本发明专利技术提供了一种形成栅极结构侧墙的方法,包括步骤:提供半导体衬底,所述半导体衬底上形成有栅极结构、覆盖栅极结构和半导体衬底的侧墙层;刻蚀栅极结构侧壁上的侧墙层,直到所述侧墙层沿垂直于栅极结构侧壁方向的厚度达到预定尺寸;刻蚀所述覆盖栅极结构和半导体衬底的侧墙层,直到栅极结构顶部和半导体衬底上的侧墙层被去除。本发明专利技术提高了栅极侧墙沿垂直于栅极结构侧壁方向的厚度的精确度。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体
,特别涉及一种。
技术介绍
在1微米以下的半导体生产工艺中一般都会使用侧墙的结构,侧墙一般用来环绕 多晶硅栅极,防止更大剂量的源/漏注入过于接近的沟道从而导致发生源/漏穿通(punch through)ο现有技术公开一种形成侧墙的技术方案,参照图1至2所示。首先参照图1,提供 半导体衬底11,所述半导体衬底11上形成有栅介质层和栅极构成的栅极结构12、形成于栅 极结构12上和两侧的侧墙层13,所述栅极结构12两侧的半导体底11中还形成有源/漏延 伸区,在此为了简化图示,未示出。所述侧墙层13采用绝缘介质材料制备,厚度可以为500 埃至800埃,在实际半导体工艺中所述侧墙层13 —般包括氧化硅层和覆盖氧化硅层的氮化 硅层。参照图2,对侧墙层13进行刻蚀,该刻蚀步骤包括两个步骤首先,采用第一刻蚀 气体进行第一刻蚀,所述第一刻蚀气体为CF4丄冊3、02和Ar,体积比为40 80 20 250, 该步骤中主要刻蚀半导体衬底11和栅极结构12顶部的侧墙层13中的氮化硅层,一般情况 下,该步骤不会把导体衬底11和栅极结构12顶部的侧墙层13中的氮化硅层完全去除干 净,使栅极结构12两侧的侧墙层形成“D”形状;接着,采用第二刻蚀气体进行第二刻蚀,所 述第二刻蚀气体为CH3F、O2和Ar,体积比为20 80 100。该第二刻蚀步骤中,一方面要 刻蚀第一刻蚀步骤中的未去除到位的栅极结构12侧壁上的侧墙层13中的氮化硅层(即栅 极结构12两侧与半导体衬底相接触位置处的侧墙层13中的氮化硅层)至预定尺寸,同时 还要除去半导体衬底11和栅极结构12顶部残留的侧墙层13中的氮化硅层,直至去除栅极 结构顶部的侧墙层13,经过第二刻蚀后,所述侧墙层13变成13a,于是获得了 500埃至800 埃“D”形状的侧墙。在申请号为200610071764的中国专利申请中还可以发现更多与上述技术方案相关的信息。但是上述方法存在的问题是由于刻蚀通常采用的是不用掩膜的各向异性刻蚀, 刻蚀方向沿垂直于半导体衬底方向,由于栅极结构侧壁上的侧墙层沿垂直于半导体衬底方 向的厚度,远大于半导体衬底上和栅极结构顶部的侧墙层厚度,因此在刻蚀去除栅极结构 顶部和半导体衬底上的侧墙层后,栅极结构侧壁上的侧墙层仅仅顶部被刻蚀,因此形成D 型的栅极侧墙。但是由于半导体制造工艺存在偏差,因此当形成侧墙层的时候厚度大于目 标值,这样如果还采用现有的形成的栅极侧墙,沿垂直于栅极结 构侧壁方向的厚度会大于目标值,这样就会影响后续制造形成的半导体器件的质量。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是提供一种侧墙的形成方法提高栅极侧墙沿垂直于栅极3结构侧壁方向的厚度的精确度。为了解决上述问题,本专利技术提供了一种,包括步骤提供半导体衬底,所述半导体衬底上形成有栅极结构、覆盖栅极结构和半导体衬 底的侧墙层;刻蚀栅极结构侧壁上的侧墙层,直到所述侧墙层沿垂直于栅极结构侧壁方向的厚 度达到预定尺寸;刻蚀所述覆盖栅极结构和半导体衬底的侧墙层,直到栅极结构顶部和半导体衬底 上的侧墙层被去除。优选的,所述刻蚀栅极结构侧壁上的侧墙层步骤之前还包括对所述侧墙层的厚度进行测量,根据所述侧墙层的厚度确定需要刻蚀去除的栅极 结构侧壁上的侧墙层厚度。优选的,对所述侧墙层的厚度进行测量为测量栅极结构侧壁上的沿垂直于栅极 结构侧壁方向的侧墙层的厚度。优选的,所述测量利用光学关键尺寸(OCD)测量。优选的,所述刻蚀栅极结构侧壁上的侧墙层的步骤为各向同性刻蚀。优选的,所述刻蚀栅极结构侧壁上的侧墙层的参数为腔室压强Omt至5mt,电源 功率200V至1000V,偏置电压OV至100V,刻蚀气体的流量为IOOsccm至500sccm。优选的,刻蚀气体包括CF4、CHF3> CH2F2, CH3F, C4F8或者C5F8中的一种或其组合。优选的,刻蚀气体还包括惰性气体。