因此可知由于光刻和刻蝕過程存在誤差，使得硅片邊緣區(qū)域得 刻蝕圖形的CD比中央?yún)^(qū)域的刻蝕圖形的CD小800 A;
根據(jù)第一刻蝕的刻蝕速率40A/s，計(jì)算在第一刻蝕中，硅片邊緣區(qū) 域的開口圖形每一側(cè)的側(cè)壁刻蝕掉400 A厚度所需的時間為10s;
第一刻蝕的刻蝕時間為10s±3s。在該刻蝕條件下刻蝕掉硅片邊緣 區(qū)域的開口圖形每一側(cè)的側(cè)壁的厚度為400 A，硅片邊緣區(qū)域的第一開 口圖形205CD增加了 800 A,使得硅片邊緣區(qū)域的刻蝕圖形CD增加 800A。而硅片中間區(qū)域的第一開口圖形205經(jīng)過10s的第一刻蝕，CD 增加了 80 A,因此相對于800 A可以忽略。
步驟A103:對硅片第二刻蝕，硅片中與刻蝕阻擋層的開口圖形區(qū) 域?qū)?yīng)的區(qū)域被刻蝕，形成刻蝕圖形。
在本實(shí)施例中具體為對具有刻蝕阻擋層204的硅片200的介質(zhì)層 202進(jìn)行刻蝕，在硅片中形成刻蝕圖形，也就是接觸孔。第二刻蝕是利 用傳統(tǒng)方法，因此在這不進(jìn)行詳細(xì)講解。因?yàn)樵诘谝豢涛g中硅片邊緣區(qū)域，也就是從硅片邊緣向中央的10mm ± 5mm范圍內(nèi)的開口圖形CD增 加值800 A遠(yuǎn)大于位于硅片中央的開口圖形CD增加值80 A,這樣對現(xiàn) 有技術(shù)中的硅片中央?yún)^(qū)域和硅片邊緣區(qū)域的刻蝕圖形的CD差值起到了 補(bǔ)償作用，使得硅片中刻蝕圖形CD的一致性提高。
在第二刻蝕中，例如，傳統(tǒng)方法中第二刻蝕之后AEI通常的硅片邊 緣區(qū)域刻蝕圖形的誤差為800 A ,也就是比硅片中央?yún)^(qū)域的刻蝕圖形 CD小800A ,然而硅片邊緣區(qū)域的開口圖形CD增加了 800A ，而硅 片中央?yún)^(qū)域的開口圖形CD的增加可忽略，因此在第二刻蝕之后，形成 的位于硅片邊緣區(qū)域的刻蝕圖形和位于硅片中央?yún)^(qū)域的刻蝕圖形的CD 相同，這里所述的相同允許包括在合格范圍內(nèi)的誤差。因?yàn)楣杵吘墔^(qū) 域到中央?yún)^(qū)域的過渡區(qū)域的刻蝕圖形，光刻和刻蝕造成的CD誤差介于 硅片邊緣區(qū)域和中央?yún)^(qū)域之間，而第一刻蝕的速率也介于硅片邊緣區(qū)域 和中央?yún)^(qū)域之間，因此第二刻蝕之后的CD和硅片邊緣區(qū)域和中央?yún)^(qū)域 的刻蝕圖形的CD相同，這里所述的相同允許包括在合格范圍內(nèi)的誤差。
本發(fā)明的技術(shù)方案也可以用在除300mm之外的其它尺寸的硅片的 刻蝕中，用來提高了硅片邊緣區(qū)域和硅片中央?yún)^(qū)域的刻蝕圖形CD的一 致性，所述的邊緣區(qū)域包括距離硅片邊緣距離小于1/4直徑長度的區(qū)域， 硅片中央?yún)^(qū)域包括距離硅片中心距離小于1/4直徑長度的區(qū)域。
圖4中的虛線為刻蝕之后的刻蝕圖形，因此從圖4可以看出，采用 本發(fā)明的技術(shù)方案，提高了刻蝕圖形CD的一致性。除上述實(shí)施例之外， 本發(fā)明的半導(dǎo)體制造方法也可以用在其它刻蝕圖形的刻蝕中，用來提高 硅片邊緣區(qū)域和硅片中央?yún)^(qū)域的刻蝕圖形CD的一致性，例如可以用在 溝槽、淺溝槽隔離區(qū)(STI)、 4冊極、金屬連線等結(jié)構(gòu)的形成過程中。
圖6為采用本發(fā)明一實(shí)施例的制造方法制造的器件進(jìn)行AEI的數(shù)據(jù) 圖。圖6中的數(shù)據(jù)為是相鄰刻蝕圖形之間的間隔厚度，圖6中數(shù)據(jù)的單 位是jum。從圖6可以看出采用本方法之后，硅片中央?yún)^(qū)域的相鄰刻蝕 圖形之間的介質(zhì)的厚度和硅片邊緣區(qū)域的相鄰刻蝕圖形之間的介質(zhì)的厚度基本相同，例如圖6中圏出來的位置。在本實(shí)施例中刻蝕圖形在硅 片上均勻分布，并且所述刻蝕圖形的中心距離都相同，因此從相鄰刻燭 圖形之間的介質(zhì)的厚度基本相同可以得出硅片邊緣區(qū)域和中央?yún)^(qū)域的
刻蝕圖形的CD基本相同。因此充分說明了，上述技術(shù)方案的方法，使 刻蝕之后的硅片中央?yún)^(qū)域和硅片邊緣區(qū)域的刻蝕圖形的CD—致性得到 有效的改善。
在以上的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但 是以上描述僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，本發(fā)明能夠以很多不同于 在此描述的其它方式來實(shí)施，因此本發(fā)明不受上面公開的具體實(shí)施的 限制。同時任何熟悉本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情
