[發明專利]半導體元件的制作方法

有效

• 申請號: 201210126955.2
• 申請日: 2012-04-26
• 公開（公告）號: CN103378007B
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發明（設計）人: 洪慶文;黃志森;周玲君;王益昌
• 申請（專利權）人: 聯華電子股份有限公司
• 主分類號: H01L21/8238
• 分類號: H01L21/8238;H01L21/336
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所11105
• 代理人: 陳小雯

技術領域

本發明涉及一種半導體元件的制作方法。特別是涉及一種先在含氧環境下進行保護步驟以改質第一氮化物材料層，而后再進行一移除步驟，而在實質上不影響經改質的第一材料層的條件下移除一第二氮化物材料層，如此一來即可防止第一氮化物材料層在第二氮化物材料的移除步驟中被實質上削減(slash)。

背景技術

現有的半導體制作工藝中，希望能增加半導體元件的效能，常用的方法有改變柵極通道的應力，以增加載流子遷移率。也可以使用新的柵極介電材料或是柵極導電材料。

但是這兩種方法各自都有缺點。例如，會使得制作工藝步驟更加復雜，或是造成與目前制作工藝整合上的困難。

因此，仍然需要一種新穎的半導體制作工藝，以克服以上的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種先在無氧的條件下移除光致抗蝕劑，然后在含氧環境下進行保護步驟的綜合方法。在無氧的條件下移除光致抗蝕劑不會造成其他材料層的氧化，而在含氧環境下進行的保護步驟可以將第一氮化物材料層改質，使得在移除其他氮化物材料層時，實質上不影響經改質的第一氮化物材料層。如此一來即可防止第一氮化物材料層在移除步驟中被實質上削減(slash)。如此方法可以同時受惠于含氧與無氧制作工藝的好處。

本發明在第一方面先提出一種半導體元件的制作方法。首先，提供一基材。基材上具有一柵極結構以及圍繞柵極結構的一間隙壁。其次，進行一摻雜步驟，在未被光致抗蝕劑保護的柵極結構的至少一側的基材中形成一淺摻雜漏極。然后，進行一剝除步驟，而在一無氧環境下剝除光致抗蝕劑。再來，進行一保護步驟，而在一含氧環境下將間隙壁改質而得到一改質間隙壁。如此一來，就可以在保護步驟后再進行一移除步驟，以移除由氮化硅所組成的另一材料層。保護步驟使得移除步驟中改質過的間隙壁實質上不受影響。

在本發明一實施方式中，至少間隙壁的表面是由氮化硅所組成。

在本發明另一實施方式中，在保護步驟中氧化間隙壁，而在保護步驟后，間隙壁的表面由氮化硅與一種氧化物所組成。

在本發明另一實施方式中，使用一無氧氣體以形成無氧環境，且該剝除步驟更包含使用一堿性物質清潔基材、柵極結構與間隙壁。

在本發明另一實施方式中，材料層可以是選擇性外延成長(selective epitaxial growth，SEG)制作工藝中的犧牲間隙壁。

在本發明另一實施方式中，材料層可以是應力記憶技術(SMT)中的應力提供層。

在本發明另一實施方式中，材料層可以是界定柵極結構時的圖案化硬掩模層。

在本發明另一實施方式中，在蝕刻步驟后，間隙壁的尺寸損失小于5埃。

在本發明另一實施方式中，使用一干式氧化與一濕式氧化其中的至少一種來進行保護步驟。

在本發明另一實施方式中，保護步驟更包含使用去離子水，以清潔基材、柵極結構與間隙壁。

本發明在另一方面又提出一種半導體元件的制作方法。首先，提供沒有光致抗蝕劑的基材。基材上具有柵極結構以及位于柵極結構上的第一材料層。第一材料層包含一種氮化物。其次，進行一保護步驟，而在含氧環境下將第一材料層改質。然后，在進行過保護步驟后在基材上形成一第二材料層。繼續，在保護步驟后進行一移除步驟，而使用非氧化酸來移除第二材料層，第二材料層也包含一種氮化物。如此一來，保護步驟可以保護經改質的第一材料層實質上可以免于后續移除步驟的影響。

在本發明一實施方式中，在保護步驟中氧化第一材料層，使得第一材料層的表面包含氮化硅與一種氧化物。

在本發明另一實施方式中，在保護步驟中又使用去離子水清潔基材、柵極結構與第一材料層。

在本發明另一實施方式中，保護步驟使用一氣體氧、等離子體氧、濕式化學處理的至少一者。

在本發明另一實施方式中，柵極結構還包含一氮化物硬掩模。在移除該第二材料層前，進行一退火步驟，經由該第二材料層而改變該基材中的一應力。

在本發明另一實施方式中，第二材料層成為用于選擇性外延成長(selective epitaxial growth，SEG)制作工藝中，位于第一材料層上的犧牲間隙壁。所以在移除步驟中，可以使用非氧化酸來移除此犧牲間隙壁。