[发明专利]一种稳定MIM电容光刻线宽的方法有效

申请号：	201410106627.5	申请日：	2014-03-20
公开（公告）号：	CN103903963A	公开（公告）日：	2014-07-02
发明（设计）人：	顾梅梅;李健;张旭升	申请（专利权）人：	上海华力微电子有限公司
主分类号：	H01L21/027	分类号：	H01L21/027;H01L21/02
代理公司：	上海申新律师事务所 31272	代理人：	吴俊
地址：	201210 上海市浦***	国省代码：	上海;31
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摘要：
搜索关键词：	一种稳定 mim 电容光刻方法
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【说明书】：

技术领域

本发明涉及一种半导体制造技术领域，尤其涉及一种稳定MIM电容光刻线宽的方法。

背景技术

现有的MIM电容工艺通常有两步光刻：上级板光刻和下极板光刻，图1为现有技术中进行MIM电容上电极光刻工艺前的器件结构示意图；图2为现有技术中进行MIM电容下电极光刻工艺前的器件结构示意图。如图1所示，在进行针对MIM电容上电极刻蚀的光刻工艺之前，半导体结构由下至上依次包括：阻挡层1、MIM下极板层2、MIM介质层3、MIM上极板层4、氮化硅层5，以及在氮化硅层5的上表面制备的光刻胶7；如图2所示，在进行针对MIM电容下电极刻蚀的光刻工艺之前，半导体结构由下至上依次包括：阻挡层1、MIM下极板层2、MIM介质层3、MIM上极板层4、第一氮化硅层51和第二氮化硅层52，以及在该第二氮化硅层52的上表面制备的光刻胶7，无论是上极板光刻或者下极板光刻，光阻都需要和氮化硅覆盖层直接接触。在实际光刻工艺中，发现现有技术的光刻线宽和Q-time（等待时间）有强相关性：曝光的等待时间越长，光刻线宽越小，如图2所示；这样导致量产中光刻线宽波动较大、线宽控制不稳定的问题。

中国专利（CN102538723A）提供了一种光刻线宽测试校准方法，其中，包括以下步骤：S100、光刻圆片曝光；S101、将曝光后的圆片放置若干天；S102、基准扫描电镜测试整片圆片所有点的线宽，并保存放入数据库中；S103、日常校准，测试圆片上第一组测试点数据，并与所述数据库中数据比较，计算第一差值；S104、判断所述第一差值是否在规范内，是否需要调整；若否，结束当前校准。

中国专利（CN103106331A）公开了一种基于降维和增量式极限学习机的光刻线宽智能预测方法，通过对基于结构风险最小化的批处理极限学习机进行矩阵求逆降维，实现对光刻线宽指标的智能在线预测，其特征在于包括以下步骤：对基于结构风险最小化的批处理极限学习机中的矩阵求逆采用矩阵求逆降维公式进行降维，以建立极限学习机模型参数与新到达数据的关系，实现对极限学习机模型参数的在线增量式学习和输出层权值更新。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种稳定MIM电容光刻线宽的方法，以解决上述因等待时间的延长而导致线宽控制不稳定的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种稳定MIM电容光刻线宽的方法，应用于MIM电容器件的制备工艺中，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

提供一由下至上依次包含有阻挡层、MIM下极板层、MIM介质层和MIM上极板层的半导体结构；

在所述半导体结构的上表面制备一层氮化硅层；

在所述氮化硅层的上表面制备一层氧化层；

在所述氧化层的上表面制备光刻胶并进行针对MIM上电极刻蚀的光刻工艺；

其中，所述氮化硅层和所述氧化硅层均在同一工艺腔室中原位形成。

上述有效稳定MIM电容光刻线宽的方法，其中，采用等离子体增强化学气相沉积工艺制备所述氮化硅层和所述氧化层。

上述有效稳定MIM电容光刻线宽的方法，其中，以SiN₄和NH₃为原料制备所述氮化硅层。

上述有效稳定MIM电容光刻线宽的方法，其中，以氧气为原料在所述氮化硅层的上表面形成所述氧化层。