多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。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(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所做的 任何筒單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范 圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種半導(dǎo)體器件的制造方法，提供一硅片，在所述硅片上形成刻蝕阻擋層，所述刻蝕阻擋層內(nèi)具有開口圖形，其特征在于，還包括對所述刻蝕阻擋層內(nèi)的開口圖形的側(cè)壁進(jìn)行第一刻蝕，包括向刻蝕腔中通入包含氧原子的第一氣體，第一氣體進(jìn)氣時在刻蝕腔的中央?yún)^(qū)域和邊緣區(qū)域流量分布比例小于1；之后向刻蝕腔中通入包括惰性氣體的第二氣體，第二氣體進(jìn)氣時在刻蝕腔的中央?yún)^(qū)域和邊緣區(qū)域流量分布比例大于1，使硅片邊緣區(qū)域刻蝕速率大于硅片中央?yún)^(qū)域的刻蝕速率；對具有上述刻蝕阻擋層的硅片進(jìn)行第二刻蝕。
2、 如權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述第一氣體包 括氧氣02、臭氧03—氧化氮NO、 一氧化二氮N20中至少其中之一。
3、 如權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述第二氣體包 括氬氣Ar、氦氣He、氮?dú)釴"和氖氣Ne中至少其中之一。
4、 如權(quán)利要求2、 3任一項(xiàng)所述的制造方法，其特征在于，所述的 刻蝕阻擋層為以ArF為曝光光源的光刻膠。
5、 如權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述刻蝕腔包括 中央氣孔，所述第一刻蝕中，占第一氣體總量100%的第一氣體從所述 邊緣氣孔進(jìn)入。
6、 如權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述刻蝕腔包括 中央氣孔和邊緣氣孔，所述第一刻蝕中，占第二氣體總量90% ±5%的 第二氣體從所述中央氣孔進(jìn)入，占第二氣體總量10% ±5%的第二氣體 從所述邊緣氣孔進(jìn)入。
7、 如權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述第一刻蝕為 沿平行石圭片方向的刻蝕。
8、 如權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述第一刻蝕過 程中刻蝕腔內(nèi)壓力為300mT ± 50mT。
9、 如權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述第一刻蝕腔 內(nèi)射頻電源輸出功率為200W土50W。
10、 如權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述第一刻蝕時 間為10s士3s。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種半導(dǎo)體器件的制造方法，提供一硅片，在所述硅片上形成刻蝕阻擋層，所述刻蝕阻擋層內(nèi)具有開口圖形；對所述刻蝕阻擋層內(nèi)的開口圖形的側(cè)壁進(jìn)行第一刻蝕，包括向刻蝕腔中通入包含氧原子的第一氣體，第一氣體進(jìn)氣時在刻蝕腔的中央?yún)^(qū)域和邊緣區(qū)域流量分布比例小于1；之后向刻蝕腔中通入包括惰性氣體的第二氣體，第二氣體進(jìn)氣時在刻蝕腔的中央?yún)^(qū)域和邊緣區(qū)域流量分布比例大于1，使硅片邊緣區(qū)域刻蝕速率大于硅片中央?yún)^(qū)域的刻蝕速率；對具有上述刻蝕阻擋層的硅片進(jìn)行第二刻蝕。本發(fā)明提高了硅片邊緣區(qū)域和硅片中央?yún)^(qū)域的刻蝕圖形特征尺寸的一致性，并且操作簡便，容易控制。
文檔編號H01L21/308GK101599434SQ200810114299
公開日2009年12月9日 申請日期2008年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月3日
發(fā)明者沈滿華, 趙林林, 馬擎天 申請人:中芯國際集成電路制造(北京)有限公司