本發(fā)明涉及微電子領(lǐng)域，更具體地，涉及一種優(yōu)化低功耗產(chǎn)品漏電流的方法。

背景技術(shù)：

在摩爾定律驅(qū)動(dòng)下，半導(dǎo)體器件的工藝尺寸逐漸縮小，漏電流卻逐漸增大，嚴(yán)重影響器件電路的電學(xué)特性和可靠性。例如，在CMOS器件中，隨柵極線寬變小，器件的源/漏/柵極/硅底材等相互之間的漏電流也將逐漸變大。目前，在采用常規(guī)CMOS工藝制作半導(dǎo)體器件時(shí)，仍缺少減小漏電流的有效手段。

請(qǐng)參閱圖1-圖7，圖1-圖7是現(xiàn)有的一種采用硬掩膜模式進(jìn)行淺溝槽刻蝕時(shí)的工藝流程圖。如圖1-圖7所示，現(xiàn)有的淺溝槽刻蝕工藝包括以下步驟：

1)如圖1所示，在襯底10上依次形成墊氧層11、氮化硅硬掩膜層12、抗反射層(BARC)13、光刻膠層14，然后，以圖形化的光刻膠14為掩模，進(jìn)行抗反射層(BARC)13刻蝕；

2)如圖2所示，進(jìn)行氮化硅硬掩膜12刻蝕；

3)如圖3所示，進(jìn)行氮化硅硬掩膜12過(guò)刻蝕；

4)如圖4所示，去除光刻膠14；

5)如圖5所示，去除去膠時(shí)產(chǎn)生的氧化物；

6)如圖6所示，進(jìn)行溝槽15頂部圓滑刻蝕；

7)如圖7所示，完成淺溝槽18刻蝕。

上述現(xiàn)有的淺溝槽刻蝕工藝中，是在進(jìn)行氮化硅硬掩膜過(guò)刻蝕(步驟3)后再進(jìn)行去膠的。然而，該過(guò)刻蝕步驟在去除氮化硅的同時(shí)，也會(huì)導(dǎo)致硅基材頂部被刻蝕形成凹槽15，造成部分硅損耗；并且，該步驟通常使用的條件是高偏壓功率，低聚合物氣體，這會(huì)導(dǎo)致在硅基材凹槽的頂部形成尖角形貌16，而尖角形貌的存在將導(dǎo)致漏電流的明顯增加。在這種尖角形貌16形成后，即使通過(guò)后續(xù)對(duì)溝槽15頂部進(jìn)行圓滑刻蝕(步驟6)，也只能形成頂部圓滑的側(cè)壁17，而無(wú)法將尖角形貌16消除(如圖6、7所示)。

因此，有必要提供一種通過(guò)改變傳統(tǒng)的硬掩膜模式下淺溝槽刻蝕的手段，進(jìn)而優(yōu)化低功耗產(chǎn)品漏電流的方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供一種優(yōu)化低功耗產(chǎn)品漏電流的方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種優(yōu)化低功耗產(chǎn)品漏電流的方法，包括以下步驟：

步驟S01：提供一襯底，在所述襯底上至少依次形成墊氧層、硬掩膜層、光刻膠層；

步驟S02：以圖形化的光刻膠為模板，并以低于常規(guī)壓力的第一壓力、高于常規(guī)偏壓功率的第一偏壓功率、小于常規(guī)聚合物氣體流量的第一聚合物氣體流量條件，進(jìn)行硬掩膜刻蝕；

步驟S03：去除剩余的光刻膠，形成以硬掩膜為模板的模型；

步驟S04：以圖形化的硬掩膜為模板，并以高于常規(guī)壓力的第二壓力、低于常規(guī)偏壓功率的第二偏壓功率、大于常規(guī)聚合物氣體流量的第二聚合物氣體流量條件，進(jìn)行硬掩膜過(guò)刻蝕；

步驟S05：繼續(xù)以高于常規(guī)壓力的第三壓力、低于常規(guī)偏壓功率的第三偏壓功率、大于常規(guī)聚合物氣體流量的第三聚合物氣體流量條件，進(jìn)行襯底的頂部刻蝕，形成具有頂部圓滑形貌的淺溝槽部分溝槽；

步驟S06：完成淺溝槽剩余溝槽的刻蝕。

優(yōu)選地，步驟S02中，相對(duì)于常規(guī)條件，通過(guò)降低壓力、提高偏壓功率、減小聚合物氣體流量，以加快對(duì)硬掩膜的刻蝕速度，并避免其出現(xiàn)圓滑形貌。

