[發(fā)明專(zhuān)利]氧化硅及氮化硅雙層復(fù)合側(cè)墻的刻蝕方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210228815.6
• 申請(qǐng)日: 2012-07-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103531473A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孟令款
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院微電子研究所
• 主分類(lèi)號(hào): H01L21/336
• 分類(lèi)號(hào): H01L21/336;H01L21/311
• 代理公司: 北京藍(lán)智輝煌知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11345
• 代理人: 陳紅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于半導(dǎo)體集成電路制造領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種氧化硅及氮化硅雙層復(fù)合側(cè)墻的刻蝕方法。?

背景技術(shù)

在超大規(guī)模集成電路制造中，在輕摻雜漏(LDD)注入工藝之前需要制作介質(zhì)側(cè)墻(spacer)，防止更大劑量的源漏注入過(guò)于接近溝道而導(dǎo)致源漏穿通，從而造成器件失效及良率降低。?

當(dāng)前應(yīng)用于主流65nm甚至45nm側(cè)墻制作工藝為：首先在多晶硅柵極上沉積或熱生長(zhǎng)一層二氧化硅薄膜襯層(Liner)，如采用RTO生長(zhǎng)30A左右的二氧化硅，作為隨后的刻蝕阻擋層；再沉積一層良好共形性的氮化硅薄膜，包圍在多晶硅柵極周?chē)Ｈ缓螅捎玫入x子體刻蝕去掉襯底上及柵極上的氮化硅薄膜，停止在下面的氧化層上，形成第一道偏移隔離側(cè)墻(offset?spacer)。在輕摻雜漏(LDD)注入及Halo注入(袋狀注入)工藝之后，分別沉積二氧化硅及氮化硅薄膜，前者作為后者的刻蝕阻擋層，從而形成第二道側(cè)墻——即氧化硅、氮化硅雙層復(fù)合側(cè)墻(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“ON側(cè)墻”)。?

源漏注入的橫向?qū)挾扔傻诙繭N側(cè)墻的底部寬度定義。隨著器件尺寸越來(lái)越小，側(cè)墻刻蝕工藝必須能夠很好地控制底部側(cè)墻的有效寬度，否則源漏區(qū)LDD注入的劑量及橫向擴(kuò)散便需要進(jìn)行調(diào)整；同時(shí)，要求對(duì)空曠區(qū)的氮化硅薄膜刻蝕干凈，并要求對(duì)襯底造成較小損傷。?

另外，隨著器件尺寸進(jìn)入32nm后加工時(shí)代，主流工藝普遍采用高K金屬柵后柵工藝，為了后續(xù)調(diào)整功函數(shù)的金屬及柵極頂上對(duì)外接觸區(qū)金屬的填充，柵電極的高度亦隨著相應(yīng)縮小，并且其縮小比例有大于摩爾定律設(shè)定的趨勢(shì)，以有利于接下來(lái)的后柵電極填充工藝。特別地，側(cè)墻介質(zhì)厚度的微縮則變動(dòng)不大，因此，其占柵極高度的比例逐漸上升，在32nm時(shí)代，?達(dá)到二分之一以上。基于此，在ON側(cè)墻刻蝕結(jié)束后，很容易形成斜面的結(jié)構(gòu)，如圖1為傳統(tǒng)方法形成的ON側(cè)墻形貌截面圖，其中兩側(cè)的ON側(cè)墻是斜面的結(jié)構(gòu)，對(duì)底部側(cè)墻寬度的控制不利。綜上，隨著器件尺寸的逐步微縮，對(duì)于側(cè)墻底部有效寬度的控制及氮化硅的完全去除有了更高要求。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種可控制底部側(cè)墻寬度的氧化硅及氮化硅雙層復(fù)合側(cè)墻的刻蝕方法。?

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是：?

一種氧化硅及氮化硅雙層復(fù)合側(cè)墻的刻蝕方法，首先在形成偏移隔離側(cè)墻的半導(dǎo)體晶片上，在輕摻雜漏注入及Halo工藝之后，先后沉積上氧化硅、氮化硅薄膜；其特征在于，該方法還包括如下步驟：主刻蝕步驟：將所述氮化硅薄膜刻蝕到一個(gè)特定厚度；過(guò)刻蝕步驟，再刻蝕余下的氮化硅薄膜并停止在下面的氧化硅薄膜上，同時(shí)將整個(gè)晶片表面余下的氮化硅刻蝕干凈，從而形成氧化硅、氮化硅復(fù)合雙層側(cè)墻；其中所述主刻蝕步驟完成后直接轉(zhuǎn)換到所述過(guò)刻蝕步驟。?

優(yōu)選地，所述主刻蝕步驟采用等離子體干法工藝刻蝕掉所述氮化硅薄膜厚度的2/3～4/5。?

其中過(guò)刻蝕步驟采用高選擇比菜單，刻蝕余下的氮化硅薄膜。所述氮化硅對(duì)氧化硅的高選擇比大于或等于10∶1。?

其中主刻蝕步驟和過(guò)刻蝕步驟對(duì)氮化硅的刻蝕分別采用碳氟基氣體、以及氧氣。優(yōu)選地，所述主刻蝕步驟的碳氟基氣體為單獨(dú)采用CF₄、或單獨(dú)采用CHF₃、或者CF₄與CHF₃的組合；所述過(guò)刻蝕步驟的碳氟基氣體為CF₄與CH₂F₂的組合、或CF₄與CH₃F的組合、或者單獨(dú)采用CH₃F。所述主刻蝕步驟和過(guò)刻蝕步驟對(duì)氮化硅的刻蝕在通入碳氟基氣體、以及氧氣的同時(shí)還分別通入可形成穩(wěn)定等離子體的稀釋性氣體氬氣。?

優(yōu)選地，所述主刻蝕步驟和過(guò)刻蝕步驟采用LAM?Exelan?Hpt機(jī)臺(tái)，參數(shù)包括壓力、高頻、低頻、以及CF₄、CHF₃、CH₃F、O₂、和Ar的流量，分別是：?

其中所述的氧化硅、氮化硅薄膜采用PECVD、或LPCVD方式制備。?