專利名稱：削弱側(cè)壁再沉積的方法、刻蝕方法及半導(dǎo)體器件制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，更具體地說，本發(fā)明涉及一種削弱側(cè)壁再沉積的方法、采用了該削弱側(cè)壁再沉積的方法的刻蝕方法、以及采用了該削弱側(cè)壁再沉積的方法的半導(dǎo)體器件制造方法。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體制造エ藝過程中，為了形成期望的柵極結(jié)構(gòu)，不可避兔地需要用到刻蝕ェ藝。然而，在利用例如干法刻蝕土藝來刻蝕柵極的過程中，尤其是在制造比較復(fù)雜的柵極結(jié)構(gòu)的刻蝕過程中，現(xiàn)有技術(shù)存在ー些問題。具體地說，一般的，在采用了材料鎢(W)的MOSFET (金屬ー氧化物一半導(dǎo)體)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極的蝕刻エ藝過程中，由于基于鎢的產(chǎn)物在刻蝕(例如干法刻蝕)過程中不易被有效去除，這些末有效剝離的基于鎢的聚ー合物會(huì)沉積在柵極側(cè)壁，尤其是鎢冉沉積。并且，在柵極刻蝕エ藝之后的刻蝕清洗エ藝中，很難將基于鎢的聚合物從側(cè)壁上剝離下來而不影響柵極的形貌這會(huì)降低器件的可靠性，從而降低電路的性能。具體地說，圖I示意性地示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體器件的柵極加工エ藝的示意圖。如圖I所示，襯底I上布置了柵極氧化物層2，柵極氧化物層2上布置了多晶硅層3，多晶硅層3上布置了金屬層4 (例如鈦(Ti)金屬層)，金屬層4上布置了氮化鎢(WN)層5，氮化鎢層5上布置了鎢層6，鎢層6上布置了氮化硅層7，氮化硅層7上布置了光刻膠層8。在圖I所示的結(jié)構(gòu)中，光刻膠層8、氮化硅層7以及上半部鎢層6形成了圖案(在圖I的情況下，為柵極結(jié)構(gòu)的圖案)。在現(xiàn)有技術(shù)中，在柵極的蝕刻下藝中，柵極(在本實(shí)施例中為鎢柵扱)金屬相關(guān)層蝕刻采用小流量氦(He)氣流,并且剝離步驟采用了較低功率的原位(in-situ)剝離壓力。但是，在該エ藝條件下，如圖I中的箭頭所示出的，基于鎢的聚合物9幾乎不受氣流的影響，最終仍沉積在柵極側(cè)壁上，由此出現(xiàn)了鎢再沉積。所以，希望能夠提出一種能夠削弱或消除這種不期望出現(xiàn)的金屬再沉積(尤其是鎢再沉積)的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在上述缺陷，提供一種削弱或消除這種不期望出現(xiàn)的金屬再沉積(尤其是鎢再沉積)的削弱側(cè)壁再沉積的方法、以及采用了該削弱側(cè)壁再沉積的方法的半導(dǎo)體器件制造方法。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種削弱側(cè)壁再沉積的方法，其包括在襯底上布置柵極氧化物層；在所述氧化物層上布置多晶硅層；在所述多晶硅層上布置第一金屬層；在所述第一金屬層上布置金屬氮化物層；在所述金屬氮化物層上布置第二金屬層；在所述第二金屬層上布置氮化硅層；在所述氮化硅層上布置光刻膠層；形成所述光刻膠層、所述氮化硅層以及所述第二金屬層的上半部的包含側(cè)壁的圖案；執(zhí)行鎢穿透步驟，其中從自下而上地噴射可與第二金屬層的金屬發(fā)生反應(yīng)的反應(yīng)氣體，以清除所述側(cè)壁上的基于第二金屬層的金屬的聚合物；以及在鎢穿透步驟之后執(zhí)行所述光刻膠層的剝離。優(yōu)選地，在上述削弱側(cè)壁再沉積的方法中，所述側(cè)壁是半導(dǎo)體器件的柵極側(cè)壁，并且所述氧化物層是柵極氧化物層。優(yōu)選地，在上述削弱側(cè)壁再沉積的方法中，所述第一金屬層是鈦金屬層。優(yōu)選地，在上述削弱側(cè)壁再沉積的方法中，所述金屬氮化物層是氮化鎢層。優(yōu)選地，在上述削弱側(cè)壁再沉積的方法中，所述第二金屬層是鎢金屬層，并且所述基于第二金屬層的金屬的聚合物是基于鎢的聚合物。優(yōu)選地，在上述削弱側(cè)壁再沉積的方法中，所述削弱側(cè)壁再沉積的方法用于制造 MOS晶體管。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種采用了根據(jù)本發(fā)明的第一方面的削弱側(cè)壁再沉積的方法的刻蝕方法。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了采用了根據(jù)本發(fā)明的第一方面的削弱側(cè)壁再沉積的方法的半導(dǎo)體器件制造方法。根據(jù)本發(fā)明，鎢穿透步驟可以加速鎢的刻蝕反應(yīng)，由此可以減少基于鎢的聚合物的形成，并且可以在光刻膠層的剝離步驟之前激活側(cè)壁表面的基于鎢的聚合物，使基于鎢的聚合物被刻蝕掉，或者使基于鎢的聚合物脫離側(cè)壁表面。由此，在光刻膠層的剝離步驟中，可以更有效地去除側(cè)壁上以及側(cè)壁附近的基于鎢的聚合物。


