[发明专利]半导体器件的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种半导体器件的制造方法。

背景技术

半导体制造过程中，光刻是把临时电路结构复制到以后要进行刻蚀的硅片上。这些结构首先以图案形式制作在掩模版上。紫外光透过掩模版把图案转移到硅片表面的光刻胶层上。以正性光刻胶为例，通常的光刻是这样进行的：光刻胶层透过掩模版曝光，光刻胶层透过掩模板上的图案被曝光的部分发生化学变化，之后进行显影，发生化学变化的光刻胶层被去掉形成开口图形，没被曝光的光刻胶层不能被洗掉，从而在硅片上形成刻蚀阻挡层，刻蚀阻挡层中具有和掩模版上一致的包括开口图形的图案。然后用刻蚀工艺把掩模版上的开口图形成像在下面的硅片上。刻蚀是用化学或者物理方法有选择的从硅片表面去除不需要的材料的过程，刻蚀的基本目标就是在硅片上正确的复制掩模版上的图案。这层刻蚀阻挡层用来在刻蚀中保护硅片上的部分区域，从而选择性的刻蚀掉未被刻蚀阻挡层保护的区域，也就是，硅片对应于刻蚀阻挡层中的开口图形的区域。经过刻蚀之后，就在硅片中形成了刻蚀图形。

但是由于光刻过程受到光刻胶厚度，烘烤/冷却的温度与时间、显影方式与时间、曝光计量、焦距补偿以及数值孔径等参数影响，刻蚀过程受气体比例、气流速率、偏压功率、温度以及刻蚀模式等参数影响，同时硅片边缘由于处于边缘位置，因此刻蚀条件的误差较大。因此在传统的制造工艺流程中，在掩模版中的图案包括一些相同的图形时，刻蚀后检查(After Etch Inspection，AEI)发现硅片中央区域的刻蚀图形的特征尺寸(Critical Dimension，CD)和大于边缘区域的刻蚀图形的CD，中央区域的刻蚀图形CD合格，边缘区域刻蚀图形CD偏小，这会导致某些无可挽回的缺失，像是在电性验收测试所得到的接触窗断路现象，这些缺陷将严重的影响合格率。这样使得硅片边缘区域生产的器件不符合要求，从而使硅片边缘区域浪费。

在2005年3月30日公告的公告号为：CN1195316C的中国专利中，提供了一种改进临界尺寸一致性的方法，在一晶片上形成涂布层，以及根据制造进程条件分别对该涂布层的第一区域与环绕该第一区域的第二区域进行图案转移制作步骤，将图案转移至涂布层。上述方法是分为两步分别对第一区域和第二区域，也就是中央区域和边缘区域进行光刻。所以该方法存在的问题是需要两次光刻，也就是两次涂光刻胶、曝光和显影等步骤，因此增加了光刻的复杂度，降低了光刻的精确度，成本增加。

发明内容

本发明提供了一种半导体器件的制造方法，提高了硅片边缘区域和硅片中央区域的刻蚀图形CD的一致性。

本发明提供的一种半导体器件的制造方法，包括提供一硅片，在所述硅片上形成刻蚀阻挡层，所述刻蚀阻挡层内具有开口图形；

对所述刻蚀阻挡层内的开口图形的侧壁进行第一刻蚀，包括：向刻蚀腔中通入包含氧原子的第一气体，第一气体进气时在刻蚀腔的中央区域和边缘区域流量分布比例小于1；之后向刻蚀腔中通入包括惰性气体的第二气体，第二气体进气时在刻蚀腔的中央区域和边缘区域流量分布比例大于1，使硅片边缘区域刻蚀速率大于硅片中央区域的刻蚀速率；

对具有上述刻蚀阻挡层的硅片进行第二刻蚀。

可选的，所述第一气体包括氧气O₂、臭氧O₃一氧化氮NO、一氧化二氮N₂O中至少其中之一。

可选的，所述第二气体包括氩气Ar、氦气He、氮气N₂、和氖气Ne中至少其中之一。

可选的，所述的刻蚀阻挡层为以ArF为曝光光源的光刻胶。

可选的，所述刻蚀腔包括中央气孔，所述第一刻蚀中，占第一气体总量100％的第一气体从所述边缘气孔进入。

可选的，所述刻蚀腔包括中央气孔和边缘气孔，所述第一刻蚀中，占第二气体总量90％±5％的第二气体从所述中央气孔进入，占第二气体总量10％±5％的第二气体从所述边缘气孔进入。

可选的，所述第一刻蚀为沿平行硅片方向的刻蚀。

可选的，所述第一刻蚀过程中刻蚀腔内压力为300mT±50mT。

可选的，所述第一刻蚀腔内射频电源输出功率为200W±50W。

可选的，所述第一刻蚀时间10s±3s。

与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点：