專利名稱：基于雙應(yīng)力薄膜技術(shù)的半導(dǎo)體器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)，特別涉及一種基于雙應(yīng)力薄膜技術(shù)的半導(dǎo)體器件的制作方法。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體制造技術(shù)的發(fā)展，雙應(yīng)力薄膜(dual stress liner)技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，其可提高半導(dǎo)器件的響應(yīng)速率，同時降低半導(dǎo)體器件的功耗。圖1 圖14為現(xiàn)有技術(shù)中基于雙應(yīng)力薄膜技術(shù)的半導(dǎo)體器件的制作方法的過程剖面示意圖，該方法主要包括步驟101，參見圖1，提供一半導(dǎo)體襯底1001，在半導(dǎo)體襯底1001上形成N阱1002、 P阱1003以及淺溝槽隔離區(qū)(STI) 1004。首先，采用雙阱工藝來定義N型金屬氧化物半導(dǎo)體(NMOQ管和P型金屬氧化物半導(dǎo)體(PMOS)管的有源區(qū)，從而得到N阱1002和P阱1003。然后，通過光刻以及刻蝕等工藝，在半導(dǎo)體襯底1001上形成STI 1004，用于電絕緣所形成的NMOS管和PMOS管的有源區(qū)。步驟102，參見圖2，在半導(dǎo)體襯底1001表面生長柵氧化層和沉積多晶硅，并利用光刻、刻蝕和離子注入等工藝在P阱1003上方形成NMOS管的柵極1005，在N阱1002上方形成PMOS管的柵極1006，在STI 1004上方形成NMOS管和PMOS管重疊區(qū)域的柵極1007， 其中位于STI 1004上的柵極1007直接與STI 1004接觸。另外，對NMOS管、PMOS管和二者重疊區(qū)域的位置進(jìn)行清楚地說明圖2A中圓環(huán)11 所示區(qū)域?yàn)镻MOS管的區(qū)域，圓環(huán)13所示區(qū)域?yàn)镹MOS管的區(qū)域，圓環(huán)11和圓環(huán)13重合的區(qū)域12為NMOS管和PMOS管重疊區(qū)域。步驟103，參見圖3，進(jìn)行輕摻雜漏(LDD)注入，在NMOS管柵極1005兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底1001上形成輕摻雜漏極1008和輕摻雜源極1009。注入的離子為N型元素，例如磷或砷。在半導(dǎo)體器件微型化、高密度化、高速化和系統(tǒng)集成化等需求的推動下，柵極結(jié)構(gòu)的寬度不斷減小，其下方的溝道長度也不斷減小，然而漏端的電壓并沒有顯著減小，這就造成了在漏端的電場的增加，使得附近的電荷具有較大的能量，這些熱載流子有可能穿越柵氧化層，引起了漏電流的增加，因此，需要采用一些手段來降低漏電流出現(xiàn)的可能性，如LDD注入。步驟104，參見圖4，進(jìn)行LDD注入，在PMOS管柵極1006兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底1001 上形成輕摻雜漏極1010和輕摻雜源極1011。注入的離子為P型元素，例如硼或銦。步驟105，參見圖5，在半導(dǎo)體襯底1001表面依次沉積二氧化硅(SiO2)和氮化硅 (Si3N4)，并采用干法刻蝕工藝刻蝕晶片表面的氮化娃，采用濕法刻蝕工藝刻蝕晶片表面的二氧化硅，在NMOS管的柵極1005兩側(cè)、PMOS管的柵極1006兩側(cè)，重疊區(qū)域的柵極1007兩側(cè)形成側(cè)壁層1012。
4
