无硅化物损伤的应力临近技术刻蚀方法与流程

本发明涉及半导体制造领域，更具体地说，本发明涉及一种无硅化物损伤的应力临近技术刻蚀方法。

背景技术：

随着CMOS集成电路制造工艺的发展以及关键尺寸的缩小，很多新的方法被运用到器件制造工艺中，用以改善器件性能。

高应力接触通孔刻蚀阻挡层(high stress CESL)通过对沟道处施加应力，能够有效提高器件的性能，已经被广泛用于65nm以下芯片制造工艺。而器件性能提升的程度与薄膜本身的应力、厚度，和沟道的接近程度都有直接的关系。业界把应力薄膜放置于更加靠近沟道的方法叫做应力临近技术(SPT：Stress Proximity Technology)。高应力氮化硅薄膜的应用包括在半导体器件上的作为接触通孔刻蚀阻挡层。而所谓的SPT技术，实际上就是将应力氮化硅与栅极之间的侧墙变得更薄，让应力氮化硅更和沟道更接近，这样会有更明显的器件性能增强效果。

传统的SPT技术流程在金属硅化物形成之后，对侧墙隔离层进行刻蚀。在这个过程中，由于金属硅化物暴露在刻蚀气氛当中，所以硅化物必然存在一定的损伤，最终的结果反映到器件上是电阻变大。需要注意的是，为了避免硅化物的损伤太严重，侧壁的去除量也要进行控制。所以通常看到的都是对侧壁氮化硅层进行部分刻蚀，而不是完全去除。虽然从增强应力的角度讲，将侧壁的隔离介质完全去除更有利于器件性能。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在上述缺陷，提供一种无硅化物损伤的应力临近技术刻蚀方法。

为了实现上述技术目的，根据本发明，提供了一种无硅化物损伤的应力临近技术刻蚀方法，包括：

第一步骤：在衬底中形成源极和漏极，并且在衬底上形成具有侧墙30的栅极，并且在栅极、源极和漏极的表面形成金属硅化物；

第二步骤：沉积保护层薄膜，侧墙侧壁上的保护层薄膜相比栅极、源极和漏极的表面上形成的金属硅化物上的保护层薄膜更薄；

第三步骤：进行应力临近技术刻蚀，其中刻蚀时间与保护层薄膜的厚度配合，使得侧墙侧壁上的保护层薄膜被完全去除，并且侧墙厚度减薄，而且栅极、源极和漏极的表面上形成的金属硅化物上的保护层薄膜被减薄以形成减薄的保护层薄膜；

第四步骤：沉积高应力薄膜。

优选地，所述侧墙是包含氧化硅和氮化硅薄膜的侧壁隔离层。

优选地，采用高密度等离子体氧化硅沉积工艺来沉积保护层薄膜。

优选地，采用可流动性化学气相沉积工艺来沉积保护层薄膜。

优选地，高应力薄膜是高应力氮化硅薄膜，高应力氮化硅薄膜的薄膜应力介于-3.5Gpa至+2Gpa之间。

为了实现上述技术目的，根据本发明，还提供了一种无硅化物损伤的应力临近技术刻蚀方法，包括：

第一步骤：在衬底中形成源极和漏极，并且在衬底上形成具有侧墙30的栅极，并且在栅极、源极和漏极的表面形成金属硅化物；

第二步骤：沉积保护层薄膜，侧墙侧壁上的保护层薄膜相比栅极、源极和漏极的表面上形成的金属硅化物上的保护层薄膜更薄；

第三步骤：进行应力临近技术刻蚀，其中刻蚀时间与保护层薄膜的厚度配合，使得侧墙侧壁上的保护层薄膜以及栅极、源极和漏极的表面上形成的金属硅化物上的保护层薄膜被完全去除，并且侧墙厚度减薄；

