临场修补等离子体损害基底的方法与晶体管元件的制造方法技术

本发明专利技术公开了一种临场修补等离子体损害基底的方法。此方法适用于基底上已形成一构件，且形成此构件的步骤包括一含等离子体的蚀刻制程。此方法包括，在进行主蚀刻制程的机台进行软式等离子体蚀刻制程，以移除部份基底。软式等离子体蚀刻制程所使用的电力为低于３０％的该含等离子体的主蚀刻制程的电力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关于一种晶体管元件的制造方法，且特别是有关于一种临场修补 等离子体损害基底的方法。
技术介绍
由于集成电路产业的蓬勃发展，元件的集成度也随之日益提高。在这样的趋 势之下，如何避免元件微縮所导致的短通道效应，以及元件间彼此紧邻所造成的漏 电与短路等问题， 一直是业界研究的重点。一般来说，为了让相邻晶体管的栅极可以隔离开来，栅极的两侧会设置有间 隙壁(spacer)。而且，间隙壁也可以用来作为形成晶体管的源极/漏极的重掺杂 (heavy doping)罩幕。以目前的制程进程看来，间隙壁已经可以称得上是每个晶体 管的必备构件之一了。迄今常见的间隙壁形成作法为，先在已经形成栅极的基底上沉积一层间隙壁 材料层。然后，在等离子体蚀刻反应腔室中，进行非等向性蚀刻制程。非等向性蚀 刻制程的原理为，对于基底所在的基板施以偏压，此偏压会吸引带正电的离子并且 使其加速，而后轰击基底，以去除部分间隙壁材料层并于栅极的侧壁形成一对间隙 壁。然而，等离子体蚀刻制程却也同时伴随着一些问题，其中之一就是等离子体损 害(plasma damage)的发生。等离子体蚀刻的特性就是以高能量粒子轰击基底，这些粒子除了大部分带正 电的离子之外，还包括了微量的紫外光与X射线等辐射。当这些具有高能量的粒子 撞击基底时，将会损伤基底表面并且会对元件特性造成伤害。因此，如何修整受到 等离子体损害的基底，使得晶体管效能所受到的影响降到最低，是值得研究的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的就是在提供一种临场修补等离子体损害基底的方法，此方法可以用来移除在间隙壁形成的过程当中，受到等离子体轰击而受损的基底表面。本专利技术的另一目的就是在提供一种晶体管元件的制造方法，此方法可以修整 受到等离子体轰击而损害的基底表面，以确保晶体管元件的效能。本专利技术提出一种临场修补等离子体损害基底的方法，此方法适用已形成构件， 且形成此构件的步骤包括一含等离子体的主蚀刻制程。此方法包括，在进行主蚀刻 制程的机台进行软式等离子体蚀刻制程，以移除部份基底。软式等离子体蚀刻制程 所使用的电力为低于30%的该含等离子体的主蚀刻制程的电力。依照本专利技术的实施例所述的临场修补等离子体损害基底的方法，上述的间隙 壁的材质包括二氧化硅或氮化硅且上述的软式等离子体蚀刻制程所使用的电力例如是50至150W。依照本专利技术的实施例所述的临场修补等离子体损害基底的方法，其中该主蚀 刻制程是用以形成栅极结构且该软式等离子体蚀刻制程所使用的电力为0至50W。依照本专利技术的实施例所述的临场修补等离子体损害基底的方法，上述的软式 等离子体蚀刻制程所使用的气体例如是氟化物、氧气与惰性气体。依照本专利技术的实施例所述的临场修补等离子体损害基底的方法，上述的氟化 物例如是氟径化物。依照本专利技术的实施例所述的临场修补等离子体损害基底的方法，上述的惰性 气体例如是氩气。本专利技术另提出一种晶体管元件的制造方法，此方法包括下列步骤。首先，提 供基底。然后，于基底上形成栅极结构。接着，经由沉积与含等离子体的主蚀刻制 程于栅极结构的侧壁形成一对含氮化硅或氧化硅的间隙壁。之后，在进行蚀刻制程 的机台进行软式等离子体蚀刻制程，以移除部份基底。软式等离子体蚀刻制程所使 用的电力为低于30%的该主蚀刻制程的电力。继之，于基底上形成源极/漏极区。依照本专利技术的实施例所述的晶体管元件的制造方法，上述的软式等离子体蚀 刻制程所使用的电力例如是50至150W。依照本专利技术的实施例所述的晶体管元件的制造方法，上述的软式等离子体蚀 刻制程所使用的气体例如是氟化物、氧气与惰性气体。依照本专利技术的实施例所述的晶体管元件的制造方法，上述的氟化物例如是氟 烃化物。本专利技术利用软式等离子体蚀刻制程来移除于间隙壁蚀刻制程后，所受到损害 的基底表面，以确保经过接续制程后所形成的晶体管元件可以具有高可靠性与的效 能。为让本专利技术的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例， 并配合附图，作详细说明如下。附图说明图1A至图1C是依照本专利技术实施例所绘示的晶体管元件的制造流程剖面示意图。