其中，側(cè)壁層1012包括第一側(cè)壁層和第二側(cè)壁層，第一側(cè)壁層為刻蝕后的二氧化硅，第二側(cè)壁層為刻蝕后的氮化硅。側(cè)壁層1012可用于防止后續(xù)進(jìn)行源漏注入時過于接近溝道以致發(fā)生源漏穿通， 即注入的雜質(zhì)發(fā)生擴(kuò)散從而產(chǎn)生漏電流。步驟106，參見圖6，以NMOS管的柵極1005兩側(cè)的側(cè)壁層1012作為掩膜進(jìn)行離子注入，從而形成NMOS管的漏極1013和源極1014。注入的離子為N型元素，例如磷或砷，N型離子注入后形成的結(jié)深比進(jìn)行LDD注入后形成的結(jié)深略大。需要說明的是，由于側(cè)壁層1012可作為柵極1005的保護(hù)層，因此注入的離子難以進(jìn)入柵極，從而僅對柵極兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底1001實(shí)現(xiàn)了注入，并最終形成漏極1013和源極 1014。步驟107，參見圖7，以PMOS管的柵極1006兩側(cè)的側(cè)壁層1012作為掩膜進(jìn)行離子注入，從而形成PMOS管的漏極1015和源極1016。注入的離子為P型元素，例如硼或銦，P型離子注入后形成的結(jié)深進(jìn)行LDD注入后形成的結(jié)深略大。步驟108，參見圖8，實(shí)施硅化物工藝，就是沉積鎳(Ni)、鈦(Ti)或者鈷(Co)等任一種金屬，由于這些金屬可以與硅反應(yīng)，但是不會與硅氧化物如二氧化硅(SiO2)或硅氮化物如氮化硅(Si3N4)等反應(yīng)，所以只會在露出的柵極1005、柵極1006、柵極1007表面或者半導(dǎo)體襯底1000表面，硅與沉積的金屬反應(yīng)形成金屬硅化物1017。步驟109，參見圖9，沉積具有張應(yīng)力的刻蝕停止層1018，接著在具有張應(yīng)力的刻蝕停止層1018的表面沉積硬掩膜氧化層1019，然后在硬掩膜氧化層1019的表面涂布第一光阻膠層1020，并曝光顯影圖案化第一光阻膠層1020，使得圖案化的第一光阻膠層1020的開口暴露出圖中左側(cè)的PMOS結(jié)構(gòu)，同時覆蓋圖中右側(cè)的NMOS結(jié)構(gòu)。即圖案化的第一光阻膠層1020的開口暴露出圖中左側(cè)的硬掩膜氧化層1019，但覆蓋圖中右側(cè)的硬掩膜氧化層 1019。具有張應(yīng)力的刻蝕停止層1018的主要成分為氮化硅。步驟110，參見圖10，首先以圖案化的第一光阻膠層1020為掩膜，對暴露出的左側(cè)的PMOS之上的硬掩膜氧化層1019進(jìn)行刻蝕，由于硬掩膜氧化層1019與具有張應(yīng)力的刻蝕停止層1018在刻蝕時具有很高的選擇比，所以刻蝕在具有張應(yīng)力的刻蝕停止層1018終止， 這時，右側(cè)的NMOS之上的硬掩膜氧化層1019由于之前被圖案化的第一光阻膠層1020覆蓋，所以右側(cè)的硬掩膜氧化層1019仍然保留，接著采用光阻膠灰化(ashing)的方法，將第一光阻膠層1020去除，最后以右側(cè)的硬掩膜氧化層1019為硬掩膜，對左側(cè)的PMOS之上的具有張應(yīng)力的刻蝕停止層1018進(jìn)行去除。其中，硬掩膜氧化層1019的材料為氧化硅，采用化學(xué)氣相沉積的方法形成，例如采用正硅酸乙酯-臭氧方法進(jìn)行等離子增強(qiáng)方式(PlasmaEnhanced TEOS, PETE0S)的沉積，或者等離子增強(qiáng)型化學(xué)氣相沉積(PECVD)，或者深高寬比的亞大氣壓制程化學(xué)氣相沉積 (HARP-CVD)等。硬掩膜氧化層1019作為刻蝕具有張應(yīng)力的刻蝕停止層1018的硬掩膜，否則如果將左側(cè)的硬掩膜氧化層1019和具有張應(yīng)力的刻蝕停止層1018都刻蝕完成之后，再去除第一光阻膠層1020，這時左側(cè)下層的金屬硅化物1017在左側(cè)具有張應(yīng)力的刻蝕停止層1018 剝離之后就顯露出來，而灰化去除光阻膠層1020的時候是需要氧氣進(jìn)行去除的，氧氣與金屬硅化物1017 —旦接觸，就會將金屬硅化物1017氧化，這是制程中所不允許的。所以在將左側(cè)的硬掩膜氧化層1019去除之后，需要先將第一光阻膠層1020去除，再以右側(cè)的硬掩膜氧化層1019為硬掩膜去除左側(cè)的具有張應(yīng)力的刻蝕停止層1018?？梢姡静襟E執(zhí)行完畢后，硬掩膜氧化層1019和具有張應(yīng)力的刻蝕停止層1018覆蓋在NMOS管表面，還覆蓋在NMOS管和PMOS管重疊區(qū)域中靠近NMOS管一側(cè)的側(cè)壁層(圖中柵極右側(cè)表面的側(cè)壁層)以及NMOS管和PMOS管重疊區(qū)域的柵極1007上表面中靠近NMOS 管的區(qū)域，較佳地，硬掩膜氧化層1019和具有張應(yīng)力的刻蝕停止層1018覆蓋在柵極1007 上表面的區(qū)域占柵極1007上表面面積的1/2。