半导体器件的制作方法技术

本发明专利技术提供了一种半导体器件的制作方法，该方法包括：在晶片半导体衬底上形成栅极结构；在栅极结构的两侧形成具有氧化层-氮化层-氧化层叠层结构的侧壁层；对晶片表面进行氢氟酸处理。采用本发明专利技术的方法能够大大减少侧壁层形成之后晶片表面的氧化物杂质缺陷。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制造
，特别涉及一种。
技术介绍
目前，伴随着半导体制造技术的飞速发展，半导体器件为了达到更快的运算速度、 更大的数据存储量以及更多的功能，晶片朝向更高的元件密度、高集成度方向发展，半导体器件栅极位置的制作变得越来越重要。现有技术中，包括以下步骤，下面结合图Ia至图Ic进行说明。步骤11、形成栅极结构，如图Ia所示首先需在半导体衬底100上生成栅极氧化层110，然后在栅极氧化层110上沉积多晶硅层120，接着在所述多晶硅层120的表面涂布光阻胶层(图中未显示)，曝光显影图案化该光阻胶层，定义栅极的位置，以图案化的光阻胶层为掩膜，依次刻蚀多晶硅层120和栅极氧化层110，形成栅极结构；步骤12、在栅极结构的两侧形成侧壁层(spacer)在去除光阻胶后，在多晶硅层 120的表面，以及半导体衬底100的表面依次沉积第一氧化层130、氮化层140和第二氧化层150，然后干法刻蚀第一氧化层130、氮化层140，以及第二氧化层150的一部分，如图Ib 所示，由于干法刻蚀为各向异性刻蚀，所以刻蚀主要在水平方向进行，而保留侧壁(垂直方向)上的厚度；接着湿法刻蚀第二氧化层150的剩余部分至预定厚度时，结束刻蚀，如图Ic 所示，形成侧壁层，这里所形成的侧壁层为三层氧化层-氮化层-氧化层(ONO)叠层结构。 其中，为防止干法刻蚀速率较快，如果完全采用干法刻蚀第二氧化层150时无法控制刻蚀速率，导致刻蚀到半导体衬底，所以干法刻蚀只刻蚀第二氧化层150的一部分。而且完成湿法刻蚀第二氧化层150时，仍然预留一定厚度在半导体衬底上，该预定厚度的第二氧化层 150在后续离子注入时，保护半导体衬底不受离子损伤。侧壁层中的氧化层，一般采用正硅酸乙酯(TEOS)和臭氧(O3)反应淀积氧化硅(SiO2)层。需要注意的是，现有技术中一般湿法刻蚀第二氧化层150时采用氢氟酸(HF)，湿法刻蚀在酸槽里进行，酸槽里的氢氟酸经过滤之后循环使用，如果过滤器长时间使用之后， 过滤效果就会变差，使得再次使用的氢氟酸中带有杂质缺陷，落在要进行湿法刻蚀的晶片 (wafer)上，每片wafer包括多个曝光单元(shot)，整片wafer上每个shot之间的图案是相同的，即将wafer划分为若干个具有周期性结构的shot，一个shot内又包括多个die，每个die内分布多个栅极。通过扫描电子显微镜(SEM)的捕获发现，在每个die的下方角落区域，这种杂质缺陷的数量较之其他区域尤其严重，如图2所示，图2为扫描电子显微镜捕获的一个die上的杂质缺陷分布图。经过X射线光谱分析，这种杂质缺陷的主要成分仍然为氧化物。图3为透射电子显微镜(TEM，Transmission Electron Microscope)下的样品切片示意图，杂质缺陷还可能落在其他区域，为了更加清楚地说明现有技术所存在的问题， 图中只显示杂质缺陷出现的主要区域。如图3所示，杂质缺陷会落在栅极与栅极之间的区域，或者大块的杂质缺陷直接将栅极和栅极连接起来，这都大大增加了后续在半导体衬底上栅极与栅极之间的区域，进行离子注入时，保护层的厚度，严重影响离子注入时的效果， 例如同样的注入剂量，导致注入深度较浅等问题。所以杂质缺陷数量过多时，报废率(kill rate)也是很高的。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术解决的技术问题是减少侧壁层湿法刻蚀之后的杂质缺陷。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案具体是这样实现的本专利技术公开了一种，该方法包括在晶片半导体衬底上形成栅极结构；在栅极结构的两侧形成具有氧化层-氮化层-氧化层叠层结构的侧壁层；对晶片表面进行氢氟酸处理。在形成所述侧壁层之后，对晶片表面进行氢氟酸处理之前，对晶片表面进行检测， 在检测到氧化物杂质缺陷时，对晶片表面进行氢氟酸处理。在氢氟酸处理之后该方法进一步包括依次采用硫酸处理和氨水处理晶片。在氢氟酸处理之后该方法进一步包括采用硫酸处理或者氨水处理晶片。所述氢氟酸处理的方法为采用浓度为49%的稀氢氟酸DHF与去离子水DIW的比例为100 1 ；温度范围控制在22. 5 23. 5摄氏度；处理时间为5秒。