具体实施例方式图1A至图1C是依照本专利技术实施例所绘示的晶体管元件的制造流程剖面示意图。请参照图1A，提供基底100，基底100例如是硅基底或其他合适的半导体材 料。然后，于基底100上形成栅极结构102。栅极结构102是由栅介电层104与栅 极导体层106所组成。在一实施例中，栅介电层104的材质例如是氧化硅；栅极导 体层106例如是由多晶硅层与金属硅化物层所组成。上述，栅极结构102的形成方 法例如是，先在基底IOO上形成氧化硅材料层(未绘示)，其形成方法例如是热氧化 法。然后，在氧化材料层上先后形成多晶硅材料层(未绘示)与金属硅化物材料层(未 绘示)。接着，进行微影制程与蚀刻制程，以图案化氧化材料层、多晶硅材料层与 金属硅化物材料层，而分别形成栅介电层104与栅极导体层106。再来，请参照图1B，于栅极结构102的侧壁形成一对间隙壁108。间隙壁108 的材质例如是二氧化硅或是氮化硅。间隙壁108的形成方法例如是先在基底100 上形成一层间隙壁材料层(未绘示)。间隙壁材料层的形成方法例如是化学气相沉积 法。继之，移除部份间隙壁材料层，以于栅极结构102的侧壁形成一对间隙壁108。 移除部份间隙壁材料层的方法例如是进行非等向性主蚀刻制程。其中，非等向性蚀 刻制程例如是等离子体蚀刻制程。举例来说，等离子体蚀刻制程的步骤例如是，首 先，将基底IOO置于等离子体蚀刻反应腔室(未绘示)中，然后，对基底100施加偏 压，以于反应腔室内形成一外加电场。等离子体当中带正电的离子，会因为这个与基底100相垂直的电场的驱动以及加速，而轰击基底ioo。部份间隙壁材料层因此 被移除而形成间隙壁108。在一实施例中，间隙壁材料层的材质为氧化硅；反应的 气体例如是氟烃化物如CF4、 CHF3、 CH2F2,或CH3F、氧气(02)以及惰性气体如氩 气的混合气体；电力为600至700瓦(W);压力为10毫托。间隙壁108除了可以是单层结构外，在一实施例中，间隙壁108还可以是双 层的结构，例如是由氧化硅补偿间隙壁与氮化硅间隙壁所构成。然而，上述的等离 子体蚀刻制程却也同时破坏了基底100表面的原子键结，使得部份基底表面110 遭到物理性的等离子体损害，尤其是，当间隙壁材料层为二氧化硅时，其基底表面 遭受损害的情形非常严重。接着，请参照图1C，在形成间隙壁108的蚀刻机台中，临场移除遭到等离子 体损害的部份基底表面110。部份基底表面110的移除方法例如是进行软式等离子 体蚀刻制程。软式等离子体蚀刻制程是指对基底100表面轻微的蚀刻。软式等离子 体蚀刻制程中所使用的电力远小于先前蚀刻形成间隙壁108的蚀刻制程的电力。在 一实施例中，软式等离子体蚀刻制程所使用的电力是低于30%的主蚀刻制程的电 力。在一实施例中，软式等离子体蚀刻制程所使用的电力是10-20%的主蚀刻制程 的电力。在一实施例中，软式等离子体蚀刻制程所使用的电力范围例如是在50~150 瓦之间。在软式等离子体蚀刻制程中所使用的反应气体例如是含有稀薄的氟化物的 混合气体如氟化物、氧气以及惰气所混合的气体，或是氧气以及惰气所混合的气体。 氟化物例如是氟烃本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种临场修补等离子体损害基底的方法，其中，该基底上已形成一构件，且形成该构件的步骤包括一含等离子体的主蚀刻制程，该方法包括：在进行该主蚀刻制程的机台进行一软式等离子体蚀刻制程，以移除部份该基底，其中该软式等离子体蚀刻制程所使用的电力为低于３０％的该含等离子体的主蚀刻制程的电力。

【技术特征摘要】
US 2007-5-18 11/750,7321.一种临场修补等离子体损害基底的方法，其中，该基底上已形成一构件，且形成该构件的步骤包括一含等离子体的主蚀刻制程，该方法包括在进行该主蚀刻制程的机台进行一软式等离子体蚀刻制程，以移除部份该基底，其中该软式等离子体蚀刻制程所使用的电力为低于30％的该含等离子体的主蚀刻制程的电力。2. 如权利要求1所述的临场修补等离子体损害基底的方法，其特征在于，该 间隙壁的材质包括二氧化硅或氮化硅；且该软式等离子体蚀刻制程所使用的电力为 50至150W。3. 如权利要求1所述的临场修补等离子体损害基底的方法，其特征在于，该 主蚀刻制程是用以形成栅极结构且该软式等离子体蚀刻制程所使用的电力为0至 50W。4. 如权利要求1所述的临场修补等离子体损害基底的方法，其特征在于，该 软式等离子体蚀刻制程所使用的气体包括氟化物、氧气与惰性气体。5. 如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏心芳，蔡世昌，李俊鸿，
申请(专利权)人：旺宏电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]