絕緣層形成方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種絕緣層形成方法，所述絕緣層形成方法包括：提供半導(dǎo)體襯底；在所述半導(dǎo)體襯底上形成PETEOS層，并對(duì)所述PETEOS層執(zhí)行CMP工藝；對(duì)經(jīng)過CMP工藝的PETEOS層執(zhí)行等離子體處理，所述等離子體處理所使用的離子為氧離子；在經(jīng)過等離子體處理的PETEOS層上形成無定形碳層。通過對(duì)經(jīng)過CMP工藝的PETEOS層執(zhí)行等離子體處理，去除了PETEOS層表面的碳?xì)埩?，從而避免了無定形碳層上形成凸起，提高了無定形碳層的質(zhì)量。
【專利說明】絕緣層形成方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及集成電路【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種絕緣層形成方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 在集成電路的制造過程中，主要包括：半導(dǎo)體器件的形成，這些半導(dǎo)體器件主要為 CMOS器件；在形成了半導(dǎo)體器件之后，需要將這些半導(dǎo)體器件與金屬層連接，主要與第一 金屬層連接，從而形成各種不同功能/功用的集成電路，此外，所述第一金屬層還可能與后 續(xù)第二、第三等金屬層連接。
[0003] 半導(dǎo)體器件與第一金屬層的連接通過接觸孔（contact hole)的形式實(shí)現(xiàn)。具體 包括：在半導(dǎo)體器件上形成絕緣層，在所述絕緣層中形成一開口，在開口內(nèi)填入導(dǎo)電材料， 形成接觸孔。隨著半導(dǎo)體器件越來越小，接觸孔也變得越來越小，由此需要引入無定形碳 (a-C)層，來幫助接觸孔的形成。同時(shí)，如果無定形碳層表面不平整，會(huì)影響后續(xù)的光刻工 藝，從而影響形成的接觸孔的質(zhì)量。
[0004] 請(qǐng)參考圖la?lc，其為現(xiàn)有的絕緣層形成方法所形成的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的示意圖?，F(xiàn) 有的絕緣層形成方法包括：
[0005] 如圖la所示，提供半導(dǎo)體襯底10 ;
[0006] 如圖lb所示，在所述半導(dǎo)體襯底10上形成PETE0S (等離子體增強(qiáng)正硅酸乙酯)層 11，并對(duì)所述PETE0S層11執(zhí)行CMP (化學(xué)機(jī)械研磨）工藝；
[0007] 如圖lc所示，在經(jīng)過CMP工藝的PETE0S層11上形成無定形碳（a-C)層12。
[0008] 通過上述工藝形成的絕緣層，包括PETE0S層11及無定形碳層12。然而，在實(shí)際生 產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，在無定形碳層12表面具有凸起100,這些凸起100降低了所形成的無定形碳層 12的質(zhì)量，進(jìn)而影響后續(xù)接觸孔的形成。
[0009] 因此，如何避免無定形碳層上產(chǎn)生凸起，成了本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明的目的在于提供一種絕緣層形成方法，以解決現(xiàn)有的絕緣層形成方法所形 成的無定形碳層上具有凸起，從而降低了所形成的無定形碳層的質(zhì)量，進(jìn)而影響后續(xù)所形 成的接觸孔的質(zhì)量的問題。
[0011] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種絕緣層形成方法，所述絕緣層形成方法包 括：
[0012] 提供半導(dǎo)體襯底；
[0013] 在所述半導(dǎo)體襯底上形成PETE0S層，并對(duì)所述PETE0S層執(zhí)行CMP工藝；
[0014] 對(duì)經(jīng)過CMP工藝的PETE0S層執(zhí)行等離子體處理，所述等離子體處理所使用的離子 包括氧離子；
[0015] 在經(jīng)過等離子體處理的PETE0S層上形成無定形碳層。
[0016] 可選的，在所述的絕緣層形成方法中，在所述等離子體處理的過程中，通過氧氣或 者臭氧獲取氧離子。
[0017] 可選的，在所述的絕緣層形成方法中，所述氧氣或者臭氧的流量為lOOsccm? 50000sccm〇
[0018] 可選的，在所述的絕緣層形成方法中，在所述等離子體處理的過程中，通過一氧化 二氮獲取氧離子。
[0019] 可選的，在所述的絕緣層形成方法中，進(jìn)行所述等離子體處理的反應(yīng)腔室的壓力 為 2Torr ?lOTorr。
[0020] 可選的，在所述的絕緣層形成方法中，進(jìn)行所述等離子體處理的反應(yīng)腔室的壓力 為 3Torr ?7Torr〇
[0021] 可選的，在所述的絕緣層形成方法中，執(zhí)行所述等離子體處理的射頻功率為 50W ?1000W。