步驟111，參見圖11，沉積具有壓應(yīng)力的刻蝕停止層1021，接著在具有壓應(yīng)力的刻蝕停止層1021表面涂布第二光阻膠層1022，并曝光顯影圖案化該第二光阻膠層1022，使得圖案化的第二光阻膠層1022的開口暴露出圖右側(cè)的具有壓應(yīng)力的刻蝕停止層1021，同時覆蓋左側(cè)的具有壓應(yīng)力的刻蝕停止層1021。即圖案化的第二光阻膠層1022的開口暴露出圖右側(cè)的NMOS管結(jié)構(gòu)，同時覆蓋左側(cè)的PMOS管結(jié)構(gòu)。具有壓應(yīng)力的刻蝕停止層1021的主要成分為氮化硅。步驟112，參見圖12，以圖案化的第二光阻膠層1022為掩膜，對暴露出的右側(cè)具有壓應(yīng)力的刻蝕停止層1021進(jìn)行刻蝕，將右側(cè)具有壓應(yīng)力的刻蝕停止層1018去除，然后去除第二光阻膠層1022。需要說明的是，在上述步驟109至111中，最終分別在NMOS管之上形成具有張應(yīng)力的刻蝕停止層1018，在PMOS管之上形成具有壓應(yīng)力的刻蝕停止層1021，在NMOS管和PMOS管的重疊區(qū)域既有具有張應(yīng)力的刻蝕停止層1018，又有具有壓應(yīng)力的刻蝕停止層 1021，這樣，就可向NMOS管的溝道施加張應(yīng)力，增大NMOS管溝道中載流子的遷移率，可向 PMOS管的溝道施加壓應(yīng)力，增大PMOS管溝道中載流子的遷移率，以達(dá)到提高響應(yīng)速率并減少功耗的目的。步驟113，參見圖13，沉積介質(zhì)層1023。步驟114，參見圖14，對介質(zhì)層1023進(jìn)行刻蝕，形成接觸孔。其中，當(dāng)在PMOS管表面的介質(zhì)層1023中形成第一接觸孔IOM時，還進(jìn)一步對介質(zhì)層1023之下的具有壓應(yīng)力的刻蝕停止層1021進(jìn)行刻蝕。當(dāng)在NMOS管表面的介質(zhì)層1023 中形成第二接觸孔1025時，還進(jìn)一步對介質(zhì)層1023之下的硬掩膜氧化層1019和具有張應(yīng)力的刻蝕停止層1018進(jìn)行刻蝕。當(dāng)在NMOS管和PMOS管的重疊區(qū)域的介質(zhì)層1023中形成第三接觸孔10 時，進(jìn)一步對NMOS管表面介質(zhì)層1023之下的硬掩膜氧化層1019和具有張應(yīng)力的刻蝕停止層1018進(jìn)行刻蝕，同時，還對PMOS管表面介質(zhì)層1023之下的具有壓應(yīng)力的刻蝕停止層1021進(jìn)行刻蝕。至此，本流程結(jié)束。然而，如圖14所示，重疊區(qū)域中的柵極1007之上具有壓應(yīng)力的刻蝕停止層1021 的上表面與柵極1007表面的距離為a，重疊區(qū)域中的柵極1007之上硬掩膜氧化層1019的上表面與柵極1007表面的距離為b，距離a相當(dāng)于在距離b的基礎(chǔ)上還疊加了左側(cè)的具有壓應(yīng)力的刻蝕停止層1021上表面與柵極1006表面的距離c，因此，距離a和b之間具有比較大的差異。再者，當(dāng)形成第三接觸孔10 時，既需要對柵極1007之上具有壓應(yīng)力的刻蝕停止層1021進(jìn)行刻蝕，同時又需要對柵極1007之上硬掩膜氧化層1019和具有張應(yīng)力的刻蝕停止層1018進(jìn)行刻蝕，但是重疊區(qū)域內(nèi)具有壓應(yīng)力的刻蝕停止層1021與硬掩膜氧化層1019的上表面之間存在比較大的差異，有可能當(dāng)右側(cè)的硬掩膜氧化層1019和具有張應(yīng)力的刻蝕停止層1018被刻蝕至金屬硅化物1017的表面時，左側(cè)具有壓應(yīng)力的刻蝕停止層1021還未被刻蝕至金屬硅化物1017的表面，這樣，當(dāng)左側(cè)具有壓應(yīng)力的刻蝕停止層 1021被刻蝕至金屬硅化物1017的表面時，右側(cè)已刻蝕至金屬硅化物1017中甚至可能刻蝕至柵極1007表面，造成了金屬硅化物1017的損傷，可能導(dǎo)致制成的半導(dǎo)體器件產(chǎn)生漏電流 (leakage)0