優(yōu)選地，步驟S04和步驟S05中，相對(duì)于常規(guī)條件，通過(guò)提高壓力、降低偏壓功率、增加聚合物氣體流量，以減緩對(duì)硬掩膜過(guò)刻蝕及對(duì)襯底頂部刻蝕的速度，并促進(jìn)圓滑形貌的形成。

優(yōu)選地，步驟S02和步驟S03中，以硬掩膜-墊氧層界面作為硬掩膜刻蝕的終點(diǎn)，并立即進(jìn)行光刻膠的去除。

優(yōu)選地，步驟S03中，在同一刻蝕腔體中對(duì)所述光刻膠進(jìn)行原位去除。

優(yōu)選地，使用含O₂的去膠工藝去除所述光刻膠。

優(yōu)選地，步驟S04中，以墊氧層-襯底界面作為硬掩膜過(guò)刻蝕的終點(diǎn)，并繼續(xù)進(jìn)行襯底的頂部刻蝕。

優(yōu)選地，所述第一壓力低于15mtorr，第一偏壓功率高于500v，第一聚合物氣體流量小于50sccm；所述第二、第三壓力高于30mtorr，第二、第三偏壓功率低于100v，第二、第三聚合物氣體流量大于100sccm。

優(yōu)選地，所述襯底為硅材料，所述硬掩膜為氮化硅材料。

優(yōu)選地，步驟S02中，進(jìn)行硬掩膜刻蝕時(shí)的聚合物氣體包括CHF₃，步驟S04中，進(jìn)行硬掩膜過(guò)刻蝕時(shí)的聚合物氣體包括CHF₃和CH₂F₂，步驟S05中，進(jìn)行襯底頂部刻蝕時(shí)的聚合物氣體包括CH₃F。

從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明通過(guò)以光刻膠為模板進(jìn)行硬掩膜刻蝕，在硬掩膜刻蝕終點(diǎn)檢測(cè)點(diǎn)即進(jìn)行去膠，再以硬掩膜為模板，使用低偏壓功率，高壓力，大流量聚合物氣體，在進(jìn)行硬掩膜過(guò)刻蝕的同時(shí)，形成襯底基材頂部的圓滑形貌，因而改變了淺溝槽刻蝕過(guò)程中，由硬掩膜底部過(guò)渡到襯底基材頂部刻蝕的切換點(diǎn)，消除了傳統(tǒng)在硬掩膜過(guò)刻蝕后去膠，再進(jìn)行襯底基材刻蝕所帶來(lái)的尖角形貌，從而達(dá)到在襯底頂部刻蝕的起始點(diǎn)即形成圓滑形貌，因此可從根本上杜絕淺溝槽頂部微觀尖角形貌而導(dǎo)致的漏電流。

附圖說(shuō)明

圖1-圖7是現(xiàn)有的一種采用硬掩膜模式進(jìn)行淺溝槽刻蝕時(shí)的工藝流程圖；

圖8是本發(fā)明一種優(yōu)化低功耗產(chǎn)品漏電流的方法流程圖；

圖9-圖13是本發(fā)明一較佳實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)圖8的方法時(shí)的工藝流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。

需要說(shuō)明的是，在下述的具體實(shí)施方式中，在詳述本發(fā)明的實(shí)施方式時(shí)，為了清楚地表示本發(fā)明的結(jié)構(gòu)以便于說(shuō)明，特對(duì)附圖中的結(jié)構(gòu)不依照一般比例繪圖，并進(jìn)行了局部放大、變形及簡(jiǎn)化處理，因此，應(yīng)避免以此作為對(duì)本發(fā)明的限定來(lái)加以理解。

在以下本發(fā)明的具體實(shí)施方式中，請(qǐng)參閱圖1，圖8是本發(fā)明一種優(yōu)化低功耗產(chǎn)品漏電流的方法流程圖；同時(shí)，請(qǐng)參閱圖9-圖13，圖9-圖13是本發(fā)明一較佳實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)圖8的方法時(shí)的工藝流程圖。如圖8所示，本發(fā)明的一種優(yōu)化低功耗產(chǎn)品漏電流的方法，包括以下步驟：

