[发明专利]解决锗硅生长工艺中栅极顶角缺陷的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，更具体地说，本发明涉及一种解决锗硅生长工艺中栅极顶角缺陷的方法。

背景技术

半导体制造工艺流程中对器件性能的调节有时需要使用SiGe工艺流程。如图1至图4所示，SiGe的形成工艺包括：在衬底10上沉积多晶硅层，并利用图案化硬掩膜20执行多晶硅层刻蚀以形成多晶硅栅极30；利用原子层沉积工艺沉积SiN层40；对衬底10执行沟槽刻蚀以在多晶硅栅极30下方形成突出衬底10表面的突起部50，并仅留下多晶硅栅极30侧壁上的SiN层40；进一步执行湿法刻蚀及预处理。

其中，对于SiGe沟槽之后经过一系列的湿法刻蚀和SiGe生长前的预处理工艺，该工艺会造成本来就比较脆弱的多晶硅顶角位置的缺损(如图4的虚线圆圈部分所示)。多晶硅暴露出来会在后续的SiGe生长工艺中因Si和Ge反应造成SiGe的残留。SiGe残留的存在会造成电性的退化，需要改善。

发明内容

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，提供一种能够保护SiGe工艺中因多晶硅顶角位置缺损造成的SiGe残留问题的技术方案。其中优化的工艺是在利用原子层沉积工艺沉积SiN层之后增加一道光刻工艺，在多晶硅上方形成足够厚的光阻保护层，可以抵挡后续干刻和湿法工艺中造成的多晶硅顶角损伤，避免多晶硅暴露出来造成的SiGe残留问题。

为了实现上述技术目的，根据本发明，提供了一种解决锗硅生长工艺中栅极顶角缺陷的方法，包括：

第一步骤：在衬底上沉积多晶硅层，并利用图案化硬掩膜执行多晶硅层刻蚀以形成多晶硅栅极；

第二步骤：利用原子层沉积工艺沉积SiN层；

第三步骤：在晶圆表面旋涂抗反射涂层和光阻层；

第四步骤：使得光阻层曝光，从而仅仅留下与多晶硅栅极相对应的光阻图案；

第五步骤：利用光阻图案执行干法刻蚀以形成SiGe沟槽，其中在多晶硅栅极下方形成突出衬底表面的突起部，完全去除抗反射涂层和光阻层，并使得SiN层仅留下图案化硬掩膜和多晶硅栅极侧壁上的SiN部分；

第六步骤：对图案化硬掩膜及其侧壁上的SiN部分进一步进行湿法刻蚀以及预处理。

优选地，所述解决锗硅生长工艺中栅极顶角缺陷的方法在SiGe生长之前执行。

优选地，所述解决锗硅生长工艺中栅极顶角缺陷的方法还包括：清除第五步骤中干法刻蚀残留下的聚合物和颗粒型物质。

优选地，光阻图案的关键尺寸比多晶硅栅极的关键尺寸大3-8nm。

优选地，第五步骤包括：抗反射涂层的刻蚀、SiN层的刻蚀、硅衬底刻蚀、沟槽刻蚀。

优选地，抗反射涂层的刻蚀使用含F成分的气体或者HBr搭配O₂气体进行刻蚀，压力在3-10mt,功率在500-100w之间。

优选地，SiN层的刻蚀和硅衬底刻蚀使用含F成分的气体进行刻蚀，压力3-10mt,功率在150-1000w之间。

优选地，SiN层的厚度为50-200A。

优选地，抗反射涂层和光阻层的厚度在500-1200A之间。

优选地，第四步骤还包括对光刻胶进行烘烤。

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至图4示意性地示出了根据现有技术的SiGe工艺流程。

图5示意性地示出了根据本发明优选实施例的解决锗硅生长工艺中栅极顶角缺陷的方法的第一步骤。

图6示意性地示出了根据本发明优选实施例的解决锗硅生长工艺中栅极顶角缺陷的方法的第二步骤。

图7示意性地示出了根据本发明优选实施例的解决锗硅生长工艺中栅极顶角缺陷的方法的第三步骤。

图8示意性地示出了根据本发明优选实施例的解决锗硅生长工艺中栅极顶角缺陷的方法的第四步骤。

图9示意性地示出了根据本发明优选实施例的解决锗硅生长工艺中栅极顶角缺陷的方法的第五步骤。

图10示意性地示出了根据本发明优选实施例的解决锗硅生长工艺中栅极顶角缺陷的方法的第六步骤。

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。