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種基于雙應(yīng)力薄膜技術(shù)的半導(dǎo)體器件的制作方法，能夠避免產(chǎn)生漏電流。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的一種基于雙應(yīng)力薄膜技術(shù)的半導(dǎo)體器件的制作方法，在P型金屬氧化物半導(dǎo)體 PMOS管和N型金屬氧化物半導(dǎo)體NMOS管的柵極表面、NMOS管和PMOS管重疊區(qū)域的柵極表面和半導(dǎo)體襯底表面形成金屬硅化物后，在NMOS管的柵極的金屬硅化物表面、柵極兩側(cè)的側(cè)壁層表面、半導(dǎo)體襯底的金屬硅化物表面、NMOS管和PMOS管重疊區(qū)域的靠近NMOS管的側(cè)壁層以及NMOS管和PMOS管重疊區(qū)域中柵極的金屬硅化物表面中靠近NMOS管的區(qū)域依次形成具有張應(yīng)力的刻蝕停止層和硬掩膜氧化層，在PMOS管的柵極的金屬硅化物表面、 柵極兩側(cè)的側(cè)壁層表面、半導(dǎo)體襯底的金屬硅化物表面、NMOS管和PMOS管重疊區(qū)域的靠近 PMOS管的側(cè)壁層以及NMOS管和PMOS管重疊區(qū)域中柵極的金屬硅化物表面中靠近PMOS管的區(qū)域形成具有壓應(yīng)力的刻蝕停止層；該方法還包括對NMOS管和PMOS管重疊區(qū)域中具有壓應(yīng)力的刻蝕停止層進(jìn)行刻蝕，重疊區(qū)域中刻蝕后的具有壓應(yīng)力的刻蝕停止層的上表面低于重疊區(qū)域中具有壓應(yīng)力的刻蝕停止層的刻蝕前的上表面、且高于重疊區(qū)域中硬掩膜氧化層的上表面、且高于PMOS管中具有壓應(yīng)力的刻蝕停止層的上表面；沉積介質(zhì)層，并對介質(zhì)層進(jìn)行刻蝕形成接觸孔。所述具有張應(yīng)力的刻蝕停止層為具有張應(yīng)力的氮化硅。所述具有壓應(yīng)力的刻蝕停止層為具有壓應(yīng)力的氮化硅。所述對NMOS管和PMOS管重疊區(qū)域中具有壓應(yīng)力的刻蝕停止層進(jìn)行刻蝕的方法包括形成光阻膠層，光阻膠層的上表面高于NMOS管和PMOS管重疊區(qū)域中具有壓應(yīng)力的刻蝕停止層的上表面；對光阻膠層進(jìn)行灰化，灰化后的光阻膠層的上表面低于重疊區(qū)域中具有壓應(yīng)力的刻蝕停止層的刻蝕前的上表面、且高于重疊區(qū)域中硬掩膜氧化層的上表面、且高于PMOS管中具有壓應(yīng)力的刻蝕停止層的上表面；對NMOS管和PMOS管重疊區(qū)域中具有壓應(yīng)力的刻蝕停止層進(jìn)行刻蝕，并刻蝕至光阻膠層的上表面；去除光阻膠層。形成光阻膠層之前，該方法進(jìn)一步包括在光阻膠層之下形成底部抗反射涂層 BARC ；去除光阻膠層之后，該方法進(jìn)一步包括去除所述BARC。所述重疊區(qū)域中刻蝕后的具有壓應(yīng)力的刻蝕停止層的上表面與重合區(qū)域中的柵極上表面之間距離大于40納米、且小于120納米。當(dāng)所述接觸孔位于PMOS管表面的介質(zhì)層中時，進(jìn)一步對介質(zhì)層之下的具有壓應(yīng)力的刻蝕停止層進(jìn)行刻蝕；當(dāng)所述接觸孔位于NMOS管表面的介質(zhì)層中時，進(jìn)一步對介質(zhì)層之下的硬掩膜氧化層和具有張應(yīng)力的刻蝕停止層進(jìn)行刻蝕；當(dāng)所述接觸孔位于NMOS管和PMOS管重疊區(qū)域的介質(zhì)層中時，進(jìn)一步對NMOS管表面介質(zhì)層之下的硬掩膜氧化層和具有張應(yīng)力的刻蝕停止層進(jìn)行刻蝕，還進(jìn)一步對PMOS管表面介質(zhì)層之下的具有壓應(yīng)力的刻蝕停止層進(jìn)行刻蝕。在本發(fā)明所提供的一種基于雙應(yīng)力薄膜技術(shù)的半導(dǎo)體器件的制作方法中，對NMOS 管和PMOS管重疊區(qū)域中具有壓應(yīng)力的刻蝕停止層進(jìn)行刻蝕，使得刻蝕后的具有壓應(yīng)力的刻蝕停止層的上表面低于重疊區(qū)域中具有壓應(yīng)力的刻蝕停止層的刻蝕前的上表面、且高于重疊區(qū)域中硬掩膜氧化層的上表面、且高于PMOS管中具有壓應(yīng)力的刻蝕停止層的上表面， 這樣，由于重疊區(qū)域內(nèi)具有壓應(yīng)力的刻蝕停止層與硬掩膜氧化的上表面之間的高度差異比較小，當(dāng)具有壓應(yīng)力的刻蝕停止層被刻蝕至金屬硅化物的表面時，具有張應(yīng)力的刻蝕停止層也基本被刻蝕至金屬硅化物的表面，而具有張應(yīng)力的刻蝕停止層不可能被刻蝕至金屬硅化物中甚至被刻蝕至柵極表面，從而避免了金屬硅化物的損傷，因此避免了制成的半導(dǎo)體器件產(chǎn)生漏電流(leakage)。