[0022] 可選的，在所述的絕緣層形成方法中，執(zhí)行所述等離子體處理的射頻功率為 200W ?700W。
[0023] 可選的，在所述的絕緣層形成方法中，執(zhí)行所述等離子體處理的工藝時(shí)間為 20s ?120s。
[0024] 可選的，在所述的絕緣層形成方法中，執(zhí)行所述等離子體處理的工藝時(shí)間為 40s ?90s。
[0025] 發(fā)明人經(jīng)過仔細(xì)研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)于現(xiàn)有的絕緣層形成方法所形成的無定形碳層上具 有凸起的問題，其根源在于對(duì)PETE0S層執(zhí)行CMP工藝的過程中，導(dǎo)致了 PETE0S層表面具有 碳?xì)埩?，從而?dǎo)致無定形碳層異常成核，最終使得無定形碳層上具有凸起。為此，本發(fā)明通 過對(duì)經(jīng)過CMP工藝的PETE0S層執(zhí)行等離子體處理，去除了 PETE0S層表面的碳?xì)埩?，從而?免了無定形碳層上形成凸起，提高了無定形碳層的質(zhì)量，以及后續(xù)接觸孔的質(zhì)量。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026] 圖la?lc是現(xiàn)有的絕緣層形成方法所形成的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0027] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例的絕緣層形成方法的流程示意圖；
[0028] 圖3a?3d是本發(fā)明實(shí)施例的絕緣層形成方法所形成的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0029] 以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提出的絕緣層形成方法作進(jìn)一步詳細(xì)說明。 根據(jù)下面說明和權(quán)利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常 簡(jiǎn)化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實(shí)施例的目的。
[0030] 發(fā)明人經(jīng)過仔細(xì)研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)于現(xiàn)有的絕緣層形成方法所形成的無定形碳層上具 有凸起的問題，其根源在于對(duì)PETE0S層執(zhí)行CMP工藝的過程中，導(dǎo)致了 PETE0S層表面具有 碳?xì)埩?，從而?dǎo)致無定形碳層異常成核，最終使得無定形碳層上具有凸起。為此，本發(fā)明通 過對(duì)經(jīng)過CMP工藝的PETE0S層執(zhí)行等離子體處理，去除了 PETE0S層表面的碳?xì)埩?，從而?免了無定形碳層上形成凸起，提高了無定形碳層的質(zhì)量，以及后續(xù)接觸孔的質(zhì)量。
[0031] 具體的，請(qǐng)參考圖2,其為本發(fā)明實(shí)施例的絕緣層形成方法的流程示意圖。如圖2 所示，所述絕緣層形成方法包括：
[0032] S20 :提供半導(dǎo)體襯底；
[0033] S21 :在所述半導(dǎo)體襯底上形成PETE0S層，并對(duì)所述PETE0S層執(zhí)行CMP工藝；
[0034] S22 :對(duì)經(jīng)過CMP工藝的PETE0S層執(zhí)行等離子體處理，所述等離子體處理所使用的 離子包括氧離子；
[0035] S23 :在經(jīng)過等離子體處理的PETE0S層上形成無定形碳層。
[0036] 進(jìn)一步的，請(qǐng)參考圖3a?3d，其為本發(fā)明實(shí)施例的絕緣層形成方法所形成的半導(dǎo) 體結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0037] 如圖3a所示，提供半導(dǎo)體襯底30,其中所述半導(dǎo)體襯底30包括硅晶圓及在所述硅 晶圓上形成的半導(dǎo)體器件。
[0038] 接著，如圖3b所示，在所述半導(dǎo)體襯底30上形成PETE0S層31，并對(duì)所述PETE0S 層31執(zhí)行CMP工藝。其中，所述CMP工藝所使用的研磨液為現(xiàn)有技術(shù)通用的研磨液（即使 用的溶劑為有機(jī)溶劑)，對(duì)此本申請(qǐng)不做限定。請(qǐng)繼續(xù)參考圖3b，在經(jīng)過CMP工藝之后，所述 PETE0S層31將形成碳?xì)埩?00。若不去除所述碳?xì)埩?00,在形成無定形碳層的過程中，往 往會(huì)發(fā)生無定形碳層的異常成核，使得無定形碳表面形成凸起。
[0039] 為此，本實(shí)施例中，將通過接下去的一個(gè)工藝步驟，去除所述碳?xì)埩?00。