結(jié)合附圖，并通過參考下面的詳細(xì)描述，將會(huì)更容易地對(duì)本發(fā)明有更完整的理解并且更容易地理解其伴隨的優(yōu)點(diǎn)和特征，其中圖I示意性地示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體器件的柵極加工エ藝的示意圖。圖2示意性地示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體器件的柵極加工エ藝的部分流程圖。圖3示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的削弱側(cè)壁再沉積的方法的示意圖。圖4示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的柵極加工エ藝的部分流程圖。需要說明的是，附圖用于說明本發(fā)明，而非限制本發(fā)明。注意，表示結(jié)構(gòu)的附圖可能并非按比例繪制。并且，附圖中，相同或者類似的元件標(biāo)有相同或者類似的標(biāo)號(hào)。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的內(nèi)容更加清楚和易懂，下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)描述?；谇懊嫣岬降默F(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)問題，圖3示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的削弱側(cè)壁再沉積(例如，消除柵極側(cè)壁再沉積)的方法的示意圖。如圖3所示，同樣，襯底I上布置了氧化物層2 (具體地說，在本實(shí)施例中，氧化物層2是柵極氧化物層2)，柵極氧化物層2上布置了多晶硅層3 (具體地可以是摻雜的多晶硅)，多晶硅層3上布置了第一金屬層4 (例如鈦金屬層)，第一金屬層4上布置了金屬氮化物層5 (例如，氮化鎢層)，金屬氮化物層5上布置了第二金屬層(例如，第二金屬層是鎢金屬層)6,第二金屬層6上布置了氮化娃層7,氮化娃層7上布置了光刻膠層8。在圖3所示的結(jié)構(gòu)中，光刻膠層8、氮化硅層7以及上半部第二金屬層6形成了包含側(cè)壁的圖案(例如，在具體實(shí)施例中為柵極結(jié)構(gòu)的圖案)。在現(xiàn)有技術(shù)的柵極加工エ藝中，如圖2所示，在形成光刻膠層8、氮化硅層7以及上半部第二金屬層6的包含側(cè)壁的圖案之后，將執(zhí)行光刻膠層8的剝離步驟。在光刻膠層8的剝離步驟中執(zhí)行光刻膠層8的剝離、鎢的主刻蝕/過刻蝕、以及多晶硅的主刻蝕/過刻蝕等后續(xù)步驟。與圖2所示的柵極加工エ藝不同的是，如圖4所示，在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體 制造エ藝中，在形成光刻膠層8、氮化硅層7以及上半部第二金屬層6的包含側(cè)壁的圖案之后，首先執(zhí)行ー個(gè)鶴穿透(W Break through)步驟,然后再執(zhí)行光刻膠層8的剝離步驟。更加地說，例如，形成光刻膠層8、氮化硅層7以及上半部第二金屬層6的包含側(cè)壁的圖案的步驟包括光阻的橫向關(guān)鍵尺寸修剪、抗反射涂層(BARC)的主刻蝕/過刻蝕、氮化硅的主刻蝕/過刻蝕等步驟。在氮化硅過刻蝕的時(shí)候，會(huì)碰到鎢這ー層，導(dǎo)致鎢的聚合物會(huì)淀積在上面氮化硅的側(cè)壁上。所以在氮化硅過刻蝕之后，需要用到對(duì)鎢刻蝕率很快的步驟，也就是所謂的“鎢穿透”，它能夠加速鎢的刻蝕反應(yīng)，這樣就可以把氮化硅側(cè)壁上的鎢聚合物給清除棹。在鎢穿透步驟中，如圖3的箭頭所示，從第二金屬層6向上(B卩，自下而上地)噴射可與第二金屬層6的金屬(在當(dāng)前的實(shí)施例中為基于鎢)發(fā)生反應(yīng)的反應(yīng)氣體。因此，鎢穿透步驟可以加速鎢的刻蝕反應(yīng)，由此可以減少基于鎢的聚合物9的形成，并且可以在光刻膠層8的剝離步驟之前激活側(cè)壁表面的基于鎢的聚合物9，使基于鎢的聚合物9被刻蝕掉，或者使基于鎢的聚合物9脫離側(cè)壁表面。由此，在光刻膠層8的剝離步驟中，可以更有效地去除側(cè)壁上以及側(cè)壁附近的基于鎢的聚合物9。優(yōu)選地，所述削弱側(cè)壁再沉積的方法適合用于制造MOS (金屬-氧化物-半導(dǎo)體)晶體管。需要說明的是，雖然以半導(dǎo)體器件的柵極側(cè)壁為例說明了本發(fā)明的削弱側(cè)壁再沉積的方法，但是對(duì)于任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，可以理解的是，本發(fā)明顯然同樣可以應(yīng)用于存在金屬再沉積(例如，鎢再沉積)的側(cè)壁形成過程中。