去除栅介质层的方法.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(10)申请公布号CN104425233A(43)申请公布日(43)申请公布日2015.03.18(21)申请号201310365793.2(22)申请日2013.08.20(71)申请人中芯国际集成电路制造（上海）有限公司地址201203上海市浦东新区张江路18号(72)发明人赵杰张彬(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代理人屈蘅李时云(51)Int.Cl.H01L21/283(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图4页(54)发明名称去除栅介质层的方法(57)摘要本发明提出一种去除栅介质层的方法，在形成层间介质层之后，刻蚀去除虚拟栅极之前，先对所述层间介质层以及侧墙进行第一次预处理，使层间介质层和侧墙的表面更加致密，降低后续刻蚀对层间介质层和侧墙的损伤；在进行刻蚀去除栅介质层时，同时对层间介质层以及侧墙进行第二次预处理，能够进一步的减少刻蚀时对所述层间介质层和侧墙的损伤，使层间介质层和侧墙的表面更平坦，能更好的控制形成金属栅的高度以及避免金属栅材料在层间介质层发生残留，从而可以提高形成的半导体器件的良率。CN104425233ACN104425233A权利要求书1/2页1.一种去除栅介质层的方法，其步骤包括：提供半导体衬底，在所述半导体衬底上形成有栅介质层，在所述栅介质层上形成有虚拟栅极，在所述虚拟栅极两侧形成有侧墙，在所述半导体衬底上、虚拟栅极之间填充有层间介质层；对所述层间介质层以及侧墙进行第一预处理；去除所述虚拟栅极，暴露出所述栅介质层；分步刻蚀所述栅介质层，在相邻的分步刻蚀之间对所述层间介质层以及侧墙进行第二预处理，直至完全去除所述栅介质层。2.如权利要求1所述的去除栅介质层的方法，其特征在于，所述第一预处理采用氮气、氩气或者氮气和氩气混合的电浆对所述层间介质层以及侧墙进行轰击。3.如权利要求2所述的去除栅介质层的方法，其特征在于，所述氮气或氩气流量范围是5000sccm～15000sccm。4.如权利要求3所述的去除栅介质层的方法，其特征在于，所述第一预处理的处理时间范围是10s～60s。5.如权利要求1所述的去除栅介质层的方法，其特征在于，所述第二预处理采用O3的电浆对所述层间介质层以及侧墙进行干法处理。6.如权利要求5所述的去除栅介质层的方法，其特征在于，所述O3的流量范围是10000sccm～20000sccm。7.如权利要求5所述的去除栅介质层的方法，其特征在于，所述第二预处理的时间范围是20s～60s。8.如权利要求1所述的去除栅介质层的方法，其特征在于，所述第二预处理采用O3和去离子水对所述层间介质层以及侧墙进行湿法处理。9.如权利要求8所述的去除栅介质层的方法，其特征在于，所述O3的流量范围是5ppm～100ppm，所述去离子水的流量范围是1L～2L。10.如权利要求8所述的去除栅介质层的方法，其特征在于，所述第二预处理的时间范围是20s～120s。11.如权利要求1所述的去除栅介质层的方法，其特征在于，采用氢氟酸对所述栅介质层进行分步刻蚀。12.如权利要求11所述的去除栅介质层的方法，其特征在于，所述氢氟酸采用三步刻蚀去除所述栅介质层。13.如权利要求12所述的去除栅介质层的方法，其特征在于，每步使用所述氢氟酸进行刻蚀的时间范围是5s～60s,浓度范围是50:1～500:1。14.如权利要求13所述的去除栅介质层的方法，其特征在于，在第一步和第二步刻蚀的之后，均对所述层间介质层以及侧墙进行第二预处理。15.如权利要求1所述的去除栅介质层的方法，其特征在于，所述栅介质层的材质为二氧化硅。16.如权利要求15所述的去除栅介质层的方法，其特征在于，所述栅介质层采用热氧化法形成。17.如权利要求1所述的去除栅介质层的方法，其特征在于，所述侧墙的材质包括二氧2CN104425233A权利要求书2/2页化硅、氮化硅和氮氧化硅。18.如权利要求1所述的去除栅介质层的方法，其特征在于，所述层间介质层的材质为二氧化硅。3CN104425233A说明书1/4页去除栅介质层的方法技术领域[0001]本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种去除栅极介质层的方法。背景技术[0002]随着晶体管尺寸的不断缩小，绝缘层+金属栅极（high-kmetalgate,HKMG）的技术几乎已经成为45nm以下级别制程的必备技术。不过在制作HKMG结构晶体管的工艺方面，业内存在两种不同工艺，分别是先栅极（Gate-first）工艺流派和后栅极（Gate-last）工艺流派。一般来说使用Gate-first工艺是直接形成金属栅极；而Gate-last工艺是先形成虚拟栅极之后再去除虚拟栅极和栅介质层，再形成真正新的栅介质层和金属栅极