專利名稱：一種剝離側(cè)墻制程的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及CMOS半導(dǎo)體器件工藝，尤其涉及剝離側(cè)墻的制造方法。
背景技術(shù)：
隨著CMOS半導(dǎo)體器件工藝的發(fā)展以及按比例尺寸縮小，器件的節(jié)深也按比例縮小，熱預(yù)算對(duì)于節(jié)深和橫向擴(kuò)散也越來越敏感，其中不同的注入元素對(duì)相同的熱過程反應(yīng)也不同，為了實(shí)現(xiàn)相同的橫向擴(kuò)散長(zhǎng)度，可以對(duì)NMOS和PMOS使用不同寬度的側(cè)墻工藝，這就需要用到可剝離側(cè)墻制程。
目前，典型的可剝離側(cè)墻制程是在氮化硅側(cè)墻刻蝕以及源漏離子注入后，直接使用磷酸剝離。但是，磷酸會(huì)對(duì)硅造成傷害，容易在后續(xù)金屬硅化物工藝中形成管狀缺陷。
中國(guó)專利(申請(qǐng)?zhí)?CN101783296B)公開了一種柵極側(cè)壁層的形成方法，提供一具有第一側(cè)壁層?xùn)艠O的襯底；在所述第一側(cè)壁層、柵極及襯底表面沉積氧化硅層；在所述氧化硅層上沉積氮化硅層，形成氮化硅側(cè)墻層；刻蝕所述氧化硅層，形成氧化硅側(cè)壁層；關(guān)鍵在于，所述氧化硅層采用Siconi方法進(jìn)行刻蝕，所述硅鈷鎳Siconi方法為利用三氟化氮NF3和氨氣NH3進(jìn)行化學(xué)刻蝕，并進(jìn)行原位退火。采用該方法可以使柵極的形狀得到改善。該專利提供了一種側(cè)壁層工藝，如使用磷酸對(duì)該側(cè)壁層進(jìn)行剝離時(shí)，會(huì)影響到硅基板的性質(zhì)。發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問題，本發(fā)明提供一種剝離側(cè)壁制程的方法。
本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為:
—種剝離側(cè)墻制程的方法，應(yīng)用于一具有柵極結(jié)構(gòu)的硅基板上，所述柵極結(jié)構(gòu)包括柵極、側(cè)墻和二氧化硅氧化層，所述二氧化硅氧化層覆蓋所述柵極的頂部及其側(cè)壁的表面，且該二氧化硅氧化層還部分覆蓋所述硅基板的上表面，所述側(cè)墻覆蓋位于所述柵極兩側(cè)的所述二氧化硅氧化層的表面上，其中，包括如下步驟:
制備氧化層，所述氧化層覆蓋所述柵極結(jié)構(gòu)的表面及所述硅基板暴露部分的上表面；
部分去除所述氧化層至所述側(cè)墻表面；
去除所述側(cè)墻；
去除剩余的氧化層和所述二氧化硅氧化層；
其中，覆蓋所述側(cè)墻表面上的氧化膜的厚度小于其余部分氧化膜的厚度。
所述剝離側(cè)壁制程的方法，其中，采用快速高溫氧化工藝制備所述氧化層。
所述剝離側(cè)壁制程的方法，其中，在80(T900°C溫度條件下進(jìn)行所述快速高溫氧化工藝。
所述剝離側(cè)壁制程的方法，其中，采用磷酸去除所述側(cè)墻。
所述剝離側(cè)壁制程的方法，其中，覆蓋所述側(cè)墻表面上的氧化膜的厚度小于5 L.