步驟S01：提供一襯底，在所述襯底上至少依次形成墊氧層、硬掩膜層、光刻膠層。

請(qǐng)參閱圖9?？刹捎贸Ｒ?guī)的半導(dǎo)體襯底，例如硅襯底；首先，在所述硅襯底20上采用常規(guī)方法依次形成墊氧層(例如SiO₂)21、硬掩膜層22、抗反射層(BARC)23以及光刻膠層24。其中，所述硬掩膜可采用氮化硅材料制作(以下以此為例)，當(dāng)然也可以采用其他適用材料。本發(fā)明不限于此。然后，可采用光刻工藝對(duì)光刻膠進(jìn)行圖形化。

步驟S02：以圖形化的光刻膠為模板，并以低于常規(guī)壓力的第一壓力、高于常規(guī)偏壓功率的第一偏壓功率、小于常規(guī)聚合物氣體流量的第一聚合物氣體流量條件，進(jìn)行硬掩膜刻蝕。

請(qǐng)繼續(xù)參閱圖9。在常規(guī)淺溝槽刻蝕工藝中，進(jìn)行硬掩膜刻蝕時(shí)通常的刻蝕工藝條件例如可以是：壓力為15-30mtorr，偏壓功率為100-500v，聚合物氣體流量為50-100sccm，主聚合物氣體可主要包括CHF₃。因此，在改進(jìn)的本步驟中，可采用第一壓力＜15mtorr，第一偏壓功率＞500v，第一聚合物氣體流量＜50sccm的條件進(jìn)行硬掩膜22刻蝕；第一聚合物氣體可主要包括CHF₃。

相對(duì)于常規(guī)條件，本發(fā)明通過(guò)降低壓力、提高偏壓功率、減小聚合物氣體流量的改進(jìn)技術(shù)手段，可以實(shí)現(xiàn)加快對(duì)硬掩膜22的刻蝕速度，并避免其出現(xiàn)圓滑或其他不期望的形貌，以保證后續(xù)刻蝕的精度及良好形貌。

在本步驟中，需要控制好與后續(xù)步驟之間的切換點(diǎn)，即可以氮化硅硬掩膜-墊氧層界面作為硬掩膜刻蝕的終點(diǎn)。具體可以氮化硅終點(diǎn)檢測(cè)系統(tǒng)作動(dòng)(Actuate)來(lái)作為硬掩膜刻蝕終點(diǎn)的檢測(cè)點(diǎn)，即氮化硅刻蝕的終點(diǎn)。這樣，可確保硬掩膜刻蝕的終點(diǎn)停止在墊氧層21，以避免造成襯底硅的損耗。

步驟S03：去除剩余的光刻膠，形成以硬掩膜為模板的模型。

請(qǐng)參閱圖10。在到達(dá)硬掩膜刻蝕的終點(diǎn)時(shí)，應(yīng)立即進(jìn)行光刻膠24的去除。

作為優(yōu)選的實(shí)施方式，可在與硬掩膜刻蝕時(shí)的同一刻蝕腔體中，對(duì)所述光刻膠24進(jìn)行原位去除(即內(nèi)部去膠)。可使用含O₂的去膠工藝來(lái)去除所述光刻膠24，從而形成以氮化硅硬掩膜為模板的模型。

步驟S04：以圖形化的硬掩膜為模板，并以高于常規(guī)壓力的第二壓力、低于常規(guī)偏壓功率的第二偏壓功率、大于常規(guī)聚合物氣體流量的第二聚合物氣體流量條件，進(jìn)行硬掩膜過(guò)刻蝕。

請(qǐng)參閱圖11。接著，以圖形化的氮化硅硬掩膜22為模板，使用第二壓力＞30mtorr，第二偏壓功率＜100v，第二聚合物氣體流量＞100sccm的條件，進(jìn)行氮化硅硬掩膜過(guò)刻蝕；第二聚合物氣體可主要包括CHF₃和CH₂F₂。

相對(duì)于常規(guī)條件，本發(fā)明通過(guò)提高壓力、降低偏壓功率、增加聚合物氣體流量，可以實(shí)現(xiàn)減緩對(duì)硬掩膜過(guò)刻蝕時(shí)的縱向刻蝕速度，有利于控制好過(guò)刻蝕的終點(diǎn)，并促進(jìn)后續(xù)硅襯底頂部圓滑形貌的形成。

