專利名稱：半導體器件層上的氧化層刻蝕后殘留物的去除方法
技術領域：
本發明涉及半導體器件的制造技術，特別涉及一種半導體器件層上的氧化層刻蝕后殘留物的去除方法。
背景技術：
隨著半導體器件制造技術的發展，半導體器件的特征尺寸也越來越小，在制造半導體器件的過程中，工藝要求也越來越高。在半導體器件的制作過程中，常常需要對半導體器件的硅襯底進行氧化，也就是在半導體器件的硅襯底表面或金屬層生長一層氧化層后， 采用光刻工藝和刻蝕工藝圖案化該氧化層，用于對半導體器件進行保護和隔離、對半導體器件的硅襯底表面進行表面鈍化和摻雜阻擋、作為柵氧電介質或者作為上層的金屬層間的介質層等。以下采用在半導體器件的硅襯底上制作圖案化的氧化層為例進行說明，如何制作圖案化的氧化層。圖1為現有技術在半導體器件的襯底上制作氧化層的方法流程圖，結合圖加 圖 2c所示的在半導體器件的襯底上制作氧化層的剖面結構圖進行詳細說明，圖1所述的過程具體步驟為步驟101、在半導體器件的硅襯底上熱生長一層氧化層，如圖加所示，包括半導體器件的硅襯底20和氧化層30 ；在本步驟中，熱生長一層氧化層都是在高溫氧化設備中進行的，氧化層的厚度根據不同的作用設定；步驟102、在氧化層30上旋涂光阻膠層后，按照設定的光刻圖形對光阻膠層進行曝光和顯影，得到圖案化的光阻膠層40，如圖2b所示；在本步驟中，由于所制作半導體器件的特征尺寸越來越小，使得在晶圓上制作的半導體器件越來越多，從而導致半導體器件也越來越密集，所以在對光阻膠層曝光和顯影后，有時得到圖案化的光阻膠層40并不是預計的圖案化光阻膠層，圖案化的光阻膠層40中會存在一些光阻膠殘留；步驟103、以圖案化的光阻膠層40為掩膜，對氧化層30進行刻蝕，得到圖案化的氧化層30，如圖2c所示；在本步驟中，由于圖案化的光阻膠層40中存在的光阻膠殘留，在對氧化層刻蝕時，殘留物會阻擋刻蝕速率，導致有殘留物的位置處比沒有殘留物的位置處刻蝕速度慢，當沒有殘留物的氧化層被刻蝕完全后，有殘留物的位置處還沒有被刻蝕完，造成了氧化層30 的殘留，使得圖案化的氧化層30并不是預設的圖案化氧化層30。圖3為現有技術采用掃描電子顯微鏡(SEM)檢測圖案化的氧化層30的示意圖，可以看出，得到的圖案化氧化層30上具有殘留物，使得得到的半導體器件的良品率低
發明內容
有鑒于此，本發明提供一種半導體器件層上的氧化層刻蝕后殘留物的去除方法， 該方法能夠去除半導體器件層上的氧化層刻蝕后殘留物。為達到上述目的，本發明實施的技術方案具體是這樣實現的一種半導體器件層上的氧化層刻蝕后殘留物的去除方法，對在半導體器件層上熱生長的氧化層進行圖案化后，在半導體器件層上出現殘留物，該方法還包括在半導體器件層以及氧化層上熱生長第二氧化層后拋光至該圖案化的氧化層的上表面；在第二氧化層和該圖案化的氧化層上旋涂光阻膠層，采用光刻工藝得到圖案化的光阻膠層，該圖案化的光阻膠層的圖案與該氧化層的圖案相同；以圖案化的光阻膠層為掩膜，對第二氧化層和該圖案化的氧化層刻蝕，得到二次圖案化的氧化層，去除半導體器件層上的氧化層。所述熱生長的第二氧化層厚度為該圖案化的氧化層厚度的105% 110%。所述熱生長第二氧化層后拋光至該圖案化的氧化層上表面之前，還包括檢測該圖案化的氧化層是否具有殘留物。所述檢測該圖案化的氧化層采用掃描電子顯微鏡SEM或光學顯微鏡OM進行，確定是否具有殘留物。所述采用光刻工藝得到圖案化的光阻膠層為按照設定的光刻圖形對光阻膠層進行曝光和顯影，得到圖案化的光阻膠層。所述半導體器件層為硅襯底或金屬層。由上述技術方案可見，本發明提供的方法在對氧化層圖案化后，再次重復的對該圖案化的氧化層進行相同圖案的圖案化，也就是在圖案化的氧化層上，沉積第二氧化層，對該第二氧化層化學機械平坦化(CMP)到該圖案化的氧化層上表面時，再次采用光刻工藝和刻蝕工藝對該圖案化的氧化層進行相同圖案的圖案化，得到最終的圖案化氧化層。由于在同一位置處在光刻工藝過程中出現光刻膠殘留物而導致再次得到的圖案化氧化層具有殘留物的概率極低甚至沒有，這樣，就可以去除了半導體器件層上的氧化層刻蝕后殘留物，使得最終得到的圖案化的氧化層和預設的圖案化氧化層相同。