优选的,所述刻蚀所述覆盖栅极结构和半导体衬底的侧墙层,为沿垂直于半导体 衬底表面的各向异性刻蚀。与现有技术相比,本专利技术主要具有以下优点本专利技术通过增加对栅极结构侧壁上的侧墙层进行刻蚀的步骤,从而使得即使侧墙 层的厚度过厚,也可以通过对栅极结构侧壁上的侧墙层进行刻蚀,来调整形成的栅极侧墙 的沿垂直于栅极结构侧壁方向的厚度,使得形成的厚度达到预定尺寸,从而提高了形成的 栅极侧墙沿垂直于栅极结构侧壁方向的厚度的精确度。附图说明通过附图中所示的本专利技术的优选实施例的更具体说明,本专利技术的上述及其它目 的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按 实际尺寸等比例缩放绘制附图,重点在于示出本专利技术的主旨。图1至图2为现有的形成栅极结构侧墙的示意图;图3为本专利技术的流程图;图4至图6为本专利技术的的示意图。具体实施例方式由
技术介绍
可知,在形成栅极结构侧墙的制造过程中,可能由于工艺偏差使得形 成的栅极结构上的侧墙层超出预定的厚度,这样如果还利用现有的刻蚀工艺去除栅极结构 顶部及半导体衬底上的侧墙层后,保留在栅极结构侧壁上的侧墙层,沿垂直栅极结构侧壁方向的厚度就会大于目标值,从而使得栅极侧墙沿垂直于栅极结构侧壁方向的厚度的精确 度较差。因此本专利技术提供了一种。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本专利技术 的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发 明。但是本专利技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不 违背本专利技术内涵的情况下做类似推广,因此本专利技术不受下面公开的具体实施的限制。其次,本专利技术利用示意图进行详细描述,在详述本专利技术实施例时,为便于说明,表 示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大,而且所述示意图只是实例,其在此不应 限制本专利技术保护的范围。此外,在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。图3为本专利技术的流程图。图4至图5为本专利技术的形成栅 极结构侧墙的方法的示意图。参考图3至图5,本专利技术的包括步 骤S10,提供半导体衬底,所述半导体衬底上形成有栅极结构、覆盖栅极结构和半导 体衬底的侧墙层。参考图4,提供半导体衬底100,所述的半导体衬底100可以是单晶硅、多晶硅或非 晶硅;所述半导体衬底100也可以是硅、锗、砷化镓或硅锗化合物;该半导体衬底100还可 以具有外延层或绝缘层上硅结构;所述的半导体衬底100还可以是其它半导体材料,这里 不再—列举。在所述半导体衬底100上形成栅极结构110,所述栅极结构110包括栅氧化层 IlOa和栅层110b,所述栅氧化层IlOa材料包含二氧化硅(Si02)、掺杂铪(Hf)的二氧化硅 或具有高介电常数的介质材料,如二氧化铪(Hf02)等。所述栅层IlOb为多晶硅材料。形成覆盖栅极结构110和半导体衬底100侧墙层120。优选的,侧墙层可以为氮化 物和氧化物的叠层结构(ON),如包括二氧化铪等或掺杂铪的二氧化硅层,及覆盖在二氧化 硅上的氮化硅层。优选的,在形成栅极结构侧墙层之后还包括对所述侧墙层120的厚度进行测量, 根据所述侧墙层120的厚度确定需要刻蚀去除的栅极结构侧壁上的侧墙层的厚度。例如, 所述对侧墙层120的厚度进行测量步骤具体为利用光学关键尺寸(OCD)测量方法测量位 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种形成栅极结构侧墙的方法,其特征在于,包括步骤:提供半导体衬底,所述半导体衬底上形成有栅极结构、覆盖栅极结构和半导体衬底的侧墙层;刻蚀栅极结构侧壁上的侧墙层,直到所述侧墙层沿垂直于栅极结构侧壁方向的厚度达到预定尺寸;刻蚀所述覆盖栅极结构和半导体衬底的侧墙层,直到栅极结构顶部和半导体衬底上的侧墙层被去除。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员:王新鹏,沈满华,
申请(专利权)人:中芯国际集成电路制造上海有限公司,
类型:发明
国别省市:31
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