圖1 圖14為現(xiàn)有技術(shù)中基于雙應(yīng)力薄膜技術(shù)的半導(dǎo)體器件的制作方法的過程剖面示意圖。圖15為本發(fā)明所提供的一種基于雙應(yīng)力薄膜技術(shù)的半導(dǎo)體器件的制作方法的流程圖。圖16 圖32為本發(fā)明所提供的一種基于雙應(yīng)力薄膜技術(shù)的半導(dǎo)體器件的制作方法的實(shí)施例的過程剖面示意圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下參照附圖并舉實(shí)施例，對本發(fā)明所述方案作進(jìn)一步地詳細(xì)說明。本發(fā)明的核心思想為對NMOS管和PMOS管重疊區(qū)域中具有壓應(yīng)力的刻蝕停止層進(jìn)行刻蝕，使得刻蝕后的具有壓應(yīng)力的刻蝕停止層的上表面略高于重疊區(qū)域中硬掩膜氧化層的上表面，從而減小了重疊區(qū)域內(nèi)具有壓應(yīng)力的刻蝕停止層與硬掩膜氧化的上表面之間的高度差異，當(dāng)具有壓應(yīng)力的刻蝕停止層被刻蝕至金屬硅化物的表面時，具有張應(yīng)力的刻蝕停止層不可能被刻蝕至金屬硅化物中甚至被刻蝕至柵極表面，從而避免了金屬硅化物的損傷，因此避免了制成的半導(dǎo)體器件產(chǎn)生漏電流(leakage)。圖15為本發(fā)明所提供的一種基于雙應(yīng)力薄膜技術(shù)的半導(dǎo)體器件的制作方法的流程圖。如圖15所示，該方法包括以下步驟步驟1，對NMOS管和PMOS管重疊區(qū)域中具有壓應(yīng)力的刻蝕停止層進(jìn)行刻蝕，重疊區(qū)域中刻蝕后的具有壓應(yīng)力的刻蝕停止層的上表面低于重疊區(qū)域中具有壓應(yīng)力的刻蝕停止層的刻蝕前的上表面、且高于重疊區(qū)域中硬掩膜氧化層的上表面、且高于PMOS管中具有壓應(yīng)力的刻蝕停止層的上表面。步驟2，沉積介質(zhì)層，并對介質(zhì)層進(jìn)行刻蝕形成接觸孔。至此，本流程結(jié)束。下面通過一個實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。圖16 圖32為本發(fā)明所提供的一種基于雙應(yīng)力薄膜技術(shù)的半導(dǎo)體器件的制作方法的實(shí)施例的過程剖面示意圖，該方法主要包括步驟201，參見圖16，提供一半導(dǎo)體襯底1001，在半導(dǎo)體襯底1001上形成N阱 1002、P阱1003以及淺溝槽隔離區(qū)(STI) 1004。步驟202，參見圖17，在半導(dǎo)體襯底1001表面生長柵氧化層和沉積多晶硅，并利用光刻、刻蝕和離子注入等工藝在P阱1003上方形成NMOS管的柵極1005，在N阱1002上方形成PMOS管的柵極1006，在STI 1004上方形成NMOS管和PMOS管重疊區(qū)域的柵極1007， 其中位于STI 1004上的柵極1007直接與STI 1004接觸。圖17中圓環(huán)11所示區(qū)域?yàn)镻MOS管的區(qū)域，圓環(huán)13所示區(qū)域?yàn)镹MOS管的區(qū)域， 圓環(huán)11和圓環(huán)13重合的區(qū)域12為NMOS管和PMOS管重疊區(qū)域。步驟203，參見圖18，進(jìn)行輕摻雜漏(LDD)注入，在NMOS管柵極1005兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底1001上形成輕摻雜漏極1008和輕摻雜源極1009。步驟204，參見圖19，進(jìn)行LDD注入，在PMOS管柵極1006兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底1001 上形成輕摻雜漏極1010和輕摻雜源極1011。步驟205，參見圖20，在NMOS管的柵極1005兩側(cè)、PMOS管的柵極1006兩側(cè)，重疊區(qū)域的柵極1007兩側(cè)形成側(cè)壁層1012。