圖1為現有技術在半導體器件的襯底上制作氧化層的方法流程圖；圖加 圖2c為現有技術在半導體器件的襯底上制作氧化層的剖面結構圖；圖3為現有技術采用SEM檢測圖案化的氧化層的示意圖；圖4為本發明提供的在半導體器件的襯底上制作氧化層的方法流程圖；圖fe 圖5d為本發明在半導體器件的襯底上制作氧化層的剖面結構圖；圖6為采用SEM檢測本發明得到的圖案化的氧化層的示意圖。
具體實施例方式為使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下參照附圖并舉實施例，對本發明作進一步詳細說明。從背景技術可以看出，造成半導體器件層上的氧化層刻蝕后具有殘留物的原因就是在圖案化半導體器件層上的氧化層過程中，由于對光刻膠層的光刻后會殘留光刻膠，使得后續在采用刻蝕工藝刻蝕半導體的氧化層過程中，造成了半導體器件層上的氧化層具有殘留物。本發明為了去除半導體器件層上的氧化層刻蝕后的殘留物，采用在對氧化層圖案化后，再次重復的對該圖案化的氧化層進行相同圖案的圖案化，也就是在圖案化的氧化層上，沉積第二氧化層，對該第二氧化層CMP到該圖案化的氧化層上表面時，再次采用光刻工藝和刻蝕工藝對該圖案化的氧化層進行相同圖案的圖案化，得到最終的圖案化氧化層。由于在同一位置處在光刻工藝過程中出現光刻膠殘留物而導致再次得到的圖案化氧化層具有殘留物的概率極低甚至沒有，這樣，就可以去除了半導體器件層上的氧化層刻蝕后殘留物，使得最終得到的圖案化的氧化層和預設的圖案化氧化層相同。采用本發明提供的方法二次圖案化氧化層，不僅適用于在半導體器件的硅襯底上制作圖案化的氧化層，還可以在半導體器件的金屬層上制作氧化層，這里不作限制，以下以在半導體器件的硅襯底上制作圖案化的氧化層過程舉例說明。圖4為本發明提供的在半導體器件的襯底上制作氧化層的方法流程圖，結合圖 fe 圖5d為本發明在半導體器件的襯底上制作氧化層的剖面結構圖進行詳細說明，圖3所述的過程具體步驟為步驟401、在半導體器件的硅襯底上熱生長一層氧化層，如圖加所示，包括半導體器件的硅襯底20和氧化層30 ；在本步驟中，熱生長一層氧化層都是在高溫氧化設備中進行的，氧化層的厚度根據不同的作用設定；步驟402、在氧化層上旋涂光阻膠層后，按照設定的光刻圖形對光阻膠層進行曝光和顯影，得到圖案化的光阻膠層40，如圖2b所示；在本步驟中，由于所制作半導體器件的特征尺寸越來越小，使得在晶圓上制作的半導體器件越來越多，從而導致半導體器件也越來越密集，所以在對光阻膠層曝光和顯影后，有時得到圖案化的光阻膠層40并不是預計的圖案化光阻膠層，圖案化的光阻膠層40中會存在一些光阻膠殘留；步驟403、以圖案化的光阻膠層40為掩膜，對氧化層30進行刻蝕，得到圖案化的氧化層30，如圖2c所示；在本步驟中，由于圖案化的光阻膠層40中存在的光阻膠殘留，在對氧化層刻蝕時，殘留物會阻擋刻蝕速率，導致有殘留物的位置處比沒有殘留物的位置處刻蝕速度慢，當沒有殘留物的氧化層被刻蝕完全后，有殘留物的位置處還沒有被刻蝕完，造成了氧化層30 的殘留，使得圖案化的氧化層30并不是預設的圖案化氧化層30 ；步驟401 步驟403的過程與現有技術中的步驟101 步驟103的過程相同，這里不再累述；步驟404、沉積第二氧化層50，如圖5a所示；在本步驟中，為了可以完全去除圖案化的氧化層30上的殘留物，第二氧化層50的沉積厚度為氧化層30的105% 110% ；在本步驟中，也可以使得沉積的第二氧化層50厚度和氧化層30的厚度相同，但是效果不是很好；步驟405、對第二氧化層50進行CMP，直到圖案化的氧化層30的上表面齊平，如圖5b所示；在本步驟中，可以采用現有的氧化硅拋光技術對第二氧化層50進行拋光，根據第二氧化層50的厚度不同，采用的速率、壓力或時間也有所不同，這里不再累述，只要保證在 CMP后，留下的第二氧化層50和圖案化的氧化層30的上表面齊平即可；步驟406、在第二氧化層50和圖案化的氧化層30的上表面旋涂光阻膠層后，按照設定的光刻圖形對光阻膠層進行曝光和顯影，得到圖案化的光阻膠層60，如圖5c所示；在本步驟中，圖案化的光阻膠層60的圖案與圖案化的氧化層30的圖案相同；步驟407、以圖案化的光阻膠層60為掩膜，對第二氧化層40和圖案化的氧化層30 進行刻蝕，得到最終的圖案化的氧化層30，如圖5d所示，最終得到的圖案化的氧化層30和預設的圖案化氧化層相同，去除了半導體器件的硅襯底上的殘留物。