第四步骤：沉积高应力薄膜。

优选地，所述侧墙是包含氧化硅和氮化硅薄膜的侧壁隔离层。

优选地，采用高密度等离子体氧化硅沉积工艺来沉积保护层薄膜。

优选地，采用可流动性化学气相沉积工艺来沉积保护层薄膜。

优选地，高应力薄膜是高应力氮化硅薄膜，高应力氮化硅薄膜的薄膜应力介于-3.5Gpa至+2Gpa之间。

本发明提出一种能够避免金属硅化物损伤的应力临近技术，能够避免或者降低侧墙刻蚀过程对硅化物的损伤，进而提高半导体器件的性能。

附图说明

结合附图，并通过参考下面的详细描述，将会更容易地对本发明有更完整的理解并且更容易地理解其伴随的优点和特征，其中：

图1示意性地示出了根据本发明优选实施例的无硅化物损伤的应力临近技术刻蚀方法的第一步骤。

图2示意性地示出了根据本发明优选实施例的无硅化物损伤的应力临近技术刻蚀方法的第二步骤。

图3示意性地示出了根据本发明优选实施例的无硅化物损伤的应力临近技术刻蚀方法的第三步骤。

图4示意性地示出了根据本发明优选实施例的无硅化物损伤的应力临近技术刻蚀方法的第四步骤。

需要说明的是，附图用于说明本发明，而非限制本发明。注意，表示结构的附图可能并非按比例绘制。并且，附图中，相同或者类似的元件标有相同或者类似的标号。

具体实施方式

为了使本发明的内容更加清楚和易懂，下面结合具体实施例和附图对本发明的内容进行详细描述。

本发明提出一种能够避免金属硅化物损伤的应力临近技术，提供已经形成栅极结构并完成硅化工艺的衬底，栅极与源极漏极硅化物金属之间具有侧墙隔离层。在进行侧墙隔离层减薄工艺之前，先通过特定的薄膜沉积工艺在晶圆上形成一定厚度的保护薄膜，所述保护薄膜在硅化物区域厚度更厚，在侧墙上厚度更薄，然后再进行侧墙刻蚀。通过上述方法，能够避免侧墙刻蚀过程对硅化物的损伤，进而提高半导体器件的性能。

下面将描述本发明的优选实施例。

<第一实施例>

图1至图4示意性地示出了根据本发明第一优选实施例的无硅化物损伤的应力临近技术刻蚀方法的各个步骤。

如图1至图4所示，根据本发明第一优选实施例的无硅化物损伤的应力临近技术刻蚀方法包括：

第一步骤：在衬底100中形成源极10和漏极20，并且在衬底100上形成具有侧墙30的栅极，并且在栅极、源极10和漏极20的表面形成金属硅化物40；

一般，所述侧墙30是包含氧化硅和氮化硅薄膜的侧壁隔离层。而且，优选地，所述侧墙30的总宽度是200-500A。

第二步骤：沉积保护层薄膜50，侧墙30侧壁上的保护层薄膜相比栅极、源极10和漏极20的表面上形成的金属硅化物40上的保护层薄膜更薄；

优选地，可以采用HDP(高密度等离子体)氧化硅沉积工艺和FCVD(可流动性化学气相沉积工艺来沉积保护层薄膜50。例如，保护层薄膜50是氧化硅膜或者氮化硅膜。以HDP工艺为例，通过制程调节可以实现在栅极顶部以及源极漏极的厚度为300-500A，但是在侧壁上的厚度小于100A。

第三步骤：进行应力临近技术刻蚀，其中刻蚀时间与保护层薄膜的厚度配合，使得侧墙30侧壁上的保护层薄膜50被完全去除，并且侧墙30被减薄为减薄的侧墙31，而且栅极、源极10和漏极20的表面上形成的金属硅化物40上的保护层薄膜被减薄以形成减薄的保护层薄膜51；

