无硅化物损伤的应力临近技术刻蚀方法技术

本发明专利技术提供了一种无硅化物损伤的应力临近技术刻蚀方法，包括：第一步骤：在衬底中形成源极和漏极，并且在衬底上形成具有侧墙30的栅极，并且在栅极、源极和漏极的表面形成金属硅化物；第二步骤：沉积保护层薄膜，侧墙侧壁上的保护层薄膜相比栅极、源极和漏极的表面上形成的金属硅化物上的保护层薄膜更薄；第三步骤：进行应力临近技术刻蚀，其中刻蚀时间与保护层薄膜的厚度配合，使得侧墙侧壁上的保护层薄膜被完全去除，并且侧墙厚度减薄，而且栅极、源极和漏极的表面上形成的金属硅化物上的保护层薄膜被减薄以形成减薄的保护层薄膜；第四步骤：沉积高应力薄膜。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制造领域，更具体地说，本专利技术涉及一种无硅化物损伤的应力临近技术刻蚀方法。
技术介绍
随着CMOS集成电路制造工艺的发展以及关键尺寸的缩小，很多新的方法被运用到器件制造工艺中，用以改善器件性能。高应力接触通孔刻蚀阻挡层(highstressCESL)通过对沟道处施加应力，能够有效提高器件的性能，已经被广泛用于65nm以下芯片制造工艺。而器件性能提升的程度与薄膜本身的应力、厚度，和沟道的接近程度都有直接的关系。业界把应力薄膜放置于更加靠近沟道的方法叫做应力临近技术(SPT：StressProximityTechnology)。高应力氮化硅薄膜的应用包括在半导体器件上的作为接触通孔刻蚀阻挡层。而所谓的SPT技术，实际上就是将应力氮化硅与栅极之间的侧墙变得更薄，让应力氮化硅更和沟道更接近，这样会有更明显的器件性能增强效果。传统的SPT技术流程在金属硅化物形成之后，对侧墙隔离层进行刻蚀。在这个过程中，由于金属硅化物暴露在刻蚀气氛当中，所以硅化物必然存在一定的损伤，最终的结果反映到器件上是电阻变大。需要注意的是，为了避免硅化物的损伤太严重，侧壁的去除量也要进行控制。所以通常看到的都是对侧壁氮化硅层进行部分刻蚀，而不是完全去除。虽然从增强应力的角度讲，将侧壁的隔离介质完全去除更有利于器件性能。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术中存在上述缺陷，提供一种无硅化物损伤的应力临近技术刻蚀方法。为了实现上述技术目的，根据本专利技术，提供了一种无硅化物损伤的应力临近技术刻蚀方法，包括：第一步骤：在衬底中形成源极和漏极，并且在衬底上形成具有侧墙30的栅极，并且在栅极、源极和漏极的表面形成金属硅化物；第二步骤：沉积保护层薄膜，侧墙侧壁上的保护层薄膜相比栅极、源极和漏极的表面上形成的金属硅化物上的保护层薄膜更薄；第三步骤：进行应力临近技术刻蚀，其中刻蚀时间与保护层薄膜的厚度配合，使得侧墙侧壁上的保护层薄膜被完全去除，并且侧墙厚度减薄，而且栅极、源极和漏极的表面上形成的金属硅化物上的保护层薄膜被减薄以形成减薄的保护层薄膜；第四步骤：沉积高应力薄膜。优选地，所述侧墙是包含氧化硅和氮化硅薄膜的侧壁隔离层。优选地，采用高密度等离子体氧化硅沉积工艺来沉积保护层薄膜。优选地，采用可流动性化学气相沉积工艺来沉积保护层薄膜。优选地，高应力薄膜是高应力氮化硅薄膜，高应力氮化硅薄膜的薄膜应力介于-3.5Gpa至+2Gpa之间。