所述剝離側(cè)壁制程的方法，其中，所述其余部分氧化膜的厚度為2(T40 L
所述剝離側(cè)壁制程的方法，其中，采用氫氟酸去除剩余的氧化層和所述二氧化硅氧化層。
所述剝離側(cè)壁制程的方法，其中，所述側(cè)壁的材質(zhì)為氮化硅。
所述剝離側(cè)壁制程的方法，其中，所述硅基板是CMOS器件的硅基板。
所述剝離側(cè)壁制程的方法，其中，采用干法刻蝕工藝和源漏離子注入工藝形成所述具有棚極結(jié)構(gòu)的娃基板。
上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)點(diǎn)或有益效果:
本發(fā)明通過在常規(guī)的氮化硅側(cè)墻刻蝕和源漏離子注入后，在磷酸剝離前，加入一步快速高溫氧化，使得在后續(xù)的磷酸剝離側(cè)壁的氮化硅時(shí)，附于硅基板之上的氧化膜能夠保護(hù)娃基板，以避免熱磷酸對(duì)娃基板造成損傷。


參考所附附圖，以更加充分的描述本發(fā)明的實(shí)施例。然而，所附附圖僅用于說明和闡述，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明范圍的限制。
圖1是本發(fā)明實(shí)施例中采用干法刻蝕工藝和源漏離子注入工藝形成的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明實(shí)施例中快速高溫氧化后半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)示意圖3是本發(fā)明實(shí)施例中去除部分氧化膜后半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)示意圖4是本發(fā)明實(shí)施例中磷酸剝離側(cè)墻后的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明是一種剝離側(cè)墻制程的方法，本發(fā)明方法的具體實(shí)施方式
如下:
下面結(jié)合附圖與實(shí)例來具體闡述本發(fā)明。
如圖1所示，圖中的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)包含一半導(dǎo)體硅基板1，在該硅基板I上設(shè)有兩個(gè)柵極結(jié)構(gòu)，柵極結(jié)構(gòu)包括柱狀多晶硅柵極、側(cè)墻和二氧化硅氧化層3，二氧化硅氧化層3覆蓋在多晶硅柵極2的頂部及其側(cè)壁的表面，且部分覆蓋硅基板I的上表面，柵極結(jié)構(gòu)中的氮化硅側(cè)墻4覆蓋位于多晶硅柵極2兩側(cè)的二氧化硅氧化層3的表面上，其中氮化硅側(cè)墻4通過干法刻蝕工藝形成。
在干法刻蝕側(cè)墻和進(jìn)行源漏離子注入工藝后，接著對(duì)圖1中所示的結(jié)構(gòu)進(jìn)行快速高溫氧化工藝，使得在圖1所示的結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上出現(xiàn)圖2所示的快速高溫氧化膜5。在快速高溫氧化的過程中將溫度控制在80(T90(TC，如800°C、90(TC或850°C等，在上述溫度條件下進(jìn)行快速高溫氧化后，在硅基板I暴露部分的上表面和柵極結(jié)構(gòu)的外表面上形成快速高溫氧化膜層5，并且在氮化硅側(cè)墻4表面上形成的快速高溫氧化膜52的厚度小于柵極結(jié)構(gòu)頂部的快速高溫氧化膜53和在硅基板I上表面的快速高溫氧化膜51的厚度，其中，在硅基板I暴露部分的上表面上形成的快速高溫氧化膜層51的厚度可以為2(Γ40 Α，在柵極結(jié)構(gòu)頂部形成的快速高溫氧化膜52的厚度可以為Γ8 Α,而在氮化硅側(cè)墻4的表面形成的快速高溫氧化膜52的厚度小于5 Α，可以為3 Α，這樣可以保證在之后的濕法刻蝕去除氮化硅側(cè)墻4表面的快速高溫氧化摸52的同時(shí)，不會(huì)完全去除硅基板I上表面的快速高溫氧化膜51。
