專利名稱：半導體器件的形成方法
技術領域：
本發(fā)明涉及半導體制造領域，尤其涉及一種半導體器件的形成方法。
背景技術：
金屬氧化物半導體晶體管包括柵極及位于所述柵極兩側襯底中的源區(qū)、漏區(qū)，所述柵極兩側還形成位于襯底表面的側墻。專利號為US6977184B1的美國專利公開了一種側墻的形成工藝。除柵極外，側墻還可能形成在如接觸孔、溝槽等半導體結構的兩側或其他位置，對所述半導體結構進行保護或具有其他特定作用。應不同的器件性能要求，有時同一個基底上的部分半導體結構需要形成側墻，而部分半導體結構則不需要形成側墻。如圖1所示，包括基底，所述基底包括第一區(qū)域1和第二區(qū)域2 ；位于第一區(qū)域1上的半導體結構011和位于第二區(qū)域2上的半導體結構012， 所述第二區(qū)域2上的半導體結構012的兩側形成有側墻022。對于上述結構的半導體器件，其形成過程如下如圖2所示，在第一區(qū)域1和第二區(qū)域2上均形成側墻。其中，所述側墻021位于所述半導體結構011的兩側，所述側墻022 位于所述半導體結構012的兩側；如圖3所示，在第二區(qū)域2上形成覆蓋所述半導體結構 012和側墻022的光刻膠層030 ；如圖4所示，濕法去除所述側墻021 ；如圖5所示，采用灰化去除所述光刻膠層030。上述技術方案中，需保留的第二區(qū)域2上的側墻022會被部分刻蝕，降低半導體器件性能，且隨著半導體器件的關鍵尺寸逐漸減小，側墻022被刻蝕的程度加深。

發(fā)明內容
本發(fā)明解決的問題是提供一種半導體器件的形成方法，以解決去除未被光刻膠覆蓋的側墻時，去除環(huán)境對被光刻膠覆蓋的側墻造成的損傷。為解決上述問題，本發(fā)明提供一種半導體器件的形成方法，包括提供基底，所述基底包括第一區(qū)域和第二區(qū)域，所述第一區(qū)域和第二區(qū)域上形成有多個半導體結構；在所述半導體結構兩側形成位于基底表面的側墻；形成覆蓋所述半導體結構和側墻的保護層；形成覆蓋第一區(qū)域上保護層的光刻膠層；依次去除第二區(qū)域上保護層及側墻；依次去除第一區(qū)域上光刻膠層及保護層?？蛇x的，所述半導體結構為柵極、接觸孔或溝槽中一種。可選的，所述保護層為非晶碳、摻雜的非晶碳或者是金剛石薄膜。可選的，所述保護層的厚度為200A 1000A?？蛇x的，去除所述保護層的方法為干法去除或濕法去除。
本發(fā)明還提供一種半導體器件的形成方法，包括提供基底，所述基底包括第一區(qū)域和第二區(qū)域，所述第一區(qū)域和第二區(qū)域上形成有多個半導體結構；在所述半導體結構兩側形成位于基底表面的側墻；形成覆蓋所述半導體結構和側墻的第一保護層，所述第一保護層為非晶碳、摻雜的非晶碳或者是金剛石薄膜；形成覆蓋第一保護層的第二保護層，所述第二保護層為無機材料；形成覆蓋第一區(qū)域上第二保護層的光刻膠層；去除第二區(qū)域的第二保護層、第一保護層及側墻；去除第一區(qū)域的光刻膠層、第二保護層及第一保護層。可選的，所述半導體結構為柵極、接觸孔或溝槽中一種。可選的，所述第一保護層的厚度為200人 1000A?？蛇x的，去除所述第一保護層的方法為濕法去除或者干法去除?？蛇x的，所述第二保護層為氮化硅、氧化硅或者氮氧化硅中的一種?？蛇x的，所述第二保護層的厚度范圍為20人~500人?？蛇x的，去除所述第二保護層的方法為濕法去除?？