[發(fā)明專利]一種半導(dǎo)體器件的制造方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310088590.3
• 申請(qǐng)日: 2013-03-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104064450A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王冬江;孟曉瑩;張海洋;張翼英
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中芯國(guó)際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/266
• 分類號(hào): H01L21/266
• 代理公司: 北京市磐華律師事務(wù)所 11336
• 代理人: 董巍;高偉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，具體而言涉及一種半導(dǎo)體器件的制造方法。

背景技術(shù)

在半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域中，離子注入是半導(dǎo)體器件制造的關(guān)鍵步驟。在制造半導(dǎo)體器件的過(guò)程中，往往需要進(jìn)行離子注入工藝，以形成輕摻雜（LDD）區(qū)、或形成源極和漏極等。然而，隨著半導(dǎo)體制造工藝的不斷發(fā)展，器件的尺寸不斷縮小，這給離子注入工藝，尤其是離子注入工藝中掩膜的圖形化，帶來(lái)了極大的挑戰(zhàn)。并且，器件尺寸縮小給對(duì)NMOS或PMOS進(jìn)行離子注入以形成源極和漏極的工藝帶來(lái)了更大的挑戰(zhàn)；而這一問(wèn)題在鰭型場(chǎng)效應(yīng)晶體管（FinFET）上更加凸顯。

下面，結(jié)合圖1A至圖1F，對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體器件的制造方法進(jìn)行簡(jiǎn)要說(shuō)明，主要涉及離子注入工藝。其中，圖1A至圖1F為現(xiàn)有的半導(dǎo)體器件的制造方法的各工藝完成后形成的圖案的剖視圖。該半導(dǎo)體器件的制造方法，一般包括如下步驟：

步驟E1：提供一前端器件100，在前端器件100上形成光刻膠層1010，如圖1A所示。

其中，前端器件100，包括半導(dǎo)體襯底和柵極。半導(dǎo)體襯底中一般還包括淺溝槽隔離（STI）等（圖1A中未示出）。前端器件100一般包括PMOS區(qū)和NMOS區(qū)，如圖1A所示。其中，在圖1中位于半導(dǎo)體襯底上方的與PMOS和NMOS對(duì)應(yīng)的區(qū)域（不同的陰影區(qū)域）分別為PMOS的柵極和NMOS的柵極。

顯然，在現(xiàn)有技術(shù)中，光刻膠層1010直接形成于前端器件100之上。由于前端器件的結(jié)構(gòu)尤其表面結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜（其表面并不平坦），導(dǎo)致通過(guò)光刻對(duì)光刻膠層1010進(jìn)行圖形化以形成離子注入掩膜（NMOS離子注入掩膜或PMOS離子注入掩膜）的過(guò)程，受到了極大的挑戰(zhàn)，很難形成形貌理想的圖形化的光刻膠層（即，離子注入掩膜），這一問(wèn)題在鰭型場(chǎng)效應(yīng)晶體管（FinFET）上更加凸顯和嚴(yán)重。并且，由于器件縮小導(dǎo)致光刻膠層需在厚度上進(jìn)行一定的減小，這往往造成光刻膠層1010無(wú)法滿足離子注入和光刻的工藝窗口要求。

步驟E2：對(duì)光刻膠層1010進(jìn)行光刻，形成PMOS離子注入掩膜（即，圖形化的光刻膠層）101。形成的圖形，如圖1B所示。

其中，PMOS離子注入掩膜，是指對(duì)PMOS區(qū)進(jìn)行離子注入時(shí)所使用的掩膜；同理，NMOS離子注入掩膜，是指對(duì)NMOS區(qū)進(jìn)行離子注入時(shí)所使用的掩膜。并且，當(dāng)不至于引起混淆的情況下，NMOS離子注入掩膜和PMOS離子注入掩膜均可以簡(jiǎn)稱為離子注入掩膜。

如上所述，由于前端器件的結(jié)構(gòu)尤其表面結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜（表面不平坦），導(dǎo)致通過(guò)光刻對(duì)光刻膠層1010進(jìn)行圖形化以形成PMOS離子注入掩膜101的過(guò)程，形成的PMOS離子注入掩膜101的形貌往往并不理想。并且，由于器件縮小導(dǎo)致光刻膠層1010需在厚度上進(jìn)行一定的減小，這往往造成最終形成的離子注入掩膜101無(wú)法滿足離子注入和光刻對(duì)工藝窗口的要求（即工藝窗口過(guò)小）。

步驟E3：以PMOS離子注入掩膜101為掩膜，對(duì)前端器件100的PMOS區(qū)進(jìn)行離子注入。形成的圖形如圖1C所示。為了簡(jiǎn)要，圖中未示出前端器件100中形成的離子注入?yún)^(qū)。

本步驟中，PMOS離子注入掩膜101的作用主要在于：作為掩膜，防止NMOS區(qū)被注入離子。然而，由于PMOS離子注入掩膜101的形貌往往并不理想，并且，PMOS離子注入掩膜101的厚度往往無(wú)法滿足離子注入的工藝窗口要求，因此，可能造成PMOS區(qū)被不當(dāng)?shù)刈⑷腚x子，造成器件性能下降甚至良率下降。

步驟E4：剝離去除PMOS離子注入掩膜101。形成的圖形如圖1D所示。

步驟E5：以與步驟E1至E2相同的方法，在前端器件100上形成NMOS離子注入掩膜102；并以該NMOS離子注入掩膜102為掩膜對(duì)前端器件100的NMOS區(qū)進(jìn)行離子注入。如圖1E所示。

為了簡(jiǎn)要，圖1E中未示出前端器件100中形成的離子注入?yún)^(qū)。

在實(shí)施步驟E5的過(guò)程中，也存在上述步驟E1至E3所面臨的工藝窗口較小、容易造成器件良率下降等問(wèn)題。

步驟E6：剝離去除NMOS離子注入掩膜102。形成的圖形如圖1F所示。

在現(xiàn)有技術(shù)中，上述NMOS區(qū)和PMOS區(qū)的離子注入過(guò)程的先后順序，可以對(duì)調(diào)。并且，在完成步驟E6后，一般還包括在前端器件101上通過(guò)沉積層間介電層材料形成層間介電層（ILD）的步驟。