步驟206，參見圖21，以NMOS管的柵極1005兩側(cè)的側(cè)壁層1012作為掩膜進(jìn)行離子注入，從而形成NMOS管的漏極1013和源極1014。步驟207，參見圖22，以PMOS管的柵極1006兩側(cè)的側(cè)壁層1012作為掩膜進(jìn)行離子注入，從而形成PMOS管的漏極1015和源極1016。步驟208，參見圖23，實(shí)施硅化物工藝，就是沉積鎳(Ni)、鈦(Ti)或者鈷(Co)等任一種金屬，在露出的柵極1005、柵極1006、柵極1007表面和半導(dǎo)體襯底1000表面，硅與沉積的金屬反應(yīng)形成金屬硅化物1017。步驟209，參見圖24，沉積具有張應(yīng)力的刻蝕停止層1018，接著在具有張應(yīng)力的刻蝕停止層1018的表面沉積硬掩膜氧化層1019，然后在硬掩膜氧化層1019的表面涂布第一光阻膠層1020，并曝光顯影圖案化第一光阻膠層1020，使得圖案化的第一光阻膠層1020的開口暴露出圖中左側(cè)的PMOS結(jié)構(gòu)，同時覆蓋圖中右側(cè)的NMOS結(jié)構(gòu)。具有張應(yīng)力的刻蝕停止層1018的主要成分為氮化硅。
步驟210，參見圖25，首先以圖案化的第一光阻膠層1020為掩膜，對暴露出的左側(cè)的硬掩膜氧化層1019進(jìn)行刻蝕，由于硬掩膜氧化層1019與具有張應(yīng)力的刻蝕停止層1018 在刻蝕時具有很高的選擇比，所以刻蝕在具有張應(yīng)力的刻蝕停止層1018終止，這時，右側(cè)的硬掩膜氧化層1019由于之前被圖案化的光阻膠層1020覆蓋，所以右側(cè)的硬掩膜氧化層 1019仍然保留，接著采用光阻膠灰化(ashing)的方法，將第一光阻膠層1020去除，最后以右側(cè)的硬掩膜氧化層1019為硬掩膜，對左側(cè)的具有張應(yīng)力的刻蝕停止層1018進(jìn)行去除。步驟211，參見圖26，沉積具有壓應(yīng)力的刻蝕停止層1021，接著在具有壓應(yīng)力的刻蝕停止層1021表面涂布第二光阻膠層1022，并曝光顯影圖案化該第二光阻膠層1022，使得圖案化的第二光阻膠層1022的開口暴露出圖右側(cè)的具有壓應(yīng)力的刻蝕停止層1021，同時覆蓋左側(cè)的具有壓應(yīng)力的刻蝕停止層1021。即圖案化的第二光阻膠層1022的開口暴露出圖右側(cè)的NMOS管結(jié)構(gòu)，同時覆蓋左側(cè)的PMOS管結(jié)構(gòu)。具有壓應(yīng)力的刻蝕停止層1021的主要成分為氮化硅。步驟212，參見27，以圖案化第二光阻膠層1022為掩膜，對暴露出的右側(cè)具有壓應(yīng)力的刻蝕停止層1021進(jìn)行刻蝕，將右側(cè)具有壓應(yīng)力的刻蝕停止層1018去除，然后去除第二光阻膠層1022。上述步驟201至212與現(xiàn)有技術(shù)相同，可參考背景技術(shù)部分步驟101至112的相關(guān)描述，此處不予贅述。步驟213，圖觀，涂布第三光阻膠層2001，第三光阻膠層2001的上表面高于重疊區(qū)域中具有壓應(yīng)力的刻蝕停止層1021的上表面。另外，在涂布第三光阻膠層2001之前，還可進(jìn)一步涂布底部抗反射涂層(BARC) (圖未示出)。步驟214，圖29，對第三光阻膠層2001進(jìn)行灰化，灰化后的第三光阻膠層2001的上表面低于重疊區(qū)域中具有壓應(yīng)力的刻蝕停止層1021的上表面、且略高于重疊區(qū)域中硬掩膜氧化層1019的上表面、且略高于左側(cè)的PMOS管中具有壓應(yīng)力的刻蝕停止層1021的上表面。步驟215，圖30，對重疊區(qū)域中具有壓應(yīng)力的刻蝕停止層1021進(jìn)行干法刻蝕，并刻蝕至第三光阻膠層2001的上表面，然后對第三光阻膠層2001進(jìn)行灰化，將對第三光阻膠層 2001完全去除?？梢?，刻蝕后的具有壓應(yīng)力的刻蝕停止層1021的上表面略高于重疊區(qū)域中硬掩膜氧化層1019的上表面。進(jìn)一步地，若在步驟213中包括涂布BARC的步驟，則在此步驟中還需將BARC去除，去除的方法可采用現(xiàn)有技術(shù)的方法。步驟216，圖31，沉積介質(zhì)層1023。本步驟與現(xiàn)有技術(shù)相同。