为了实现上述技术目的，根据本专利技术，还提供了一种无硅化物损伤的应力临近技术刻蚀方法，包括：第一步骤：在衬底中形成源极和漏极，并且在衬底上形成具有侧墙30的栅极，并且在栅极、源极和漏极的表面形成金属硅化物；第二步骤：沉积保护层薄膜，侧墙侧壁上的保护层薄膜相比栅极、源极和漏极的表面上形成的金属硅化物上的保护层薄膜更薄；第三步骤：进行应力临近技术刻蚀，其中刻蚀时间与保护层薄膜的厚度配合，使得侧墙侧壁上的保护层薄膜以及栅极、源极和漏极的表面上形成的金属硅化物上的保护层薄膜被完全去除，并且侧墙厚度减薄；第四步骤：沉积高应力薄膜。优选地，所述侧墙是包含氧化硅和氮化硅薄膜的侧壁隔离层。优选地，采用高密度等离子体氧化硅沉积工艺来沉积保护层薄膜。优选地，采用可流动性化学气相沉积工艺来沉积保护层薄膜。优选地，高应力薄膜是高应力氮化硅薄膜，高应力氮化硅薄膜的薄膜应力介于-3.5Gpa至+2Gpa之间。本专利技术提出一种能够避免金属硅化物损伤的应力临近技术，能够避免或者降低侧墙刻蚀过程对硅化物的损伤，进而提高半导体器件的性能。附图说明结合附图，并通过参考下面的详细描述，将会更容易地对本专利技术有更完整的理解并且更容易地理解其伴随的优点和特征，其中：图1示意性地示出了根据本专利技术优选实施例的无硅化物损伤的应力临近技术刻蚀方法的第一步骤。图2示意性地示出了根据本专利技术优选实施例的无硅化物损伤的应力临近技术刻蚀方法的第二步骤。图3示意性地示出了根据本专利技术优选实施例的无硅化物损伤的应力临近技术刻蚀方法的第三步骤。图4示意性地示出了根据本专利技术优选实施例的无硅化物损伤的应力临近技术刻蚀方法的第四步骤。需要说明的是，附图用于说明本专利技术，而非限制本专利技术。注意，表示结构的附图可能并非按比例绘制。并且，附图中，相同或者类似的元件标有相同或者类似的标号。具体实施方式为了使本专利技术的内容更加清楚和易懂，下面结合具体实施例和附图对本专利技术的内容进行详细描述。本专利技术提出一种能够避免金属硅化物损伤的应力临近技术，提供已经形成栅极结构并完成硅化工艺的衬底，栅极与源极漏极硅化物金属之间具有侧墙隔离层。在进行侧墙隔离层减薄工艺之前，先通过特定的薄膜沉积工艺在晶圆上形成一定厚度的保护薄膜，所述保护薄膜在硅化物区域厚度更厚，在侧墙上厚度更薄，然后再进行侧墙刻蚀。通过上述方法，能够避免侧墙刻蚀过程对硅化物的损伤，进而提高半导体器件的性能。下面将描述本专利技术的优选实施例。<第一实施例>图1至图4示意性地示出了根据本专利技术第一优选实施例的无硅化物损伤的应力临近技术刻蚀方法的各个步骤。如图1至图4所示，根据本专利技术第一优选实施例的无硅化物损伤的应力临近技术刻蚀方法包括：第一步骤：在衬底100中形成源极10和漏极20，并且在衬底100上形成具有侧墙30的栅极，并且在栅极、源极10和漏极20的表面形成金属硅化物40；一般，所述侧墙30是包含氧化硅和氮化硅薄膜的侧壁隔离层。而且，优选地，所述侧墙30的总宽度是200-500A。第二步骤：沉积保护层薄膜50，侧墙30侧壁上的保护层薄膜相比栅极、源极10和漏极20的表面上形成的金属硅化物40上的保护层薄膜更薄；优选地，可以采用HDP(高密度等离子体)氧化硅沉积工艺和FCVD(可流动性化学气相沉积工艺来沉积保护层薄膜50。例如，保护层薄膜50是氧化硅膜或者氮化硅膜。以HDP工艺为例，通过制程调节可以实现在栅极顶部以及源极漏极的厚度为300-500A，但是在侧壁上的厚度小于100A。