蛇x的，所述第二區(qū)域上的第二保護層、第一保護層及側墻和第一區(qū)域的光刻膠層、第二保護層及第一保護層的去除順序為首先去除第二區(qū)域的第二保護層；然后同時去除第一區(qū)域的光刻膠層和第二區(qū)域的第一保護層；接著去除第二區(qū)域的側墻及第一區(qū)域的第二保護層；最后去除第一區(qū)域的第一保護層。與現有技術相比，上述方案具有以下優(yōu)點通過在光刻膠層與例墻間形成保護層對所述側墻進行保護，避免在第二區(qū)域側墻的去除過程中，因光刻膠層的翹起或剝落，對第一區(qū)域的側墻造成損傷的問題。進一步地，在第一保護層和光刻膠之間還形成有無機材料的第二保護層，避免在第二區(qū)域的第一保護層的去除過程中，對第一區(qū)域的光刻膠層和第一保護層造成損傷，進而對第一區(qū)域側墻造成損傷的問題。


圖1至圖5為現有技術形成半導體器件的方法；圖6至圖11為本發(fā)明一個實施例的半導體器件的形成方法剖面結構示意圖；圖12至圖17為本發(fā)明另一個實施例的半導體器件的形成方法剖面結構示意圖。
具體實施例方式發(fā)明人發(fā)現，用于覆蓋需保留半導體結構和側墻的光刻膠層容易翹起，甚至剝落。 光刻膠層翹起或者剝落后，所覆蓋的側墻將會被暴露出來。在后續(xù)去除其他側墻的濕法刻蝕工藝中，所述濕法刻蝕環(huán)境將會對暴露出的側墻進行刻蝕，降低半導體器件性能。且隨著半導體器件的關鍵尺寸逐漸減小，用于覆蓋半導體結構和側墻的光刻膠層的厚度和覆蓋面積也逐漸減小，光刻膠層更易于翹起，甚至剝落，加劇了側墻被刻蝕的問題。為解決上述問題，發(fā)明人提供了一種半導體器件的形成方法，包括提供基底，所述基底包括第一區(qū)域和第二區(qū)域，所述第一區(qū)域和第二區(qū)域上形成有多個半導體結構；在所述半導體結構兩側形成位于基底表面的側墻；形成覆蓋所述半導體結構和側墻的保護層；形成覆蓋第一區(qū)域上保護層的光刻膠層；依次去除第二區(qū)域上保護層及側墻；依次去除第一區(qū)域上光刻膠層及保護層。其中，所述保護層是用于保護側墻，避免因光刻膠層邊緣翹起甚至剝落時，去除其他側墻的刻蝕溶液對需要保護的側墻造成損傷。為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更為明顯易懂，下面結合附圖對本發(fā)明的一具體實施例做詳細的說明。如圖6所示，提供基底，所述基底包括第一區(qū)域1和第二區(qū)域2，所述第一區(qū)域1和第二區(qū)域2的表面形成有多個半導體結構310。本實施例中，所述半導體結構310的個數為 3。作為其他實施例，所述半導體結構310可以為其他個數。本圖示出的第一區(qū)域1和第二區(qū)域2的界限位于一個半導體結構310的中間，將半導體結構310劃分至兩個區(qū)域，其一半位于第一區(qū)域1上，另一半位于第二區(qū)域2上。第一區(qū)域1和第二區(qū)域2的界限根據實際工藝的器件要求，也可以位于其他位置。所述半導體結構310為柵極、接觸孔、溝槽等半導體結構的一種。本實施例中所述半導體結構310為柵極，所述柵極包括位于基底表面的柵極氧化層和位于柵極氧化層表面的柵電極層，所述柵電極層可以為多晶硅或多晶硅與金屬硅化物的堆棧結構。參考圖7，在所述半導體結構310的兩側形成位于基底表面的側墻320。具體地， 在所述基底上，沿所述半導體結構310的表面沉積介質層(未圖示)，所述介質層為氧化硅、 氮化硅、氮氧化硅的一種，其厚度范圍為100人~1000入。本實施例中所述介質層為氧化硅， 厚度為400人。所述介質層的形成方法為物理氣相沉積或者化學氣相沉積；接著，對所述介質層進行回刻蝕，在所述半導體結構310的表面形成側墻320。