步驟217，圖32，對介質(zhì)層1023進(jìn)行刻蝕，形成接觸孔。其中，當(dāng)在PMOS管表面的介質(zhì)層1023中形成第一接觸孔IOM時，還進(jìn)一步對介質(zhì)層1023之下的具有壓應(yīng)力的刻蝕停止層1021進(jìn)行刻蝕。當(dāng)在NMOS管表面的介質(zhì)層1023 中形成第二接觸孔1025時，還進(jìn)一步對介質(zhì)層1023之下的硬掩膜氧化層1019和具有張應(yīng)力的刻蝕停止層1018進(jìn)行刻蝕。當(dāng)在NMOS管和PMOS管的重疊區(qū)域的介質(zhì)層1023中形成第三接觸孔10 時，進(jìn)一步對NMOS管表面介質(zhì)層1023之下的硬掩膜氧化層1019和具有張應(yīng)力的刻蝕停止層1018進(jìn)行刻蝕，同時，還對PMOS管表面介質(zhì)層1023之下的具有壓應(yīng)力的刻蝕停止層1021進(jìn)行刻蝕?？梢?，如圖32所示，刻蝕后的具有壓應(yīng)力的刻蝕停止層1021的上表面略高于重疊區(qū)域中硬掩膜氧化層1019的上表面，也就是說，距離a略大于距離b，較佳地，距離a大于 40納米、且小于120納米。相比于現(xiàn)有技術(shù)，距離a與距離b之間的差異大大地縮小了。當(dāng)形成第三接觸孔10 時，既需要對柵極1007之上具有壓應(yīng)力的刻蝕停止層 1021進(jìn)行刻蝕，同時又需要對柵極1007之上硬掩膜氧化層1019和具有張應(yīng)力的刻蝕停止層1018進(jìn)行刻蝕，由于重疊區(qū)域內(nèi)具有壓應(yīng)力的刻蝕停止層1021與硬掩膜氧化層1019的上表面之間存在比較小的差異，這樣，當(dāng)左側(cè)具有壓應(yīng)力的刻蝕停止層1021被刻蝕至金屬硅化物1017的表面時，右側(cè)的具有張應(yīng)力的刻蝕停止層1018也基本被刻蝕至金屬硅化物 1017的表面，右側(cè)具有張應(yīng)力的刻蝕停止層1018不可能被刻蝕至金屬硅化物1017中甚至被刻蝕至柵極1007表面，從而避免了金屬硅化物1017的損傷，因此避免了制成的半導(dǎo)體器件產(chǎn)生漏電流(leakage)。至此，本流程結(jié)束。根據(jù)本發(fā)明所提供的技術(shù)方案，對NMOS管和PMOS管重疊區(qū)域中具有壓應(yīng)力的刻蝕停止層進(jìn)行刻蝕，重疊區(qū)域中刻蝕后的具有壓應(yīng)力的刻蝕停止層的上表面低于重疊區(qū)域中具有壓應(yīng)力的刻蝕停止層的刻蝕前的上表面、且高于重疊區(qū)域中硬掩膜氧化層的上表面、且高于PMOS管中具有壓應(yīng)力的刻蝕停止層的上表面，這樣，由于重疊區(qū)域內(nèi)具有壓應(yīng)力的刻蝕停止層與硬掩膜氧化的上表面之間的高度差異比較小，當(dāng)具有壓應(yīng)力的刻蝕停止層被刻蝕至金屬硅化物的表面時，具有張應(yīng)力的刻蝕停止層也基本被刻蝕至金屬硅化物的表面，而具有張應(yīng)力的刻蝕停止層不可能被刻蝕至金屬硅化物中甚至被刻蝕至柵極表面， 從而避免了金屬硅化物的損傷，因此避免了制成的半導(dǎo)體器件產(chǎn)生漏電流(leakage)。以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
1權(quán)利要求
1.一種基于雙應(yīng)力薄膜技術(shù)的半導(dǎo)體器件的制作方法，在P型金屬氧化物半導(dǎo)體PMOS 管和N型金屬氧化物半導(dǎo)體NMOS管的柵極表面、NMOS管和PMOS管重疊區(qū)域的柵極表面和半導(dǎo)體襯底表面形成金屬硅化物后，在NMOS管的柵極的金屬硅化物表面、柵極兩側(cè)的側(cè)壁層表面、半導(dǎo)體襯底的金屬硅化物表面、NMOS管和PMOS管重疊區(qū)域的靠近NMOS管的側(cè)壁層以及NMOS管和PMOS管重疊區(qū)域中柵極的金屬硅化物表面中靠近NMOS管的區(qū)域依次形成具有張應(yīng)力的刻蝕停止層和硬掩膜氧化層，在PMOS管的柵極的金屬硅化物表面、柵極兩側(cè)的側(cè)壁層表面、半導(dǎo)體襯底的金屬硅化物表面、NMOS管和PMOS管重疊區(qū)域的靠近PMOS管的側(cè)壁層以及NMOS管和PMOS管重疊區(qū)域中柵極的金屬硅化物表面中靠近PMOS