改善栅极侧墙形貌的方法及半导体器件制造方法.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CN105789129A(43)申请公布日2016.07.20(21)申请号201610307769.7(22)申请日2016.05.11(71)申请人上海华虹宏力半导体制造有限公司地址201203上海市浦东新区张江高科技园区祖冲之路1399号(72)发明人陈宏(74)专利代理机构上海思微知识产权代理事务所(普通合伙)31237代理人屈蘅(51)Int.Cl.H01L21/8234(2006.01)H01L21/8238(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图3页(54)发明名称改善栅极侧墙形貌的方法及半导体器件制造方法(57)摘要本发明提供一种改善栅极侧墙形貌的方法以及半导体器件制造方法，在形成的侧墙层表面上覆盖一层保护层，该保护层包裹住侧墙层，这样使半导体衬底表面趋于平坦；然后，采用侧墙层和保护层具有高刻蚀选择比的穿通刻蚀工艺垂直刻蚀保护层，以去除保护层位于栅极结构顶部等平面上的部分，而保留位于所述栅极结构的侧壁及斜肩上的部分；之后在部分刻蚀侧墙层形成侧墙的过程中，斜肩上的保护层可以对其下的侧墙层进行保护，降低斜肩处侧墙材料的刻蚀损耗，从而可以最终获得宽度均匀性的侧墙，该侧墙可以增大后续在源/漏区上形成的接触孔与栅极结构之间的有效距离，改善源/漏区离子注入的效果，从而改善器件的阈值电压和漏电流问题，提高器件性能。CN105789129ACN105789129A权利要求书1/1页1.一种改善栅极侧墙形貌的方法，其特征在于，包括：在一半导体衬底表面上形成栅极结构；在所述半导体衬底和栅极结构表面上依次形成用于制作侧墙的侧墙层以及用于保护侧墙的保护层，所述保护层的厚度小于所述侧墙层；以所述侧墙层为刻蚀停止层，刻蚀打通所述保护层，以保留所述栅极结构的侧壁及斜肩上的保护层；部分刻蚀所述侧墙层，以在所述栅极结构侧壁形成宽度均匀的侧墙。2.如权利要求1所述的改善栅极侧墙形貌的方法，其特征在于，所述侧墙层通过低压化学沉积工艺或者炉管原子层沉积工艺形成。3.如权利要求1所述的改善栅极侧墙形貌的方法，其特征在于，所述侧墙层为氮化硅层或氮氧化硅层单层结构，或者为氧化硅层、氮化硅层以及氮氧化硅层中的两种形成双层结构，或者为氧化硅层-氮化硅层-氧化硅层三层结构。4.如权利要求1所述的改善栅极侧墙形貌的方法，其特征在于，所述侧墙层为氧化硅层-氮化硅层双层结构，所述氧化硅层的厚度为所述氮化硅层的厚度为5.如权利要求1所述的改善栅极侧墙形貌的方法，其特征在于，所述保护层的厚度小于所述侧墙层中的氧化硅层的厚度。6.如权利要求1或4所述的改善栅极侧墙形貌的方法，其特征在于，所述保护层为二氧化硅、正硅酸乙酯、氮化钛或氮化钽，厚度为7.如权利要求6所述的改善栅极侧墙形貌的方法，其特征在于，所述保护层通过低压化学沉积工艺或者炉管原子层沉积工艺形成。8.如权利要求1所述的改善栅极侧墙形貌的方法，其特征在于，刻蚀打通所述保护层的过程中，所述侧墙层与所述保护层的刻蚀选择比大于5。9.如权利要求8所述的改善栅极侧墙形貌的方法，其特征在于，采用干法刻蚀工艺刻蚀打通所述保护层以及部分刻蚀所述侧墙层，且刻蚀打通所述保护层的刻蚀气体包括多碳氟基气体，部分刻蚀所述侧墙层的刻蚀气体包括多氟氟基气体，所述多氟氟基气体的氟碳元素比大于等于2，所述多碳氟基气体中的氟碳元素比小于2。10.如权利要求9所述的改善栅极侧墙形貌的方法，其特征在于，所述多氟氟基气体为SiF4、NF3、SF6、CF4、CF3I、CHF3、CH3F、CH2F2、C2F6、C2F6、C3F8、C4F8的一种或几种的组合；所述多碳氟基气体C5F8、C4F6、C6F6、C12F15、C15F18的一种或几种的组合。11.如权利要求9所述的改善栅极侧墙形貌的方法，其特征在于，刻蚀打通所述保护层的工艺参数包括：刻蚀气体为多碳氟基气体和辅助气体的混合气体，所述辅助气体为O2、N2、NO、N2O、NH3CO、CO2、COS、He、H2、Ar的一种或几种的组合。12.如权利要求9所述的改善栅极侧墙形貌的方法，其特征在于，部分刻蚀所述侧墙层的工艺参数包括：刻蚀气体为多氟氟基气体和氯基气体的混合气体，所述氯基气体包括Cl2、CH2Cl2、CH3Cl中的一种或几种的组合。13.一种半导体器件制造方法，其特征在于，包括权利要求1至12中任一项所述的改善栅极侧墙形貌的方法。2CN105789129A说明书1/5页改善栅极侧墙形貌的方法及半导体器件制造方法技术领域[0001]本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种改善栅极侧墙形貌的方法及半导体器件制造方法。背景技术[0002]请参考图1，在半导体制造工艺进入纳米级后，一般在CMOS器件中都采用侧墙结构(spacer)12