专利名称：一种厚度均匀二氧化硅侧墙的形成方法
技术领域：
本发明涉及集成电路制造领域，尤其涉及一种在器件表面形成厚度均匀二氧化硅侧墙的方法。
背景技术：
侧墙(Spacer)是业界制作半导体CMOS器件必需的一个结构，它不仅能够保护栅极，搭配上浅掺杂(LDD)工艺，还能够很好地降低短沟道效应。目前为止，传统的侧墙工艺较多采用二氧化硅和氮化硅的复合层(其中氮化硅是外层)，到了 65纳米工艺及以下时，对于二氧化硅薄膜的沉积要求越来越高，不仅需要低温 沉积制程(〈300飞00°0，还需要有很好的均匀性，尤其是对于不同区域(大线宽处，如单个多晶栅区域和小线宽处，如静态存储器SRAM的多晶栅区域)侧壁厚度均匀性要求极高，一般来说，普通炉管沉积的二氧化硅薄膜，其沉积温度较高(>6500C )均匀性较好，但不能满足器件的热预算的要求。在65纳米或更小线宽要求的制程中，小线宽处相对于大线宽图形氮化硅沉积的所遇瓶颈小线宽处随着二氧化硅沉积的进行，小线宽处的多晶栅的两边上角处形成悬挂膜(overhang)越来越厚,侧壁和底部的沉积量越来越少,直至悬挂膜相连接形成封口停止了厚度的增加，而右图的大线宽处却不会，可继续沉积。这样在同样增加厚度的情况下，两种区域的膜厚均匀性将会有巨大差异。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的不足之处，提出一种改善方案，通过简便的方法在器件表面形成厚度均匀的二氧化硅侧墙。为了实现上述目的，本发明提供一种厚度均匀二氧化硅侧墙的形成方法，包括以下步骤首先，在已形成多个栅极器件的表面沉积一层侧墙氧化层；对形成的侧墙氧化层进行刻蚀，使得沉积过程中形成于器件上栅极之间的封口被打开；在之前形成的侧墙氧化层上沉积一层侧墙氧化层，再次对形成的侧墙氧化层进行刻蚀；重复进行上述侧墙氧化层的沉积和刻蚀过程，直至所形成的侧墙氧化层的厚度达到目标厚度；其中，所述刻蚀选用远端nf3+nh3等离子体刻蚀。在本发明提供的一优选实施例中，其中所述侧墙氧化层由沉积的二氧化硅形成。在本发明提供的一优选实施例中，其中所述沉积侧墙氧化层在低温下进行。本发明提供的方法中，采用低温沉积二氧化硅，随着沉积的进行，小线宽处的多晶栅的两边上角处形成悬挂膜越来越厚，侧壁和底部的沉积量越来越少，直至悬挂膜相连接形成封口停止了厚度的增加，随后用远端nf3+nh3等离子体蚀刻方法(在反应腔外产生等离子体后通入腔内进行反应)去打开小线宽处的多晶栅处的封口，同时也会在大线宽处区域去除一定厚度的二氧化硅，减少这两个区域的厚度差异，随后再次进行低温沉积二氧化硅和等离子体蚀刻，这样周而复始几个循环达到目标厚度后结束。
由于器件多晶栅区域的两边上角处形成悬挂膜并相连形成封口而造成不同区域膜厚不均匀性，尤其是侧壁部分，同时也可以提高后续低温沉积氮化硅薄膜的厚度均匀性。本方法既提高了不同区域膜厚的均匀性，又不影响器件的热预算。此外，由于等离子体是腔外产生后通入腔内，相比腔内直接产生等离子体(原位等离子体),一方面工艺上蚀刻速率比较容易控制且蚀刻速率均匀性好，另一方面，可大大延长腔体内一些部件的使用寿命。
图I是本发明实施例中第一次完成沉积侧墙氧化层后的结构示意图。图2是本发明实施例中第一次对沉积形成的侧墙氧化层刻蚀后结构示意图。图3是本发明实施例中再次完成沉积侧墙氧化层后的结构。
图4是本发明实施例中形成厚度均匀的二氧化硅侧墙后的结构示意图。
具体实施例方式本发明提供一种厚度均匀二氧化硅侧墙的形成方法，首先，在已形成多个栅极器件的表面沉积一层侧墙氧化层；对形成的侧墙氧化层进行刻蚀，使得器件上栅极处的封口被打开；在之前形成的侧墙氧化层上沉积一层侧墙氧化层，再次对形成的侧墙氧化层进行刻蚀；重复进行上述侧墙氧化层的沉积和刻蚀过程，直至所形成的侧墙氧化层的厚度达到目标厚度。以下通过实施例对本发明提供的方法做进一步详细说明，以便更好理解本发明创造的内容，但实施例的内容并不限制本发明创造的保护范围。本发明中采用低温沉积二氧化硅层11，随着沉积的进行，小线宽处的多晶栅的两边上角处形成悬挂膜越来越厚，侧壁和底部的沉积量越来越少，直至悬挂膜相连接形成封口停止了厚度的增加，随后用远端nf3+nh3等离子体蚀刻方法(在反应腔外产生等离子体后通入腔内进行反应)去打开小线宽处的多晶栅处的封口，同时也会在大线宽处区域去除一定厚度的二氧化硅层11，减少这两个区域的厚度差异。随后再次进行低温沉积二氧化硅层11和远端nf3+nh3等离子体蚀刻，这样周而复始几个循环达到目标厚度后结束。也就是说，这样可以大大提高小线宽和大线宽这两个不同区域的膜厚一致性，同时也可以提高后续低温沉积氮化硅薄膜的厚度均匀性。以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。
权利要求
1.一种厚度均匀二氧化硅侧墙的形成方法，其特征在于，包括以下步骤 首先，在已形成多个栅极器件的表面沉积一层侧墙氧化层；对形成的侧墙氧化层进行刻蚀，使得沉积过程中形成于器件上栅极之间的封口被打开；在之前形成的侧墙氧化层上沉积一层侧墙氧化层，再次对形成的侧墙氧化层进行刻蚀；重复进行上述侧墙氧化层的沉积和刻蚀过程，直至所形成的侧墙氧化层的厚度达到目标厚度； 其中，所述刻蚀选用远端nf3+nh3等离子体刻蚀。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述侧墙氧化层由沉积的二氧化硅形成。
3.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述沉积侧墙氧化层在低温下进行。
全文摘要
本发明提供一种厚度均匀二氧化硅侧墙的形成方法，包括以下步骤首先，在已形成多个栅极器件的表面沉积一层侧墙氧化层；对形成的侧墙氧化层进行刻蚀，使得沉积过程中形成于器件上栅极之间的封口被打开；在之前形成的侧墙氧化层上沉积一层侧墙氧化层，再次对形成的侧墙氧化层进行刻蚀；重复进行上述侧墙氧化层的沉积和刻蚀过程，直至所形成的侧墙氧化层的厚度达到目标厚度；其中，所述刻蚀选用远端NF3+NH3等离子体刻蚀。
文档编号H01L21/8238GK102723312SQ20121020446
公开日2012年10月10日 申请日期2012年6月20日 优先权日2012年6月20日
发明者张文广, 陈玉文 申请人:上海华力微电子有限公司