管的區(qū)域形成具有壓應(yīng)力的刻蝕停止層；該方法還包括對NMOS管和PMOS管重疊區(qū)域中具有壓應(yīng)力的刻蝕停止層進(jìn)行刻蝕，重疊區(qū)域中刻蝕后的具有壓應(yīng)力的刻蝕停止層的上表面低于重疊區(qū)域中具有壓應(yīng)力的刻蝕停止層的刻蝕前的上表面、且高于重疊區(qū)域中硬掩膜氧化層的上表面、且高于PMOS管中具有壓應(yīng)力的刻蝕停止層的上表面；沉積介質(zhì)層，并對介質(zhì)層進(jìn)行刻蝕形成接觸孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述具有張應(yīng)力的刻蝕停止層為具有張應(yīng)力的氮化硅。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述具有壓應(yīng)力的刻蝕停止層為具有壓應(yīng)力的氮化硅。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述對NMOS管和PMOS管重疊區(qū)域中具有壓應(yīng)力的刻蝕停止層進(jìn)行刻蝕的方法包括形成光阻膠層，光阻膠層的上表面高于NMOS管和PMOS管重疊區(qū)域中具有壓應(yīng)力的刻蝕停止層的上表面；對光阻膠層進(jìn)行灰化，灰化后的光阻膠層的上表面低于重疊區(qū)域中具有壓應(yīng)力的刻蝕停止層的刻蝕前的上表面、且高于重疊區(qū)域中硬掩膜氧化層的上表面、且高于PMOS管中具有壓應(yīng)力的刻蝕停止層的上表面；對NMOS管和PMOS管重疊區(qū)域中具有壓應(yīng)力的刻蝕停止層進(jìn)行刻蝕，并刻蝕至光阻膠層的上表面；去除光阻膠層。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，形成光阻膠層之前，該方法進(jìn)一步包括 在光阻膠層之下形成底部抗反射涂層BARC ；去除光阻膠層之后，該方法進(jìn)一步包括去除所述BARC。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述重疊區(qū)域中刻蝕后的具有壓應(yīng)力的刻蝕停止層的上表面與重合區(qū)域中的柵極上表面之間距離大于40納米、且小于120內(nèi)米。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述接觸孔位于PMOS管表面的介質(zhì)層中時，進(jìn)一步對介質(zhì)層之下的具有壓應(yīng)力的刻蝕停止層進(jìn)行刻蝕；當(dāng)所述接觸孔位于NMOS管表面的介質(zhì)層中時，進(jìn)一步對介質(zhì)層之下的硬掩膜氧化層和具有張應(yīng)力的刻蝕停止層進(jìn)行刻蝕；當(dāng)所述接觸孔位于NMOS管和PMOS管重疊區(qū)域的介質(zhì)層中時，進(jìn)一步對NMOS管表面介質(zhì)層之下的硬掩膜氧化層和具有張應(yīng)力的刻蝕停止層進(jìn)行刻蝕，還進(jìn)一步對PMOS管表面介質(zhì)層之下的具有壓應(yīng)力的刻蝕停止層進(jìn)行刻蝕。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于雙應(yīng)力薄膜技術(shù)的半導(dǎo)體器件的制作方法，對NMOS管和PMOS管重疊區(qū)域中具有壓應(yīng)力的刻蝕停止層進(jìn)行刻蝕，使得重疊區(qū)域中刻蝕后的具有壓應(yīng)力的刻蝕停止層的上表面低于重疊區(qū)域中具有壓應(yīng)力的刻蝕停止層的刻蝕前的上表面、且高于重疊區(qū)域中硬掩膜氧化層的上表面、且高于PMOS管中具有壓應(yīng)力的刻蝕停止層的上表面。采用本發(fā)明公開的方法能夠避免金屬硅化物的損傷，因此避免了半導(dǎo)體器件產(chǎn)生漏電流。
文檔編號H01L21/8238GK102456626SQ20101051262
公開日2012年5月16日 申請日期2010年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月20日
發(fā)明者王新鵬 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司