一种集成电路晶片及其制造方法与流程

本发明涉及晶片制造领域，特别是涉及一种集成电路晶片及其制造方法。

背景技术：

1、在半导体集成电路制造工艺过程中，晶圆表面及边缘会引入各种缺陷，对后续的正常工序造成严重影响，进而降低了芯片的最终良率。在金属栅制程中，金属铝(al)被用作金属栅极，并沉积在晶圆表面，再通过研磨将非栅极区域的al移除，但晶圆边缘由于位置因素往往会留下大量的al残余，这些剩余的al深埋在晶边的沟槽内，会在后续的工艺中暴露出来造成晶圆表面刮伤等缺陷。

2、为了解决该问题，半导体制造厂的现有方法是通过添加晶圆边缘刻蚀(beveletch)这道工艺来去除晶边的al残余。但bevel etch会大幅增加芯片的制造成本，不易推广。

3、因此，如何提出一种低成本消除晶边的金属化栅极残余的集成电路晶片制造方法，是本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种集成电路晶片及其制造方法，以解决现有技术中。

2、为解决上述技术问题，本发明提供一种集成电路晶片的制造方法，包括：

3、在硅片基底的正面进行有源区光刻，并对所述有源区洗边；

4、在有源区表面设置栅极光刻的图形掩膜层，并对所述图形掩膜层洗边，得到栅极光刻前置物；

5、在所述栅极光刻前置物的正面设置栅极光刻层，并对所述栅极光刻层洗边；所述栅极光刻层的洗边边缘位于所述图形掩膜层的洗边边缘及所述有源区的洗边边缘之间；

6、对设置过所述栅极光刻层的栅极光刻前置物进行光刻及刻蚀，在所述栅极光刻前置物的正面得到图形化的伪多晶硅栅，得到晶片前驱体；

7、在所述晶片前驱体的正面沉积填充复合层；所述填充复合层包括填充介质层及停止层；

8、对所述填充复合层进行平坦化抛光，暴露所述伪多晶硅栅；

9、刻蚀去除所述伪多晶硅栅并在所述晶片前驱体的正面设置金属栅，得到所述集成电路晶片。

10、可选地，在所述的集成电路晶片的制造方法中，所述栅极光刻层为包括多个层叠设置的子层，且每个所述子层完成设置后均进行洗边。

11、可选地，在所述的集成电路晶片的制造方法中，所述子层的洗边边缘的位置不同。

12、可选地，在所述的集成电路晶片的制造方法中，位于所述栅极光刻层中存在至少一个子层的洗边边缘比最内侧的子层的洗边边缘更靠近所述有源区的洗边边缘。

13、可选地，在所述的集成电路晶片的制造方法中，所述栅极光刻层从内到外依次包括有机碳层、底部抗反射层及光刻胶层。

14、可选地，在所述的集成电路晶片的制造方法中，所述平坦化抛光为化学机械研磨抛光。

15、可选地，在所述的集成电路晶片的制造方法中，所述填充介质层为填充介质氧化硅层。

16、可选地，在所述的集成电路晶片的制造方法中，所述停止层为停止氮化硅层。

17、可选地，在所述的集成电路晶片的制造方法中，所述集成电路晶片的制造方法中的洗边为边缘光刻胶去除及硅片边缘曝光中的至少一种。

18、一种集成电路晶片，所述集成电路晶片为通过如上述任一种所述的集成电路晶片。

19、本发明所提供的集成电路晶片的制造方法，通过在硅片基底的正面进行有源区光刻，并对所述有源区洗边；在有源区表面设置栅极光刻的图形掩膜层，并对所述图形掩膜层洗边，得到栅极光刻前置物；在所述栅极光刻前置物的正面设置栅极光刻层，并对所述栅极光刻层洗边；所述栅极光刻层的洗边边缘位于所述图形掩膜层的洗边边缘及所述有源区的洗边边缘之间；对设置过所述栅极光刻层的栅极光刻前置物进行光刻及刻蚀，在所述栅极光刻前置物的正面得到图形化的伪多晶硅栅，得到晶片前驱体；在所述晶片前驱体的正面沉积填充复合层；所述填充复合层包括填充介质层及停止层；对所述填充复合层进行平坦化抛光，暴露所述伪多晶硅栅；刻蚀去除所述伪多晶硅栅并在所述晶片前驱体的正面设置金属栅，得到所述集成电路晶片。

20、本发明中，将在设置金属栅极的光刻过程中使用的栅极光刻层的洗边边缘的位置限定在了所述图形掩膜层的洗边边缘与所述有源区的洗边边缘之间，也即将在后续刻蚀工艺中，所述栅极光刻层可能留下的台阶状结构限定在了有源区区域，使所述有源区的洗边边缘至晶片边缘之间的区域相对平整，无台阶状结构，而在所述有源区形成的台阶状结构导致的金属残留远小于现有技术中所述有源区的洗边边缘至晶片边缘之间的区域中形成的台阶状结构导致的金属残留，也就大大降低了金属的晶边残留缺陷数量，从而提升了晶片的良率，同时，由于本发明仅改变了膜层的洗边位置，而几乎未更改晶片生产的流程，因此不需要额外生产成本投入，实现了低成本与低金属的晶边残留的兼顾。本发明同时还提供了一种具有上述有益效果的集成电路晶片。

技术特征：

1.一种集成电路晶片的制造方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的集成电路晶片的制造方法，其特征在于，所述栅极光刻层为包括多个层叠设置的子层，且每个所述子层完成设置后均进行洗边。

3.如权利要求2所述的集成电路晶片的制造方法，其特征在于，所述子层的洗边边缘的位置不同。

4.如权利要求3所述的集成电路晶片的制造方法，其特征在于，位于所述栅极光刻层中存在至少一个子层的洗边边缘比最内侧的子层的洗边边缘更靠近所述有源区的洗边边缘。

5.如权利要求2所述的集成电路晶片的制造方法，其特征在于，所述栅极光刻层从内到外依次包括有机碳层、底部抗反射层及光刻胶层。

6.如权利要求1所述的集成电路晶片的制造方法，其特征在于，所述平坦化抛光为化学机械研磨抛光。

7.如权利要求1所述的集成电路晶片的制造方法，其特征在于，所述填充介质层为填充介质氧化硅层。

8.如权利要求1所述的集成电路晶片的制造方法，其特征在于，所述停止层为停止氮化硅层。

9.如权利要求1至8任一项所述的集成电路晶片的制造方法，其特征在于，所述集成电路晶片的制造方法中的洗边为边缘光刻胶去除及硅片边缘曝光中的至少一种。

10.一种集成电路晶片，其特征在于，所述集成电路晶片为通过如权利要求1至9任一项所述的集成电路晶片。

技术总结
本发明涉及晶片制造领域，特别是涉及一种集成电路晶片及其制造方法，通过在硅片基底的正面进行有源区光刻洗边；设置栅极光刻的图形掩膜层并洗边，得到栅极光刻前置物；在所述栅极光刻前置物的正面设置栅极光刻层并洗边；所述栅极光刻层的洗边边缘位于所述图形掩膜层的洗边边缘及所述有源区的洗边边缘之间；对设置过所述栅极光刻层的栅极光刻前置物进行光刻及刻蚀，得到晶片前驱体；沉积填充复合层；对所述填充复合层进行平坦化抛光；刻蚀去除所述伪多晶硅栅并在所述晶片前驱体的正面设置金属栅，得到所述集成电路晶片。本发明实现了低成本与低金属的晶边残留的兼顾。

技术研发人员：卢珂,柳会雄
受保护的技术使用者：上海集成电路装备材料产业创新中心有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12