一种多晶硅刻蚀方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106298494A(43)申请公布日2017.01.04(21)申请号201510354799.9(22)申请日2015.06.24(71)申请人中芯国际集成电路制造（上海）有限公司地址201203上海市浦东新区张江路18号(72)发明人赵连国彭坤呼翔王海莲陈文甫罗登贵王峰朱建校徐培明(74)专利代理机构上海光华专利事务所31219代理人余明伟(51)Int.Cl.H01L21/306(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图4页(54)发明名称一种多晶硅刻蚀方法(57)摘要本发明提供一种多晶硅刻蚀方法，包括以下步骤：S1：在多晶硅层表面形成SiN层，并刻蚀所述SiN层使其图形化，得到SiN硬掩膜层；S2：在所述SiN硬掩膜层周围未被刻蚀彻底的SiN残留颗粒与所述多晶硅层之间形成氧化层；S3：采用湿法腐蚀去除所述氧化层，使所述SiN残留颗粒因悬空而脱离所述多晶硅层；S4：以所述SiN硬掩膜层作为掩模对所述多晶硅层进行刻蚀。本发明避免了因氮化硅残留颗粒的遮挡阻碍后续多晶硅刻蚀，极大地降低了多晶硅残留缺陷的产生。本发明的多晶硅刻蚀方法无需增加光刻次数，对后续工艺几乎没有影响，并且成功避免了使用传统DARC作为硬掩膜的不足，也成功减少了SiN作为硬掩膜带来的多晶硅残留缺陷，可以有效提高产品良率。CN106298494ACN106298494A权利要求书1/1页1.一种多晶硅刻蚀方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：在多晶硅层表面形成SiN层，并刻蚀所述SiN层使其图形化，得到SiN硬掩膜层；S2：在所述SiN硬掩膜层周围未被刻蚀彻底的SiN残留颗粒与所述多晶硅层之间形成氧化层；S3：采用湿法腐蚀去除所述氧化层，使所述SiN残留颗粒因悬空而脱离所述多晶硅层；S4：以所述SiN硬掩膜层作为掩模对所述多晶硅层进行刻蚀。2.根据权利要求1所述的多晶硅刻蚀方法，其特征在于：于所述步骤S1中，首先在所述SiN层表面形成图形化光阻层，并以所述图形化光阻层作为掩膜对所述SiN层进行刻蚀，得到所述SiN硬掩膜层。3.根据权利要求1所述的多晶硅刻蚀方法，其特征在于：于所述步骤S1中，采用干法刻蚀将所述SiN层图形化。4.根据权利要求1所述的多晶硅刻蚀方法，其特征在于：于所述步骤S1中，刻蚀所述SiN层时，对所述多晶硅层进行预设厚度的过刻蚀；所述预设厚度为100～500埃。5.根据权利要求1所述的多晶硅刻蚀方法，其特征在于：于所述步骤S2中，采用快速热氧化法将所述SiN残留颗粒以下的多晶硅凸起氧化，形成所述氧化层。6.根据权利要求5所述的多晶硅刻蚀方法，其特征在于：所述快速热氧化法的温度范围是800～1000℃，升温速率为10～200℃/秒，保温时间为1～30秒。7.根据权利要求1所述的多晶硅刻蚀方法，其特征在于：于所述步骤S3中，所述湿法腐蚀采用氢氟酸溶液。8.根据权利要求7所述的多晶硅刻蚀方法，其特征在于：所述氢氟酸溶液采用质量分数为49％的氢氟酸与水配置而成，其中，氢氟酸与水的体积比为10:1～100:1；湿法腐蚀的处理时间为1～10min。9.根据权利要求1所述的多晶硅刻蚀方法，其特征在于：于所述步骤S4中，采用干法刻蚀对所述多晶硅层进行刻蚀。10.根据权利要求1所述的多晶硅刻蚀方法，其特征在于：所述多晶硅层底部形成有一栅氧化层。2CN106298494A说明书1/5页一种多晶硅刻蚀方法技术领域[0001]本发明属于半导体制造领域，涉及一种多晶硅刻蚀方法。背景技术[0002]在传统半导体制造工艺中，多晶硅(polysilicon)常用作MOS器件的栅极。栅极的形成往往需要用到氮化硅(SiN)作为硬掩膜(Hardmask，HM)。氮化硅作为硬掩膜解决了传统DARC(SiON)作为硬掩膜在经过后续高温制程之后很难去除(磷酸无效)的不足。[0003]目前一种由双层多晶硅形成的MOS器件结构能有效地缩小器件的面积，这一独特工艺也吸引了越来越多的关注。在这种双层多晶硅器件中同样需要用到氮化硅作为硬掩膜材料。然而，在氮化硅硬掩膜的工艺中，很容易产生大量微小的多晶硅残留，这不仅会导致电路短路造成产品良率降低，还给后续工艺中缺陷扫描带来了干扰。[0004]如图1～3所示，显示为现有的多晶硅刻蚀过程，其中，图1显示为在SiN层101表面形成图形化光阻层102的示意图，图2显示为刻蚀SiN层101形成SiN硬掩膜层103的示意图，图3显示为以SiN硬掩膜层103作为掩膜刻蚀多晶硅层104的示意图。如图2所示，SiN硬掩膜层周围具有未被刻蚀彻底的SiN残留颗粒105。如图3所示，由于SiN残留颗粒105的影响，导致多晶硅刻蚀之后形成了不必要的多晶硅残留物106。通常，所述多晶硅残留物为