采用濕法刻蝕去除在氮化硅側(cè)墻4外表面的快速高溫氧化膜5，在此步驟中，可以采用氫氟酸來刻蝕去除氮化硅側(cè)墻4上的快速高溫氧化膜52，刻蝕的量控制在10 A以內(nèi)，但是必須保證刻蝕的量大于氮化硅側(cè)墻4上的快速高溫氧化膜52的厚度。此時(shí)，由于在之前的步驟中形成的在氮化硅側(cè)墻4表面的快速高溫氧化膜52厚度小于在硅基板I上表面的快速高溫氧化膜51的厚度，因此在使用氫氟酸去除氮化硅側(cè)墻4表面的快速高溫氧化膜52時(shí)，能夠?qū)⒌鑲?cè)墻4上的氧化膜全部去凈的同時(shí)，仍然保留硅基板I上表面的氧化膜51。在此處，控制刻蝕的量可以選擇將柵極結(jié)構(gòu)上部的快速高溫氧化膜53去除；也可以不將該氧化膜去除，等到剝離側(cè)墻后使用氫氟酸一起清除，在此處的兩個(gè)選擇均能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明，本實(shí)施例中將刻蝕的量控制在3 A如圖3所示，在本步驟之后，半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中的氮化硅側(cè)墻4上的快速高溫氧化膜52被兒全刻蝕掉，同時(shí)位于硅基板I上表面的快速高溫氧化膜51和柵極結(jié)構(gòu)頂部的快速高溫氧化膜53也會(huì)刻蝕掉相應(yīng)的厚度。
在上述步驟之后，采用熱磷酸將氮化硅側(cè)墻4剝離。如圖4所示，由于硅基板I上有快速高溫氧化膜層5和二氧化硅氧化層的存在，因此，在使用熱磷酸將氮化硅側(cè)墻4剝離的同時(shí)，并不會(huì)對(duì)下方的娃基板I造成損傷。
在此需要特別指出的是，在通常情況下，普通的氧化膜對(duì)熱磷酸也能夠保持很高的選擇比，即氧化膜不與熱磷酸發(fā)生反應(yīng)，但是，經(jīng)過源漏離子的高劑量的注入后，普通氧化膜的性質(zhì)就會(huì)發(fā)生改變，其對(duì)于熱磷酸的高選擇比就不能夠得到保證，因此，此時(shí)的普通氧化膜就不能起到保護(hù)硅基板I的作用。
如圖4所示，在去除了氮化硅側(cè)墻4之后，硅基板I的上表面還殘留著之前的步驟中形成的剩余快速高溫氧化膜61和覆蓋于柵極結(jié)構(gòu)頂部的剩余快速高溫氧化膜63以及之前存在的二氧化硅氧化層3，此時(shí)只需要使用氫氟酸將其一同剝離即可。
通過上述步驟，實(shí)現(xiàn)了半導(dǎo)體器件中的氮化硅側(cè)墻4剝離，同時(shí)保證了半導(dǎo)體器件中的硅基板I能夠處于高質(zhì)量氧化膜5和二氧化硅氧化層3的保護(hù)下，避免了使用常規(guī)方法剝離氮化硅側(cè)墻4時(shí)可能出現(xiàn)的對(duì)于硅基板I的損傷。
綜上所述，本發(fā)明通過在常規(guī)的源漏離子注入之后和熱磷酸剝離側(cè)壁4之前，增加對(duì)半導(dǎo)體器件的快速高溫氧化的工藝，從而在硅基板I的上表面形成快速高溫氧化膜51，使得在進(jìn)行熱磷酸剝離氮化硅側(cè)墻4時(shí)，在硅基板暴露部分的上表面形成的快速高溫氧化膜51能夠?qū)崃姿崤c下方的硅基板I進(jìn)行阻隔，以實(shí)現(xiàn)在剝離側(cè)壁4的過程中硅基板I不受熱磷酸的損傷， 進(jìn)而避免了硅基板I在受到損傷后容易在后續(xù)的金屬硅化物工藝中形成管狀缺陷的問題。
