增大多晶硅栅极硬掩膜去除工艺窗口的方法.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CN110491780A(43)申请公布日2019.11.22(21)申请号201910794589.X(22)申请日2019.08.27(71)申请人上海华力集成电路制造有限公司地址201203上海市浦东新区良腾路6号(72)发明人张彦伟(74)专利代理机构上海浦一知识产权代理有限公司31211代理人戴广志(51)Int.Cl.H01L21/266(2006.01)H01L21/311(2006.01)H01L29/78(2006.01)H01L21/336(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图3页(54)发明名称增大多晶硅栅极硬掩膜去除工艺窗口的方法(57)摘要本申请公开了一种增大多晶硅栅极硬掩膜去除工艺窗口的方法，包括：提供一半导体衬底，通过预定工艺形成MOSFET器件结构；进行PMOS侧墙形成、P型注入和热退火工艺；沉积锗硅硬掩膜层；利用锗硅光罩通过光刻曝光，打开生长锗硅硬掩膜层的PMOS区域和多晶硅栅极顶部区域；蚀刻锗硅硬掩膜层，在PMOS源漏区域形成U型沟槽，同时刻蚀掉多晶硅栅极顶部的部分锗硅硬掩膜层；将U型沟槽蚀刻成Sigma型沟槽；沉积锗硅；去除多晶硅栅极顶部和侧壁的栅极硬掩膜层；重新生长NMOS侧墙，进行N型注入。通过打开多晶硅顶部，增大锗硅工艺中硬掩膜层去除工艺窗口，避免多晶硅栅极顶部硬掩膜层残留的缺陷。CN110491780ACN110491780A权利要求书1/2页1.一种增大多晶硅栅极硬掩膜去除工艺窗口的方法，其特征在于，所述方法包括：步骤1，提供一半导体衬底，通过浅沟槽隔离、阱离子注入、栅氧成长、多晶硅刻蚀形成MOSFET器件结构；步骤2，进行PMOS侧墙形成、P型注入和热退火工艺；步骤3，沉积一层预定厚度的锗硅硬掩膜层；步骤4，利用锗硅光罩通过光刻曝光，打开生长所述锗硅硬掩膜层的PMOS区域和多晶硅栅极顶部的预定尺寸区域；步骤5，蚀刻锗硅硬掩膜层，在PMOS源漏区域形成第一预定深度的U型沟槽，同时刻蚀掉所述多晶硅栅极顶部的部分锗硅硬掩膜层；步骤6，将所述U型沟槽蚀刻成第二预定深度的Sigma型沟槽；步骤7，进行锗硅的沉积；步骤8，去除所述多晶硅栅极顶部和侧壁的栅极硬掩膜层；步骤9，重新生长NMOS侧墙，进行N型注入。2.根据权利要求1所述的增大多晶硅栅极硬掩膜去除工艺窗口的方法，其特征在于，在所述步骤3中，沉积所述锗硅硬掩膜层的材料为氮化硅。3.根据权利要求1所述的增大多晶硅栅极硬掩膜去除工艺窗口的方法，其特征在于，在所述步骤3中，沉积所述锗硅硬掩膜层采用原子层沉积工艺或炉管成长工艺。4.根据权利要求1所述的增大多晶硅栅极硬掩膜去除工艺窗口的方法，其特征在于，在所述步骤3中，所述锗硅硬掩膜层的预定厚度为100～200A。5.根据权利要求1所述的增大多晶硅栅极硬掩膜去除工艺窗口的方法，其特征在于，在所述步骤5中，所述U型沟槽的第一预定深度为350～500A。6.根据权利要求1所述的增大多晶硅栅极硬掩膜去除工艺窗口的方法，其特征在于，在所述步骤6中，所述Sigma型沟槽的第二预定深度为600～750A。7.根据权利要求1所述的增大多晶硅栅极硬掩膜去除工艺窗口的方法，其特征在于，在所述步骤4中，所述预定尺寸区域的选取满足光刻机的曝光能力，所述预定尺寸至少为200nm。8.根据权利要求1所述的增大多晶硅栅极硬掩膜去除工艺窗口的方法，其特征在于，在所述步骤2中，所述P型注入为P型LDD/Halo离子注入。9.根据权利要求1所述的增大多晶硅栅极硬掩膜去除工艺窗口的方法，其特征在于，在所述步骤9中，所述N型注入为N型LDD/Halo离子注入。10.根据权利要求1所述的增大多晶硅栅极硬掩膜去除工艺窗口的方法，其特征在于，在所述步骤5中，通过等离子体刻蚀蚀刻所述锗硅硬掩膜层。11.根据权利要求1所述的增大多晶硅栅极硬掩膜去除工艺窗口的方法，其特征在于，在所述步骤6中，利用四甲基氢氧化铵溶液将所述U型沟槽蚀刻成第二预定深度的Sigma型沟槽。12.根据权利要求1所述的增大多晶硅栅极硬掩膜去除工艺窗口的方法，其特征在于，在所述步骤7中，通过外延生长进行锗硅的沉积。13.根据权利要求1所述的增大多晶硅栅极硬掩膜去除工艺窗口的方法，其特征在于，在所述步骤8中，通过热的磷酸溶液去除所述多晶硅栅极顶部和侧壁的栅极硬掩膜层。2CN110491780A权利要求书2/2页14.根据权利要求1至13任一所述的增大多晶硅栅极硬掩膜去除工艺窗口的方法，其特征在于，在所述步骤9之后，所述方法还包括：进行后续的源漏离子注入、热激活、SMT/SAB、CT引出及后段铜互连工艺。3CN110491780A说明书1/5页增大多晶硅栅极硬掩膜去除工艺窗口的方法技术领域[0