[發明專利]一種消除側墻寬度負載效應的工藝

有效

• 申請號: 201210259241.9
• 申請日: 2012-07-25
• 公開（公告）號: CN102768953A
• 公開（公告）日: 2012-11-07
• 發明（設計）人: 楊渝書;李程;陳玉文
• 申請（專利權）人: 上海華力微電子有限公司
• 主分類號: H01L21/3065
• 分類號: H01L21/3065;H01L21/02
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 王敏杰

1.一種消除側墻寬度負載效應的工藝，應用于設置有柵極結構的半導體襯底上，所述半導體襯底上具有圖形密集區域和圖形空曠區域，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S1：沉積阻擋層覆蓋所述柵極結構的上表面及其側壁，并同時覆蓋暴露的所述半導體襯底的上表面；

步驟S2：沉積氮化硅薄膜覆蓋所述阻擋層的上表面，于柵極結構的側壁上形成氮化硅側墻，其中，位于圖形密集區域中的氮化硅側墻的厚度小于位于圖形空曠區域中的氮化硅側墻的厚度；

步驟S3：在20-40mT的反應腔室壓力的環境條件下，采用350-500V的偏壓射頻功率，利用CF₄/CH₂F₂/O₂?的混合氣體，對所述氮化硅薄膜進行主刻蝕工藝，以部分去除所述氮化硅薄膜；其中，氣體比例CF₄：CH₂F₂的范圍為1:2-1:3；

步驟S4：繼續采用CH₃F/O₂?/He的混合氣體，進行過刻蝕工藝，去除剩余位于所述半導體襯底和柵極結構的上表面的氧化硅薄膜，同時部分去除所述阻擋層，形成厚度相近的柵極側墻。

2.根據權利要求1所述的消除側墻寬度負載效應的工藝，其特征在于，所述柵極結構包括柵極氧化物層、柵極、氮化硅補償側墻和氧化硅補償側墻；

所述柵極氧化物層位于所述半導體襯底的上表面，所述柵極位于所述柵極氧化物的上表面，所述氧化硅補償側墻覆蓋所述柵極的側壁及部分所述柵極氧化物的上表面，所述氮化硅補償側墻覆蓋所述氧化硅補償側墻的側壁及所述柵極氧化物剩余的上表面。

3.根據權利要求2所述的消除側墻寬度負載效應的工藝，其特征在于，所述阻擋硅層覆蓋所述柵極氧化物和所述氮化硅補償側墻的側壁及所述柵極的上表面。

4.根據權利要求1所述的消除側墻寬度負載效應的工藝，其特征在于，所述阻擋層的材質為氧化硅。

5.根據權利要求1所述的消除側墻寬度負載效應的工藝，其特征在于，步驟S2中采用等離子體增強化學汽相沉積工藝沉積所述氮化硅薄膜。

6.根據權利要求1所述的消除側墻寬度負載效應的工藝，其特征在于，步驟S3中采用偵測等離子體中CN信號下降的方法來控制主刻蝕工藝的刻蝕終點。

7.根據權利要求1所述的消除側墻寬度負載效應的工藝，其特征在于，在55nm工藝條件下，所述圖形密集區域中柵極間距100-160nm，所述圖形空曠區域中柵極間距大于1um。

8.根據權利要求7所述的消除側墻寬度負載效應的工藝，其特征在于，所述所述阻擋層的厚度為50A，所述氧化硅薄膜的厚度為600A，且位于所述圖形空曠區域中的氮化硅側墻的厚度比位于所述圖形密集區域中的氮化硅側墻的厚度大60A。

9.根據權利要求8所述的消除側墻寬度負載效應的工藝，其特征在于，所述主刻蝕工藝條件為：混合氣體：40sccm?CF₄/110sccm?CH₂F₂/60sccm?O₂，反應腔室壓力：25mT，RF功率：源功率450W、偏壓射頻功率450V，溫度：下電極中心/邊緣：55/50℃。

10.根據權利要求9所述的消除側墻寬度負載效應的工藝，其特征在于，所述過刻蝕工藝條件為：混合氣體：200sccm?CH₃F/125sccm?O₂/100sccm?He，壓力：40mT，RF功率：源功率400W，偏壓射頻功率400V，溫度：下電極中心/邊緣：46/44℃。