所述刻蝕為等離子體干法刻蝕，刻蝕氣體為CF4、CH2F2, C2F6, NF3> CHF3的一種或組合。如圖8所示，在所述基底上形成保護層330，所述保護層330覆蓋側墻320的表面和半導體結構310表面。所述保護層330用于保護所述側墻320，避免后續(xù)形成的光刻膠層翹起或剝落時，所述側墻320暴露在外界環(huán)境中。所述保護層330的厚度范圍為 200Λ 1000A。所述保護層330的形成方法為化學氣相沉積法或旋涂法。所述保護層330為易剝離材料，且與基底、基底上的半導體結構310和側墻320等其他結構的材料相比，具有較高的去除選擇比，所以所述保護層330較易去除且不會對基底、基底上的半導體結構310、側墻320等其他結構產生影響。優(yōu)選地，所述保護層330的材料為非晶碳(amorphous carbon)、摻雜的非晶碳 (doped amorphous carbon)或者是金剛石薄膜(diamond layer)。所述保護層330的材料可采用氧氣灰化的方法去除，對基底、基底上的半導體結構310、側墻320等其他結構影響較小。如圖9所示，在第一區(qū)域1的保護層330上形成光刻膠層400。具體地，首先在第一區(qū)域1和第二區(qū)域2上同時形成光刻膠層(未圖示)，然后再選擇性地刻蝕掉第二區(qū)域2 上的光刻膠層，僅保留第一區(qū)域1上的光刻膠層400。如圖10所示，去除第二區(qū)域2上的保護層330和側墻320。首先，干法去除第二區(qū)域2上的保護層330。具體采用氧氣灰化去除第二區(qū)域2上的保護層330，所述氧氣氣體的流量范圍為IOsccm 500sCCm，氣體壓強范圍為20毫托 500毫托，刻蝕時間范圍為5s 40s。作為其他實施例，還可以采用濕法去除所述第二區(qū)域2上的保護層330，如采用濃硫酸和雙氧水的混合溶液去除所述第二區(qū)域2上的保護層330。接著，濕法去除位于第二區(qū)域2上的側墻320，具體包括采用酸性溶液進行濕法刻蝕，所述酸性溶液可以是氫氟酸溶液；采用去離子水進行清洗，將殘留的側墻材料以及酸性溶液去除。如圖11所示，去除第一區(qū)域1上的光刻膠層400和保護層330，暴露出第一區(qū)域1 上的側墻320。所述去除方法為灰化工藝，所述灰化氣體為氧氣，所述氧氣流量范圍為20sCCm lOOOsccm，氣體壓強范圍為20毫托 500毫托，刻蝕時間范圍為k 60s。本實施例中，所述光刻膠層400與第一區(qū)域1上的保護層330采用的是一步灰化去除，作為其他實施例，也可以采用兩步灰化分別去除。作為其他實施例，還可以采用濕法去除所述第一區(qū)域1上的保護層330，如采用濃硫酸和雙氧水的混合溶液去除所述第一區(qū)域1上的保護層330。當去除第二區(qū)域2的半導體結構310的側墻320時，若第一區(qū)域1的光刻膠層400 翹起或剝落，則保護層330可以對所述第一區(qū)域1的側墻320進行保護，避免去除第一區(qū)域 1側墻320的酸性溶液對第二區(qū)域2的側墻320造成腐蝕損傷。繼續(xù)參考圖9，發(fā)明人發(fā)現上述實施例中，當采用氧氣灰化去除位于第二區(qū)域2中的保護層330時，會部分去除掉第一區(qū)域1上的光刻膠層400和第一區(qū)域1上的保護層330， 進而可能暴露出所需要覆蓋的第一區(qū)域1的側墻330，仍然會發(fā)生去除第二區(qū)域2的半導體結構310的側墻320時，第一區(qū)域1的側墻330被腐蝕損傷的現象。