通過采用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的上述削弱側(cè)壁再沉積的方法，即使不能完全消除現(xiàn)有技術(shù)中存在的不期望出現(xiàn)的金屬再沉積(尤其是鎢再沉積)現(xiàn)象，也能極大地削弱側(cè)壁上的金屬再沉積，所以即使在采用了本發(fā)明實(shí)施例的上述削弱側(cè)壁再沉積的方法的情況下仍然沉積了基于鎢的聚合物，所沉積的基于鎢的聚合物也比現(xiàn)有技術(shù)所得到的基于鎢的聚合物的沉積要薄，從而比現(xiàn)有技術(shù)更容易在后續(xù)的清洗エ藝中從側(cè)壁上剝離下來。根據(jù)本發(fā)明的另ー優(yōu)選實(shí)施例，本發(fā)明還提供了一種采用了該削弱側(cè)壁再沉積的方法的刻蝕方法。根據(jù)本發(fā)明的另ー優(yōu)選實(shí)施例，本發(fā)明還提供了一種采用了上述削弱側(cè)壁再沉積的方法的半導(dǎo)體器件制造方法?？梢岳斫獾氖?，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例披露如上，然而上述實(shí)施例并非用以限定本發(fā)明。對(duì)于任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述掲示的技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作出許多可能的變動(dòng)和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍 內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種削弱側(cè)壁再沉積的方法，其特征在于包括 在襯底上布置柵極氧化物層； 在所述氧化物層上布置多晶硅層； 在所述多晶硅層上布置第一金屬層； 在所述第一金屬層上布置金屬氮化物層； 在所述金屬氮化物層上布置第二金屬層； 在所述第二金屬層上布置氮化硅層； 在所述氮化硅層上布置光刻膠層； 形成所述光刻膠層、所述氮化硅層以及所述第二金屬層的上半部的包含側(cè)壁的圖案；執(zhí)行鎢穿透步驟，其中從自下而上地噴射可與第二金屬層的金屬發(fā)生反應(yīng)的反應(yīng)氣體，以清除所述側(cè)壁上的基于第二金屬層的金屬的聚合物；以及在鎢穿透步驟之后執(zhí)行所述光刻膠層的剝離。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的削弱側(cè)壁再沉積的方法，其特征在于，所述側(cè)壁是半導(dǎo)體器件的柵極側(cè)壁，并且所述氧化物層是柵極氧化物層。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的削弱側(cè)壁再沉積的方法，其特征在于，所述第一金屬層是鈦金屬層。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的削弱側(cè)壁再沉積的方法，其特征在于，所述金屬氮化物層是氮化鎢層。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的削弱側(cè)壁再沉積的方法，其特征在于，所述第二金屬層是鎢金屬層，并且所述基于第二金屬層的金屬的聚合物是基于鎢的聚合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的削弱側(cè)壁再沉積的方法，其特征在于，所述削弱側(cè)壁再沉積的方法用于制造MOS晶體管。
7.一種采用了根據(jù)權(quán)利要求I至6之一所述的削弱側(cè)壁再沉積的方法的刻蝕方法。
8.一種采用了根據(jù)權(quán)利要求I至6之一所述的削弱側(cè)壁再沉積的方法的半導(dǎo)體器件制造方法。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種削弱側(cè)壁再沉積的方法、刻蝕方法及半導(dǎo)體器件制造方法。根據(jù)本發(fā)明的削弱側(cè)壁再沉積的方法包括在襯底上布置柵極氧化物層；在所述氧化物層上布置多晶硅層；在所述多晶硅層上布置第一金屬層；在所述第一金屬層上布置金屬氮化物層；在所述金屬氮化物層上布置第二金屬層；在所述第二金屬層上布置氮化硅層；在所述氮化硅層上布置光刻膠層；形成所述光刻膠層、所述氮化硅層以及所述第二金屬層的上半部的包含側(cè)壁的圖案；執(zhí)行鎢穿透步驟，其中從自下而上地噴射可與第二金屬層的金屬發(fā)生反應(yīng)的反應(yīng)氣體，以清除所述側(cè)壁上的基于第二金屬層的金屬的聚合物；以及在鎢穿透步驟之后執(zhí)行所述光刻膠層的剝離。
文檔編號(hào)H01L21/28GK102693906SQ201210191450
公開日2012年9月26日 申請(qǐng)日期2012年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月11日
發(fā)明者奚裴, 熊磊 申請(qǐng)人:上海宏力半導(dǎo)體制造有限公司