栅极侧墙的制造方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109037054A(43)申请公布日2018.12.18(21)申请号201810768718.3(22)申请日2018.07.13(71)申请人上海华力集成电路制造有限公司地址201315上海市浦东新区中国（上海）自由贸易试验区康桥东路298号1幢1060室(72)发明人庄望超李镇全(74)专利代理机构上海浦一知识产权代理有限公司31211代理人郭四华(51)Int.Cl.H01L21/308(2006.01)H01L21/3105(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图4页(54)发明名称栅极侧墙的制造方法(57)摘要本发明公开了一种栅极侧墙的制造方法，包括步骤：步骤一、在半导体衬底表面形成由栅介质层、多晶硅栅和硬质掩膜层叠加而成的栅极结构；步骤二、形成侧墙介质层；步骤三、在侧墙介质层的表面形成侧墙保护介质层；步骤四、对侧墙保护介质层进行第一次全面刻蚀并使侧墙保护介质层仅位于栅极结构侧面；步骤五、对侧墙介质层进行第二次全面刻蚀形成侧墙，所保留的侧墙保护介质层对侧墙的侧面进行保护，侧墙保护介质层和硬质掩膜层自对准暴露出侧墙的顶部表面从而能调节侧墙的高度；步骤六、去除所保留的侧墙保护介质层。本发明能防止侧墙的厚度减薄，使侧墙的厚度得到保持；能调节侧墙的高度，防止形成过大的牛角，从而有利于栅极结构的平坦化。CN109037054ACN109037054A权利要求书1/2页1.一种栅极侧墙的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、提供一半导体衬底，在所述半导体衬底表面形成由栅介质层、多晶硅栅和硬质掩膜层叠加而成的栅极结构；步骤二、形成侧墙介质层，所述侧墙介质层覆盖在所述栅极结构的侧面和顶部表面以及所述栅极结构外的所述半导体衬底表面；步骤三、在所述侧墙介质层的表面形成侧墙保护介质层，所述侧墙保护介质层和所述侧墙介质层的材料不同，所述侧墙介质层的材料和所述硬质掩膜层的材料不同；步骤四、以所述侧墙介质层为停止层对所述侧墙保护介质层进行第一次全面刻蚀，所述第一次全面刻蚀将所述栅极结构的顶部以及所述栅极结构外的所述侧墙介质层表面的所述侧墙保护介质层都去除，所述栅极结构侧面的所述侧墙介质层的侧面保留有所述侧墙保护介质层；步骤五、对所述侧墙介质层进行第二次全面刻蚀，所述第二次全面刻蚀将所述栅极结构的顶部表面以及所述栅极结构外的所述半导体衬底表面的所述侧墙介质层都去除，在所述栅极结构的侧面形成由保留的所述侧墙介质层组成的侧墙，在所述第二次全面刻蚀中所保留的所述侧墙保护介质层对所述侧墙的侧面进行保护从而使所述侧墙的厚度得到保持；所述侧墙的顶部表面在横向上位于所保留的所述侧墙保护介质层和所述硬质掩膜层中间，所述第二次全面刻蚀实现对所述侧墙的顶部的自对准刻蚀并从而调节所述侧墙的高度；步骤六、去除所保留的所述侧墙保护介质层。2.如权利要求1所述的栅极侧墙的制造方法，其特征在于：所述半导体衬底为硅衬底。3.如权利要求2所述的栅极侧墙的制造方法，其特征在于：所述硬质掩膜层由第一氮化层和第二氧化层叠加而成。4.如权利要求2所述的栅极侧墙的制造方法，其特征在于：所述侧墙介质层的材料为氮化物。5.如权利要求2所述的栅极侧墙的制造方法，其特征在于：所述侧墙保护介质层的材料为氧化物、氮化物、钛化物或铊化物。6.如权利要求1所述的栅极侧墙的制造方法，其特征在于：所述栅介质层包括高介电常数层，在所述高介电常数层和所述半导体衬底之间还具有界面层；所述多晶硅栅在后续步骤中会被去除，之后会在所述多晶硅栅被去除的区域形成金属栅，由包括了所述高介电常数层的所述栅介质层和所述金属栅叠加形成HKMG。7.如权利要求6所述的栅极侧墙的制造方法，其特征在于：所述侧墙的高度大于等于所述多晶硅栅的高度且趋近于所述多晶硅栅的高度，在去除所述多晶硅栅之前，所述多晶硅栅顶部的所述硬质掩膜层会被去除，所述侧墙的高度和所述多晶硅栅的高度趋近时，在所述硬质掩膜层被去除之后能减少由所述侧墙突出于所述多晶硅栅顶部形成的牛角的高度。8.如权利要求6所述的栅极侧墙的制造方法，其特征在于：步骤六之后，还包括在所述栅极结构两侧的所述半导体衬底的表面形成对应的组件的源区和漏区的步骤。9.如权利要求8所述的栅极侧墙的制造方法，其特征在于：所述组件包括N型场效应晶体管和P型场效应晶体管。10.如权利要求9所述的栅极侧墙的制造方法，其特征在于：在形成所述源区和所述漏区之前，还包括在所述源区或所述漏区的形成区域进行组件增强工艺的步骤。2CN109037054A权利要求书2/2页11.如权利要求10所述的栅极侧墙的制造方法，其特征在于：所述组件增强工艺为锗硅工艺。12.如权利要求11所述的栅极侧墙的制造方法，其特征在于：所述组件增强工艺在所