[0040] 請(qǐng)參考圖3c，對(duì)經(jīng)過CMP工藝的PETE0S層31執(zhí)行等離子體處理，所述等離子體 處理所使用的離子包括氧離子。優(yōu)選的，在所述等離子體處理的過程中，通過氧氣或者臭 氧獲取氧離子，其中，利用氧氣或者臭氧獲取氧離子能夠避免雜質(zhì)離子的引入，從而提高工 藝的可靠性。此外，考慮到半導(dǎo)體工藝中很多膜層都含有N元素，因此，也可以通過選用含 N及0的氣體獲取氧離子，例如一氧化二氮等。進(jìn)一步的，所述所述氧氣或者臭氧的流量 為lOOsccm?50000sccm，例如，所述氧氣或者臭氧的流量為200sccm、500sccm、1000sccm、 5000sccm、10000sccm、20000sccm、35000sccm 或者 45000sccm 等。
[0041] 進(jìn)一步的，所述等離子體處理的工藝條件包括：反應(yīng)腔室的壓力為2T〇rr? lOTorr，例如，反應(yīng)腔室的壓力為3Torr、5Torr或7Torr等；射頻功率為50W?1000W，例如， 射頻功率為l〇〇W、200W、350W、500W、700W或者850W等；工藝時(shí)間為20s?120s，例如工藝 時(shí)間為30s、40s、55s、75s、90s或者110s等。通過上述工藝條件的設(shè)定，能夠進(jìn)一步控制對(duì) 于所述碳?xì)埩?00的去除效果。
[0042] 接著，如圖3d所示，在經(jīng)過等離子體處理的PETE0S層31上形成無定形碳層32。 由此所形成的無定形碳層32避免了凸起的產(chǎn)生，提高了無定形碳層32的質(zhì)量，進(jìn)而提高了 后續(xù)所形成的接觸孔的質(zhì)量。
[0043] 綜上，本發(fā)明實(shí)施例通過對(duì)經(jīng)過CMP工藝的PETE0S層執(zhí)行等離子體處理，去除了 PETE0S層表面的碳?xì)埩簦瑥亩苊饬藷o定形碳層上形成凸起，提高了無定形碳層的質(zhì)量，進(jìn) 而提高了后續(xù)所形成的接觸孔的質(zhì)量。
[0044] 上述描述僅是對(duì)本發(fā)明較佳實(shí)施例的描述，并非對(duì)本發(fā)明范圍的任何限定，本發(fā) 明領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)上述揭示內(nèi)容做的任何變更、修飾，均屬于權(quán)利要求書的保護(hù) 范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種絕緣層形成方法，其特征在于，包括： 提供半導(dǎo)體襯底； 在所述半導(dǎo)體襯底上形成PETEOS層，并對(duì)所述PETEOS層執(zhí)行CMP工藝； 對(duì)經(jīng)過CMP工藝的PETEOS層執(zhí)行等離子體處理，所述等離子體處理所使用的離子包括 氧離子； 在經(jīng)過等離子體處理的PETEOS層上形成無定形碳層。
2. 如權(quán)利要求1所述的絕緣層形成方法，其特征在于，在所述等離子體處理的過程中， 通過氧氣或者臭氧獲取氧離子。
3. 如權(quán)利要求2所述的絕緣層形成方法，其特征在于，所述氧氣或者臭氧的流量為 lOOsccm ?50000sccm。
4. 如權(quán)利要求1所述的絕緣層形成方法，其特征在于，在所述等離子體處理的過程中， 通過一氧化二氮獲取氧離子。
5. 如權(quán)利要求1至4中的任一項(xiàng)所述的絕緣層形成方法，其特征在于，進(jìn)行所述等離子 體處理的反應(yīng)腔室的壓力為2Torr?lOTorr。
6. 如權(quán)利要求5所述的絕緣層形成方法，其特征在于，進(jìn)行所述等離子體處理的反應(yīng) 腔室的壓力為3Torr?7Torr。
7. 如權(quán)利要求1至4中的任一項(xiàng)所述的絕緣層形成方法，其特征在于，執(zhí)行所述等離子 體處理的射頻功率為50W?1000W。
8. 如權(quán)利要求7所述的絕緣層形成方法，其特征在于，執(zhí)行所述等離子體處理的射頻 功率為200W?700W。
9. 如權(quán)利要求1至4中的任一項(xiàng)所述的絕緣層形成方法，其特征在于，執(zhí)行所述等離子 體處理的工藝時(shí)間為20s?120s。
10. 如權(quán)利要求9所述的絕緣層形成方法，其特征在于，執(zhí)行所述等離子體處理的工藝 時(shí)間為40s?90s。
【文檔編號(hào)】H01L21/3105GK104103512SQ201310129648
【公開日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2013年4月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月15日
【發(fā)明者】鄧浩, 嚴(yán)琰 申請(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司