為了解決上述問題，本發(fā)明還提供另一實施例的半導體器件的形成方法，包括提供基底，所述基底包括第一區(qū)域和第二區(qū)域，所述第一區(qū)域和第二區(qū)域上形成有多個半導體結構；在所述半導體結構兩側形成位于基底表面的側墻；形成覆蓋所述半導體結構和側墻的第一保護層；形成覆蓋第一保護層的第二保護層；形成覆蓋第一區(qū)域上第二保護層的光刻膠層；去除第二區(qū)域的第二保護層、第一保護層及側墻；去除第一區(qū)域的光刻膠層、第二保護層及第一保護層。具體地，首先如圖8所示，在所述第一區(qū)域1和第二區(qū)域2上形成第一保護層330， 具體形成第一保護層330的方法可以參考前述；接著如圖12所示，在所述第一保護層330 上形成第二保護層340。所述第二保護層340的材料為無機材料，當采用氧氣灰化去除位于第二區(qū)域2中的第一保護層330時，所述第二保護層340不會受到氧氣灰化的影響。作為一個實施例，所述第二保護層340可以為氧化硅層、氮化硅層或者氮氧化硅層之一。所述第二保護層340的厚度范圍為20A 500A。所述形成方法為化學氣相沉積法或物理氣相沉積。如圖13所示，在第一區(qū)域1上形成光刻膠層400，所述光刻膠層400覆蓋所述第二保護層；340。具體地，首先在第一區(qū)域1和第二區(qū)域2上同時形成光刻膠層(未圖示)，然后再刻蝕掉位于第二區(qū)域2上的光刻膠層，僅保留位于第一區(qū)域1上的光刻膠層400。
如圖14所示，去除位于第二區(qū)域2上的第二保護層340。所述去除方法為干法刻蝕。所述干法刻蝕的氣體為含氟的氣體，如CF4、CH2F2, C2F6, NF3、CHF3的一種或組合。本實施例中刻蝕氣體為CF4,所述刻蝕氣體的流量范圍為20SCCm 200SCCm，氣體壓強范圍為5 毫托 200毫托，刻蝕時間范圍為k 30s。如圖15所示，去除位于第一區(qū)域1上的光刻膠層400和位于第二區(qū)域2上的第一保護層330。采用灰化氣體為氧氣，所述氧氣氣體的流量范圍為20sCCm lOOOsccm，氣體壓強范圍為20毫托 500毫托，刻蝕時間范圍為k 60s。因為所述第一區(qū)域1上的光刻膠層400和第一保護層330可以同時通過氧氣灰化去除，將其在一步去除，作為其他實施例，也可以分兩步去除。如圖16所示，去除位于第一區(qū)域1上的第二保護層340和位于第二區(qū)域上的側墻 320。所述去除方法為濕法去除。本實施例中，所述第二保護層340的材料為氮化硅、氧化硅或氮氧化硅之一。具體包括采用酸性溶液進行濕法刻蝕，所述酸性溶液可以是氫氟酸溶液；然后采用去離子水進行清洗。如圖17所示，去除位于第一區(qū)域1上的第一保護層330，暴露出第一區(qū)域1上的側墻 310。具體地采用氧氣灰化去除第一區(qū)域1上的第一保護層330，所述氧氣氣體的流量范圍為IOsccm 500sccm，氣體壓強范圍為20毫托 500毫托，刻蝕時間范圍為k 40s。作為其他實施例，還可以采用濕法去除所述第一區(qū)域1上的第一保護層330，如采用濃硫酸和雙氧水的混合溶液去除所述第一區(qū)域1上的第一保護層330。與現有技術相比，上述方案具有以下優(yōu)點通過在光刻膠層與側墻間形成第一保護層，對所述側墻進行保護，避免在第二區(qū)域2側墻的去除環(huán)境中，因光刻膠的翹起或剝落，對光刻膠層覆蓋的第一區(qū)域1側墻造成損傷的問題。