【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種半導體集成電路的制造方法，特別涉及一種金屬零層截斷層(cutof?m0，m0c)的制造方法。
技術介紹
1、先進工藝平臺在形成m0c時，采用硼(boron)注入(imp)向非晶硅(a-si)進行離子注入工藝，由于沒有b注入的a-si在氨水中的濕法刻蝕速率(wet?etch?rate)快，利用在藥液中選擇比的不同將a-si去除，留下被b注入的a-si形成m0c。
2、如圖1a至圖1d所示，是現有金屬零層截斷層的制造方法的各步驟中的器件結構示意圖；包括如下步驟：
3、如圖1a所示，在底層結構101上形成非晶硅層102。
4、之后進行多重光罩進行曝光定義出硼離子注入區域。下面一次即一重光罩對應的曝光為了進行說明：
5、如圖1a所示，依次形成三層光刻材料層103，三層光刻材料層103包括：碳涂(soc)層103a、硅基抗反射層(si-arc)103b和光刻膠103c。
6、進行光刻工藝對光刻膠103c進行圖形化。
7、如圖1b所示，進行刻蝕將光刻膠103c圖形依次轉移到硅基抗反射層103b和碳涂層103a中。通常，光刻膠103c會在圖形向下轉移過程中被消耗掉。
8、如圖1c所示，進行箭頭線104所示的硼注入，硼注入會將硼注入到開口打開區域的非晶硅層102中，圖1c中，將注入了硼雜質的非晶硅層單獨采用標記102a表示。
9、如圖1d所示，之后去除剩余的三層光刻材料層103。
10、之后，能重復圖1a至圖1d對應的工
11、之后在氨水中進行刻蝕形成由保留的注入了硼雜質的非晶硅層102a組成的moc。
12、但是，由于離子注入的硼原子相對原子質量較小，存在較強的非預期橫向擴散，導致m0c的關鍵尺寸(cd)難以控制。如圖2a所示，是現有金屬零層截斷層的制造方法產生硼的橫向擴散時的器件結構示意圖；圖2a中還形成了底層結構101的部分結構，包括：作為金屬硬質掩膜層的tin層101a以及ald?ox層101b和peox層101c。ald?ox表示采用ald工藝形成的氧化層(ox)，peox表示采用pecvd形成的氧化層。圖2a中硼雜質采用標記105表示，標記106表示所定義的離子注入區域的邊界，由圖2a可以看出，硼雜質105會橫向擴散到邊界106的外部，這樣moc的cd會增加。
13、同時，光刻的最小步進(min?pitch)的限制，需要重復四次m0c工藝，長時間的工藝流程容易在a-si表面發生殘存的刻蝕副產物，刻蝕副產物含f，使得刻蝕副產物容易與水汽結合形成凝結(condense)團等缺陷(defect)，這會阻擋boron?imp，最終形成m0c丟失(missing)defect，對產品良率造成極大損失。
14、如圖2b所示，是現有金屬零層截斷層的制造方法產生金屬零層截斷層缺失缺陷時的器件結構示意圖；由于圖1a-圖1d的步驟會重復多遍，故長時間的工藝流程容易在a-si即非晶硅層102的表面發生殘存的含f刻蝕副產物且會和水汽結合形成凝結團107，凝結團107會阻擋boron?imp，這樣凝結團107的底部區域會出現無法注入硼的區域102b。這樣在后續氨水中進行刻蝕時區域102b的非晶硅層會被去除，從而會使得moc產生丟失缺陷。
15、所以，現有方法中，硼原子非預期的橫向擴散，會導致m0c?cd難以控制；工藝步驟之間的等待時間(q-time)帶來的condense阻擋boron?imp，形成m0c?missing?defect。
技術實現思路
1、本專利技術所要解決的技術問題是提供一種金屬零層截斷層的制造方法，能使金屬零層截斷層的關鍵尺寸(cd)穩定可控且能防止出現金屬零層截斷層丟失缺陷并從而擴大工藝窗口。
2、為解決上述技術問題，本專利技術提供的金屬零層截斷層的制造方法包括如下步驟：
3、步驟一、在底層結構的頂部表面上依次形成第一tin層和第一介質層。
4、步驟二、循環進行多次圖形化刻蝕工藝，通過多次所述圖形化刻蝕工藝形成所述第一介質層的圖形結構，所述第一介質層的圖形結構包括多個所述第一介質層被去除的第一介質窗口。
5、各次所述圖形化刻蝕工藝分別形成部分所述第一介質窗口，所述圖形化刻蝕工藝的循環次數包括將所有所需的所述第一介質窗口都打開。
6、步驟三、形成第二介質層將各所述第一介質窗口完全填充并延伸到所述第一介質窗口外的表面上；所述第二介質層的材料和所述第一介質層的材料不同。
7、步驟四、進行化學機械研磨或回刻將所述第一介質窗口外所述第一介質層頂部表面之上的所述第二介質層都去除，所述第二介質層僅保留在所述第一介質窗口且保留的所述第二介質層的頂部表面和所述第一介質層的頂部表面相平。