從上述方案可以看出，從步驟404 步驟407，通過簡單的4個步驟二次對圖案化的氧化層40進行圖案化，由于在同一位置處在光刻工藝過程中出現光刻膠殘留物而導致再次得到的圖案化氧化層具有殘留物的概率極低甚至沒有，就可以去除圖案化的氧化層30 上的殘留物，得到沒有殘留物的圖案化的氧化層30。另外，在執行步驟404 步驟407之前，還可以采用檢測方式，比如采用SEM或光學顯微鏡(OM)對步驟403得到的圖案化的氧化層30進行檢測，判斷其是否具有殘留物，如果是，則執行步驟404 步驟407的過程，如果否，則直接得到圖案化的氧化層30。圖6為采用SEM檢測本發明得到的圖案化的氧化層的示意圖，從圖中可以看出，氧化層在經過了二次圖案化后，沒有出現殘留物。本發明提供的方案可以有效地去除圖案化的氧化層30表面的殘留物，且不會影響氧化層30的圖案化，使得最終得到的圖案化的氧化層30和預設的圖案化氧化層相同；本發明提供的方案適用面廣，可以用于處理所有在圖案化后的氧化層30具有殘留物的晶圓。以上舉較佳實施例，對本發明的目的、技術方案和優點進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1. 一種半導體器件層上的氧化層刻蝕后殘留物的去除方法，對在半導體器件層上熱生長的氧化層進行圖案化后，在半導體器件層上出現殘留物，該方法還包括在半導體器件層以及氧化層上熱生長第二氧化層后拋光至該圖案化的氧化層的上表在第二氧化層和該圖案化的氧化層上旋涂光阻膠層，采用光刻工藝得到圖案化的光阻膠層，該圖案化的光阻膠層的圖案與該氧化層的圖案相同；以圖案化的光阻膠層為掩膜，對第二氧化層和該圖案化的氧化層刻蝕，得到二次圖案化的氧化層，去除半導體器件層上的氧化層。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述熱生長的第二氧化層厚度為該圖案化的氧化層厚度的105% 110%。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述熱生長第二氧化層后拋光至該圖案化的氧化層上表面之前，還包括檢測該圖案化的氧化層是否具有殘留物。
4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述檢測該圖案化的氧化層采用掃描電子顯微鏡SEM或光學顯微鏡OM進行，確定是否具有殘留物。
5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用光刻工藝得到圖案化的光阻膠層為按照設定的光刻圖形對光阻膠層進行曝光和顯影，得到圖案化的光阻膠層。
6.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述半導體器件層為硅襯底或金屬層。
全文摘要
本發明公開了一種半導體器件層上的氧化層刻蝕后殘留物的去除方法，對在半導體器件層上熱生長的氧化層進行圖案化后，在半導體器件層上出現殘留物，該方法還包括在半導體器件層以及氧化層上熱生長第二氧化層后拋光至該圖案化的氧化層的上表面；在第二氧化層和該圖案化的氧化層上旋涂光阻膠層，采用光刻工藝得到圖案化的光阻膠層，該圖案化的光阻膠層的圖案與該氧化層的圖案相同；以圖案化的光阻膠層為掩膜，對第二氧化層和該圖案化的氧化層刻蝕，得到二次圖案化的氧化層，去除半導體器件層上的氧化層。該方法能夠去除半導體器件的氧化層刻蝕后殘留物。
文檔編號H01L21/3105GK102201336SQ20101013670
公開日2011年9月28日 申請日期2010年3月26日 優先權日2010年3月26日
發明者葉逸舟, 朱曉靜, 楊曉松, 郁志芳 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司