第三步骤：进行应力临近技术刻蚀，其中刻蚀时间与保护层薄膜的厚度配合，使得侧墙30侧壁上的保护层薄膜50被完全去除，并且侧墙30被减薄为减薄的侧墙31，而且栅极、源极10和漏极20的表面上形成的金属硅化物40上的保护层薄膜被减薄以形成减薄的保护层薄膜51；例如，当金属硅化物上的氧化硅薄膜消耗300A时，金属硅化物还没有暴露，但是侧壁的隔离介质层已经消耗200A左右。第四步骤：沉积高应力薄膜60。一般，高应力薄膜60可以是高应力氮化硅薄膜，薄膜应力可通过制程参数的变化在-3.5Gpa至+2Gpa之间进行调节。需要强调的是，如果要完全避免金属硅化物的损伤，保护层薄膜在SPT刻蚀中可以不完全去除，即将剩余的保护层薄膜保留在最终的产品上。当然也可以选择将其完全去除(见后续的第二实施例)，这样虽然硅化物层会有所损伤，但是相比传统工艺而言，这种损伤几乎可以忽略。<第二实施例>根据本专利技术第二优选实施例的无硅化物损伤的应力临近技术刻蚀方法包括：第一步骤：在衬底100中形成源极10和漏极20，并且在衬底100上形成具有侧墙30的栅极，并且在栅极、源极10和漏极20的表面形成金属硅化物40；一般，所述侧墙30是包含氧化硅和氮化硅薄膜的侧壁隔离层。而且，优选地，所述侧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无硅化物损伤的应力临近技术刻蚀方法，其特征在于包括：第一步骤：在衬底中形成源极和漏极，并且在衬底上形成具有侧墙30的栅极，并且在栅极、源极和漏极的表面形成金属硅化物；第二步骤：沉积保护层薄膜，侧墙侧壁上的保护层薄膜相比栅极、源极和漏极的表面上形成的金属硅化物上的保护层薄膜更薄；第三步骤：进行应力临近技术刻蚀，其中刻蚀时间与保护层薄膜的厚度配合，使得侧墙侧壁上的保护层薄膜被完全去除，并且侧墙厚度减薄，而且栅极、源极和漏极的表面上形成的金属硅化物上的保护层薄膜被减薄以形成减薄的保护层薄膜；第四步骤：沉积高应力薄膜。

【技术特征摘要】
1.一种无硅化物损伤的应力临近技术刻蚀方法，其特征在于包括：第一步骤：在衬底中形成源极和漏极，并且在衬底上形成具有侧墙30的栅极，并且在栅极、源极和漏极的表面形成金属硅化物；第二步骤：沉积保护层薄膜，侧墙侧壁上的保护层薄膜相比栅极、源极和漏极的表面上形成的金属硅化物上的保护层薄膜更薄；第三步骤：进行应力临近技术刻蚀，其中刻蚀时间与保护层薄膜的厚度配合，使得侧墙侧壁上的保护层薄膜被完全去除，并且侧墙厚度减薄，而且栅极、源极和漏极的表面上形成的金属硅化物上的保护层薄膜被减薄以形成减薄的保护层薄膜；第四步骤：沉积高应力薄膜。2.根据权利要求1所述的无硅化物损伤的应力临近技术刻蚀方法，其特征在于，所述侧墙是包含氧化硅和氮化硅薄膜的侧壁隔离层。3.根据权利要求1或2所述的无硅化物损伤的应力临近技术刻蚀方法，其特征在于，采用高密度等离子体氧化硅沉积工艺来沉积保护层薄膜。4.根据权利要求1或2所述的无硅化物损伤的应力临近技术刻蚀方法，其特征在于，采用可流动性化学气相沉积工艺来沉积保护层薄膜。5.根据权利要求1或2所述的无硅化物损伤的应力临近技术刻蚀方法，其特征在于，高应力薄膜是高应力氮化硅薄膜，高应力氮化硅薄膜的薄膜应力介于-3.5Gpa至+...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷通，
申请(专利权)人：上海华力微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31