所述硫酸处理的方法为采用浓度为98%的硫酸H2SO4与双氧水H2O2的比例为5 1 ；温度范围控制在 120 130摄氏度；处理时间为10分钟。所述氨水处理的方法为氨水NH4OH与H2O2与DIW的比例为1 2 50 ；温度范围控制在沘 32摄氏度； 处理时间为420秒。由上述的技术方案可见，本专利技术在湿法刻蚀侧壁层后，将wafer进行去杂质处理， 即将wafer依次经过氢氟酸处理、硫酸处理和氨水处理，有效减少了 wafer上的杂质缺陷数量，从而使得kill rate接近于零。附图说明图Ia至图Ic为现有技术半导体器件制作过程结构示意图。图2为扫描电子显微镜捕获的一个die上的杂质缺陷分布图。图3为透射电子显微镜下的样品切片示意图。图4为本专利技术优选实施例流程示意图。图fe为半导体器件侧壁层制作完成后，不对缺陷进行处理时的wafer表面扫描示意图。图恥为半导体器件侧壁层制作完成后，经过硫酸处理和氨水处理的wafer表面扫描示意图。图5c为半导体器件侧壁层制作完成后，依次经过氢氟酸处理、硫酸处理和氨水处理的wafer表面扫描示意图。具体实施例方式为使本专利技术的目的、技术方案、及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例， 对本专利技术进一步详细说明。本专利技术的核心思想是在湿法刻蚀侧壁层后，将wafer进行去杂质处理，即将 wafer依次经过氢氟酸处理、硫酸处理和氨水处理，有效减少了 wafer上的杂质缺陷数量， 从而使得kill rate接近于零。本专利技术优选实施例流程示意图如图4所示，其包括以下步骤步骤41、在晶片半导体衬底上形成栅极结构；如图Ia所示首先需在半导体衬底100上生成栅极氧化层110，然后在栅极氧化层110上沉积多晶硅层120，接着在所述多晶硅层120的表面涂布光阻胶层(图中未显示)， 曝光显影图案化该光阻胶层，定义栅极的位置，以图案化的光阻胶层为掩膜，依次刻蚀多晶硅层120和栅极氧化层110，形成栅极结构；步骤42、在栅极结构的两侧形成具有氧化层-氮化层-氧化层叠层结构的侧壁层， 在形成侧壁层的湿法刻蚀过程中晶片表面出现氧化物杂质缺陷；在去除光阻胶后，在多晶硅层120的表面，以及半导体衬底100的表面依次沉积第一氧化层130、氮化层140和第二氧化层150，然后干法刻蚀第一氧化层130、氮化层140，以及第二氧化层150的一部分，如图Ib所示，由于干法刻蚀为各向异性刻蚀，所以刻蚀主要在水平方向进行，而保留侧壁(垂直方向)上的厚度；接着采用HF湿法刻蚀第二氧化层150 的剩余部分至预定厚度时，结束刻蚀，如图3所示，形成侧壁层，这里所形成的侧壁层为三层ONO叠层结构。其中，为防止干法刻蚀速率较快，如果完全采用干法刻蚀第二氧化层150 时无法控制刻蚀速率，导致刻蚀到半导体衬底，所以干法刻蚀只刻蚀第二氧化层150的一部分。而且完成湿法刻蚀第二氧化层150时，仍然预留一定厚度在半导体衬底上，该预定厚度的第二氧化层150在后续离子注入时，保护半导体衬底不受离子损伤。侧壁层中的氧化层，一般采用TEOS和O3反应淀积SW2层。但是上述湿法本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种半导体器件的制作方法，该方法包括：在晶片半导体衬底上形成栅极结构；在栅极结构的两侧形成具有氧化层－氮化层－氧化层叠层结构的侧壁层；对晶片表面进行氢氟酸处理。

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件的制作方法，该方法包括 在晶片半导体衬底上形成栅极结构；在栅极结构的两侧形成具有氧化层-氮化层-氧化层叠层结构的侧壁层； 对晶片表面进行氢氟酸处理。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在形成所述侧壁层之后，对晶片表面进行氢氟酸处理之前，对晶片表面进行检测，在检测到氧化物杂质缺陷时，对晶片表面进行氢氟酸处理。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在氢氟酸处理之后该方法进一步包括依次采用硫酸处理和氨水处理晶片。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在氢氟酸处理之后该方法进一步包括采用硫酸处理或者氨水处理晶片。5.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：李强，
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