對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，閱讀上述說明后，各種變化和修正無疑將顯而易見。因此，所附的權(quán)利要求書應(yīng)看作是涵蓋本發(fā)明的真實(shí)意圖和范圍的全部變化和修正。在權(quán)利要求書范圍內(nèi)任何和所有等價(jià)的范圍與內(nèi)容，都應(yīng)認(rèn)為仍屬本發(fā)明的意圖和范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種剝離側(cè)墻制程的方法，應(yīng)用于一具有柵極結(jié)構(gòu)的硅基板上，所述柵極結(jié)構(gòu)包括柵極、側(cè)墻和二氧化硅氧化層，所述二氧化硅氧化層覆蓋所述柵極的頂部及其側(cè)壁的表面，且該二氧化硅氧化層還部分覆蓋所述硅基板的上表面，所述側(cè)墻覆蓋位于所述柵極兩側(cè)的所述二氧化硅氧化層的表面上，其特征在于，包括如下步驟: 制備氧化層，所述氧化層覆蓋所述柵極結(jié)構(gòu)的表面及所述硅基板暴露部分的上表面； 部分去除所述氧化層至所述側(cè)墻表面； 去除所述側(cè)墻； 去除剩余的氧化層和所述二氧化硅氧化層； 其中，覆蓋所述側(cè)墻表面上的氧化膜的厚度小于其余部分氧化膜的厚度。
2.如權(quán)利要求1所述剝離側(cè)壁制程的方法，其特征在于，采用快速高溫氧化工藝制備所述氧化層。
3.如權(quán)利要求2所述剝離側(cè)壁制程的方法，其特征在于，在800 900°C溫度條件下進(jìn)行所述快速高溫氧化工藝。
4.如權(quán)利要求1所述剝離側(cè)壁制程的方法，其特征在于，采用磷酸去除所述側(cè)墻。
5.如權(quán)利要求1所述剝離側(cè)壁制程的方法，其特征在于，覆蓋所述側(cè)墻表面上的氧化膜的厚度小于5 A。
6.如權(quán)利要求1所述剝離側(cè)壁制程的方法，其特征在于，所述其余部分氧化膜的厚度為20 40 A。
7.如權(quán)利要求1所述剝離側(cè)壁制程的方法，其特征在于，采用氫氟酸去除剩余的氧化層和所述二氧化硅氧化層。
8.如權(quán)利要求1所述剝離側(cè)壁制程的方法，其特征在于，所述側(cè)壁的材質(zhì)為氮化硅。
9.如權(quán)利要求1所述剝離側(cè)壁制程的方法，其特征在于，所述硅基板是CMOS器件的硅基板。
10.如權(quán)利要求1所述剝離側(cè)壁制程的方法，其特征在于，采用干法刻蝕工藝和源漏離子注入工藝形成所述具有柵極結(jié)構(gòu)的硅基板。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種剝離側(cè)墻制程的方法，在常規(guī)的氮化硅側(cè)墻刻蝕和源漏離子注入后增加一步通過快速高溫氧化來制備氧化層的步驟，在該步驟中制備氧化膜時(shí)，在氮化硅側(cè)墻表面上形成的快速高溫氧化膜的厚度小于其他部分表面形成的快速高溫氧化膜的厚度，因此能夠在后續(xù)的氫氟酸去除覆蓋側(cè)墻表面的快速高溫氧化膜時(shí)仍保留硅基板上的快速高溫氧化膜，在去除了側(cè)墻上覆蓋的快速高溫氧化膜后，繼續(xù)采用熱磷酸去除所述側(cè)墻，及用氫氟酸去除剩余的氧化層。該方法能夠在側(cè)墻剝離時(shí)有效保護(hù)硅基板，進(jìn)而避免了硅基板在受到損傷后容易在后續(xù)的金屬硅化物工藝中形成管狀缺陷的問題。
文檔編號(hào)H01L21/8238GK103137560SQ20131005506
公開日2013年6月5日 申請(qǐng)日期2013年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月20日
發(fā)明者景旭斌, 李芳 , 劉文燕 申請(qǐng)人:上海華力微電子有限公司