例如，当金属硅化物上的氧化硅薄膜消耗300A时，金属硅化物还没有暴露，但是侧壁的隔离介质层已经消耗200A左右。

第四步骤：沉积高应力薄膜60。一般，高应力薄膜60可以是高应力氮化硅薄膜，薄膜应力可通过制程参数的变化在-3.5Gpa至+2Gpa之间进行调节。

需要强调的是，如果要完全避免金属硅化物的损伤，保护层薄膜在SPT刻蚀中可以不完全去除，即将剩余的保护层薄膜保留在最终的产品上。当然也可以选择将其完全去除(见后续的第二实施例)，这样虽然硅化物层会有所损伤，但是相比传统工艺而言，这种损伤几乎可以忽略。

<第二实施例>

根据本发明第二优选实施例的无硅化物损伤的应力临近技术刻蚀方法包括：

第一步骤：在衬底100中形成源极10和漏极20，并且在衬底100上形成具有侧墙30的栅极，并且在栅极、源极10和漏极20的表面形成金属硅化物40；

一般，所述侧墙30是包含氧化硅和氮化硅薄膜的侧壁隔离层。而且，优选地，所述侧墙30的总宽度是200-500A。

第二步骤：沉积保护层薄膜50，侧墙30侧壁上的保护层薄膜相比栅极、源极10和漏极20的表面上形成的金属硅化物40上的保护层薄膜更薄；

优选地，可以采用HDP(高密度等离子体)氧化硅沉积工艺和FCVD(可流动性化学气相沉积工艺来沉积保护层薄膜50。例如，保护层薄膜50是氧化硅膜或者氮化硅膜。以HDP工艺为例，通过制程调节可以实现在栅极顶部以及源极漏极的厚度为300-500A，但是在侧壁上的厚度小于100A。

第三步骤：进行应力临近技术刻蚀，其中刻蚀时间与保护层薄膜的厚度配合，使得侧墙30侧壁上的保护层薄膜50被完全去除，并且侧墙30被减薄为减薄的侧墙31；与第一实施例不同的是，栅极、源极10和漏极20的表面上形成的金属硅化物40上的保护层薄膜也被完全去除；

例如，当金属硅化物上的氧化硅薄膜消耗300A时，金属硅化物还没有暴露，但是侧壁的隔离介质层已经消耗200A左右。

第四步骤：沉积高应力薄膜60。一般，高应力薄膜60可以是高应力氮化硅薄膜，薄膜应力可通过制程参数的变化在-3.5Gpa至+2Gpa之间进行调节。

本发明提出一种能够避免金属硅化物损伤的应力临近技术，能够避免或者降低侧墙刻蚀过程对硅化物的损伤，进而提高半导体器件的性能。

此外，需要说明的是，除非特别说明或者指出，否则说明书中的术语“第一”、“第二”、“第三”等描述仅仅用于区分说明书中的各个组件、元素、步骤等，而不是用于表示各个组件、元素、步骤之间的逻辑关系或者顺序关系等。

可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

而且还应该理解的是，本发明并不限于此处描述的特定的方法、化合物、材料、制造技术、用法和应用，它们可以变化。还应该理解的是，此处描述的术语仅仅用来描述特定实施例，而不是用来限制本发明的范围。必须注意的是，此处的以及所附权利要求中使用的单数形式“一个”、“一种”以及“该”包括复数基准，除非上下文明确表示相反意思。因此，例如，对“一个元素”的引述意味着对一个或多个元素的引述，并且包括本领域技术人员已知的它的等价物。类似地，作为另一示例，对“一个步骤”或“一个装置”的引述意味着对一个或多个步骤或装置的引述，并且可能包括次级步骤以及次级装置。应该以最广义的含义来理解使用的所有连词。因此，词语“或”应该被理解为具有逻辑“或”的定义，而不是逻辑“异或”的定义，除非上下文明确表示相反意思。此处描述的结构将被理解为还引述该结构的功能等效物。可被解释为近似的语言应该被那样理解，除非上下文明确表示相反意思。

而且，本发明实施例的方法和/或系统的实现可包括手动、自动或组合地执行所选任务。而且，根据本发明的方法和/或系统的实施例的实际器械和设备，可利用操作系统通过硬件、软件或其组合实现几个所选任务。