[发明专利]半导体制程

说明书

技术领域

本发明是有关于一种半导体制程，且特别是有关于一种利用双层间隙壁保 护堆叠结构的半导体制程。

背景技术

在0.13um或更小的半导体元件制程中，形成栅极结构的步骤如下。首先， 依序在基底上形成栅介电材料层、栅极材料层、栅极罩幕材料层及图案化光阻 层。栅极罩幕材料层的材料例如为氮氧化硅，其作为一介电抗反射涂布层 (dielectric anti-reflective coating layer；DARC layer)。然后，以图案化光阻层 为罩幕，蚀刻栅极罩幕材料层，以形成栅极罩幕层。接着，以栅极罩幕层为罩 幕，蚀刻栅极材料层及栅介电材料层，以形成栅极及栅介电层。之后，进行一 去光滑(deglaze)制程，以氢氟酸溶液去除栅极罩幕层上的杂质及原生氧化物 层(native oxide layer)。继而，以热磷酸溶液去除栅极罩幕层，完成栅极结构 的制作过程。

然而，在去光滑的制程中，由于栅介电层对氢氟酸溶液的抗蚀刻性低，因 此氢氟酸溶液会侵蚀部份的栅介电层。另外，在去除栅极罩幕层的步骤中，由 于栅极如掺杂多晶硅层对热磷酸溶液的抗蚀刻性差，因此热磷酸溶液会侵蚀栅 极而导致栅极的线宽变窄。如此一来，元件的可靠度及效能均会下降。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种半导体制程，利用双层间隙壁保护堆叠结构， 可以大幅提升元件的可靠性及效能。

本发明提供一种半导体制程。首先，提供一基底，基底上已形成一堆叠结 构及位于堆叠结构上的罩幕层。然后，形成氧化物层在罩幕层及至少部份堆叠 结构的表面。接着，在堆叠结构的侧壁形成第一间隙壁。之后，在第一间隙壁 的侧壁形成第二间隙壁。继而，进行第一蚀刻制程，以移除罩幕层的表面的氧 化物层。然后，进行第二蚀刻制程，以同时移除罩幕层及第二间隙壁。

在本发明的一实施例中，进行上述的第一蚀刻制程的步骤中，罩幕层的表 面的氧化物层的蚀刻速率大于第二间隙壁的蚀刻速率。

在本发明的一实施例中，进行上述的第二蚀刻制程的步骤中，罩幕层及第 二间隙壁的蚀刻速率大于第一间隙壁的蚀刻速率。

在本发明的一实施例中，上述的第一蚀刻制程的溶剂包括氢氟酸溶液，第 二蚀刻制程的溶剂包括磷酸溶液。

在本发明的一实施例中，上述的第一间隙壁的材料例如是氧化硅。

在本发明的一实施例中，上述的第二间隙壁的材料例如是氮化硅、碳化硅 或氮氧化硅。

在本发明的一实施例中，上述的罩幕层及第二间隙壁的材料相同。

在本发明的一实施例中，上述的罩幕层的材料例如是氮化硅、碳化硅或氮 氧化硅。

在本发明的一实施例中，上述的形成氧化物层的步骤例如是进行一快速热 氧化法。

在本发明的一实施例中，上述的堆叠结构为一栅极结构。

在本发明的一实施例中，上述的栅极结构包括依序形成在基底上的栅介电 层及栅极。

在本发明的一实施例中，上述的栅极结构包括依序形成在基底上的穿隧介 电层、浮置栅极、栅间介电层及控制栅极。

根据本发明的半导体制程，由于堆叠结构如栅极结构的侧壁有双层间隙壁 的保护，因此氢氟酸或磷酸溶液不会侵蚀栅极结构，可大幅提升元件的可靠性 及效能。

附图说明

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发 明的具体实施方式作详细说明，其中：

图1A至图1E为根据本发明的一实施例所绘示的半导体制程的剖面示意 图。

主要元件符号说明：

100：基底

101：隔离结构

102a、102b：区域

104、106：栅极结构

108：栅介电层

112：穿隧介电层

110、114、118：栅极

116：栅间介电层

120a、120b：罩幕层

122a、122b、124a、124b：氧化物层

126a、126b：第一间隙壁

128a、128b：第二间隙壁

具体实施方式

图1A至图1E为根据本发明的一实施例所绘示的半导体制程的剖面示意 图。