8、步驟五、去除所述第一介質層。
9、步驟六、以所述第二介質層為掩膜對所述第一tin層進行刻蝕形成所述第一介質窗口外的所述第一tin層去除，由保留在所述第一介質窗口區域的所述第一tin層作為金屬零層截斷層。
10、進一步的改進是，步驟一中，還包括在所述第一介質層的表面形成介質蓋帽層(cap)；所述介質蓋帽層的材料和所述第一介質層的材料不同。
11、進一步的改進是，所述介質蓋帽層的材料和所述第二介質層的材料相同。
12、進一步的改進是，所述第一介質層的材料包括氮化硅。
13、所述介質蓋帽層的材料包括氧化層。
14、進一步的改進是，各所述圖形化刻蝕工藝包括如下分步驟：
15、步驟21、依次形成三層光刻材料層，所述三層光刻材料層包括：有機電介質層(odl)、硅氧基硬掩模層(shb)和光刻膠。
16、步驟22、進行光刻工藝對所述光刻膠進行圖形化。
17、步驟23、進行刻蝕將所述光刻膠圖形依次轉移到所述硅氧基硬掩模層和有機電介質層中。
18、步驟24、進行刻蝕將圖形從所述硅氧基硬掩模層中進一步轉移到所述介質蓋帽層和所述第一介質層中。
19、步驟25、之后去除所述三層光刻材料層。
20、進一步的改進是，所述有機電介質層的材料包括碳涂層。
21、進一步的改進是，所述硅氧基硬掩模層的材料包括硅基抗反射層。
22、進一步的改進是，所述圖形化刻蝕工藝的循環次數的最大值達4次以上。
23、進一步的改進是，所述底層結構包括：半導體襯底。
24、在所述半導體襯底上形成有半導體器件，所述半導體器件包括：形成于所述半導體襯底上的柵極結構，在各所述柵極結構兩側的所述半導體襯底中形成有半導體器件的源區和漏區，被所述柵極結構所述覆蓋的所述半導體襯底中形成有溝道區。
25、所述柵極結構為金屬柵。
26、第零層層間膜填充在所述金屬柵之間的區域中且所述第零層層間膜的頂部表面和所述本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種金屬零層截斷層的制造方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.如權利要求1所述的金屬零層截斷層的制造方法，其特征在于：步驟一中，還包括在所述第一介質層的表面形成介質蓋帽層；所述介質蓋帽層的材料和所述第一介質層的材料不同。
3.如權利要求2所述的金屬零層截斷層的制造方法，其特征在于：所述介質蓋帽層的材料和所述第二介質層的材料相同。
4.如權利要求3所述的金屬零層截斷層的制造方法，其特征在于：所述第一介質層的材料包括氮化硅；
5.如權利要求2所述的金屬零層截斷層的制造方法，其特征在于：各所述圖形化刻蝕工藝包括如下分步驟：
6.如權利要求5所述的金屬零層截斷層的制造方法，其特征在于：所述有機電介質層的材料包括碳涂層。
7.如權利要求5所述的金屬零層截斷層的制造方法，其特征在于：所述硅氧基硬掩模層的材料包括硅基抗反射層。
8.如權利要求5所述的金屬零層截斷層的制造方法，其特征在于：所述圖形化刻蝕工藝的循環次數的最大值達4次以上。
9.如權利要求1所述的金屬零層截斷層的制造方法，其特征在于：
10.如權利要求4所述的金屬零層截斷層的制造方法，其特征在于：步驟五中，采用濕法刻蝕工藝去除所述第一介質層，所述濕法刻蝕工藝的刻蝕液采用磷酸。
11.如權利要求1所述的金屬零層截斷層的制造方法，其特征在于：步驟四中，所述化學機械研磨或所述回刻停止在所述第一介質層的頂部表面。
...【技術特征摘要】
1.一種金屬零層截斷層的制造方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.如權利要求1所述的金屬零層截斷層的制造方法，其特征在于：步驟一中，還包括在所述第一介質層的表面形成介質蓋帽層；所述介質蓋帽層的材料和所述第一介質層的材料不同。
3.如權利要求2所述的金屬零層截斷層的制造方法，其特征在于：所述介質蓋帽層的材料和所述第二介質層的材料相同。
4.如權利要求3所述的金屬零層截斷層的制造方法，其特征在于：所述第一介質層的材料包括氮化硅；
5.如權利要求2所述的金屬零層截斷層的制造方法，其特征在于：各所述圖形化刻蝕工藝包括如下分步驟：
6.如權利要求5所述的金屬零層截斷層的制造方法，其特征在于：所述有機電介質...
【專利技術屬性】
技術研發人員：柴廣濤，
申請(專利權)人：上海華力集成電路制造有限公司，
類型：發明
國別省市：
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