本步驟中，同樣需要控制好與后續(xù)步驟之間的切換點(diǎn)，即可以墊氧層-硅襯底界面來(lái)作為硬掩膜過(guò)刻蝕的終點(diǎn)，并繼續(xù)進(jìn)行硅襯底20的頂部刻蝕。具體同樣可以氮化硅終點(diǎn)檢測(cè)系統(tǒng)作動(dòng)(Actuate)來(lái)作為硬掩膜過(guò)刻蝕終點(diǎn)的檢測(cè)點(diǎn)，即氮化硅過(guò)刻蝕的終點(diǎn)。這樣，通過(guò)本步驟上述改進(jìn)的工藝條件，結(jié)合恰當(dāng)時(shí)點(diǎn)的終點(diǎn)檢測(cè)，即使硅襯底頂部有少許露出，也可促使發(fā)生少量的橫向刻蝕，確保其形成初步的圓滑形貌，從而避免了出現(xiàn)傳統(tǒng)在硬掩膜過(guò)刻蝕后去膠，再進(jìn)行襯底基材刻蝕所帶來(lái)的尖角形貌。

步驟S05：繼續(xù)以高于常規(guī)壓力的第三壓力、低于常規(guī)偏壓功率的第三偏壓功率、大于常規(guī)聚合物氣體流量的第三聚合物氣體流量條件，進(jìn)行襯底的頂部刻蝕，形成具有頂部圓滑形貌的淺溝槽部分溝槽。

請(qǐng)參閱圖12。接下來(lái)，延續(xù)上一步的工藝，繼續(xù)使用第三壓力＞30mtorr，第三偏壓功率＜100v，第三聚合物氣體流量＞100sccm的條件，進(jìn)行硅襯底20的頂部刻蝕，形成具有頂部圓滑形貌26的淺溝槽部分溝槽25；但此步驟中，第三聚合物氣體變化為主要包括CH₃F。

相對(duì)于常規(guī)條件，本步驟延續(xù)了上步驟的條件，繼續(xù)通過(guò)提高壓力、降低偏壓功率、增加聚合物氣體流量，以減緩對(duì)襯底頂部刻蝕的縱向速度，促使發(fā)生少量的橫向刻蝕，以促進(jìn)圓滑形貌26的形成。并且，可通過(guò)增加第三聚合物氣體流量為＞200sccm，來(lái)進(jìn)一步延緩刻蝕速率，以便充分?jǐn)U大襯底頂部形成的圓滑形貌26的曲率半徑，從而可將漏電流降至極限。

步驟S06：完成淺溝槽剩余溝槽的刻蝕。

最后請(qǐng)參閱圖13?？刹捎贸Ｒ?guī)工藝條件，進(jìn)行淺溝槽剩余溝槽刻蝕，并可在完成淺溝槽27刻蝕后，保持溝槽頂部良好的圓滑形貌26’。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明通過(guò)改變硅基材刻蝕起始點(diǎn)后的圓滑刻蝕(步驟S05)，可使得淺溝槽頂部產(chǎn)生的圓滑形貌的半徑大幅增加約6倍(可由傳統(tǒng)的約4.9nm增加到約34.1nm)，而對(duì)應(yīng)的漏電流降低了近70％，從而有效降低了器件功耗，延長(zhǎng)了電子產(chǎn)品的使用壽命。

本發(fā)明上述方法可適用于針對(duì)淺溝槽形貌在線切片檢測(cè)時(shí)具有較小圓滑形貌，但產(chǎn)品最終漏電流偏高的低功耗產(chǎn)品的改善；同樣也適用于針對(duì)淺溝槽形貌宏觀檢測(cè)時(shí)即不夠圓滑而導(dǎo)致產(chǎn)品漏電流偏高情況的改善。

綜上所述，本發(fā)明通過(guò)以光刻膠為模板進(jìn)行硬掩膜刻蝕，在硬掩膜刻蝕終點(diǎn)檢測(cè)點(diǎn)即進(jìn)行去膠，再以硬掩膜為模板，使用低偏壓功率，高壓力，大流量聚合物氣體，在進(jìn)行硬掩膜過(guò)刻蝕的同時(shí)，形成襯底基材頂部的圓滑形貌，因而改變了淺溝槽刻蝕過(guò)程中，由硬掩膜底部過(guò)渡到襯底基材頂部刻蝕的切換點(diǎn)，消除了傳統(tǒng)在硬掩膜過(guò)刻蝕后去膠，再進(jìn)行襯底基材刻蝕所帶來(lái)的尖角形貌，從而達(dá)到在襯底頂部刻蝕的起始點(diǎn)即形成圓滑形貌，因此可從根本上杜絕淺溝槽頂部微觀尖角形貌而導(dǎo)致的漏電流。

以上所述的僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述實(shí)施例并非用以限制本發(fā)明的專利保護(hù)范圍，因此凡是運(yùn)用本發(fā)明的說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所作的等同結(jié)構(gòu)變化，同理均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。