進一步地，在第一保護層和光刻膠之間還形成有無機材料的第二保護層，避免在第二區(qū)域2的第一保護層的去除環(huán)境中，對第一區(qū)域1的光刻膠層和第一保護層造成損傷， 進而對第一區(qū)域1側墻造成損傷的問題。在以上描述中闡述了具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以多種不同于在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本發(fā)明內涵的情況下做類似推廣。因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施的限制。
權利要求
1.一種半導體器件的形成方法，其特征在于，包括提供基底，所述基底包括第一區(qū)域和第二區(qū)域，所述第一區(qū)域和第二區(qū)域上形成有多個半導體結構；在所述半導體結構兩側形成位于基底表面的側墻； 形成覆蓋所述半導體結構和側墻的保護層； 形成覆蓋第一區(qū)域上保護層的光刻膠層； 去除第二區(qū)域上保護層及側墻； 去除第一區(qū)域上光刻膠層及保護層。
2.根據權利要求1所述半導體器件的形成方法，其特征在于，所述半導體結構為柵極、 接觸孔或溝槽中一種。
3.根據權利要求1所述半導體器件的形成方法，其特征在于，所述保護層為非晶碳、摻雜的非晶碳或者是金剛石薄膜。
4.根據權利要求1所述半導體器件的形成方法，其特征在于，所述保護層的厚度為200A 1000A。
5.根據權利要求1所述半導體器件的形成方法，其特征在于，去除所述保護層的方法為干法去除或濕法去除。
6.一種半導體器件的形成方法，其特征在于，包括提供基底，所述基底包括第一區(qū)域和第二區(qū)域，所述第一區(qū)域和第二區(qū)域上形成有多個半導體結構；在所述半導體結構兩側形成位于基底表面的側墻；形成覆蓋所述半導體結構和側墻的第一保護層，所述第一保護層為非晶碳、摻雜的非晶碳或者是金剛石薄膜；形成覆蓋第一保護層的第二保護層，所述第二保護層為無機材料； 形成覆蓋第一區(qū)域上第二保護層的光刻膠層； 去除第二區(qū)域的第二保護層、第一保護層及側墻； 去除第一區(qū)域的光刻膠層、第二保護層及第一保護層。
7.根據權利要求6所述半導體器件的形成方法，其特征在于，所述半導體結構為柵極、 接觸孔或溝槽中一種。
8.根據權利要求6所述半導體器件的形成方法，其特征在于，所述第一保護層的厚度為200A ιοοοΑ。
9.根據權利要求6所述半導體器件的形成方法，其特征在于，去除所述第一保護層的方法為濕法去除或者干法去除。
10.根據權利要求6所述半導體器件的形成方法，其特征在于，所述第二保護層為氮化硅、氧化硅或者氮氧化硅中的一種。
11.根據權利要求10所述半導體器件的形成方法，其特征在于，所述第二保護層的厚度范圍為20人~500入。
12.根據權利要求11所述半導體器件的形成方法，其特征在于，去除所述第二保護層的方法為濕法去除。
13.根據權利要求6所述半導體器件的形成方法，其特征在于，所述第二區(qū)域上的第二保護層、第一保護層及側墻和第一區(qū)域的光刻膠層、第二保護層及第一保護層的去除順序為首先去除第二區(qū)域的第二保護層；然后同時去除第一區(qū)域的光刻膠層和第二區(qū)域的第一保護層；接著去除第二區(qū)域的側墻及第一區(qū)域的第二保護層；最后去除第一區(qū)域的第一保護層。
全文摘要
本發(fā)明提供一種半導體器件的形成方法，包括提供基底，所述基底包括第一區(qū)域和第二區(qū)域，所述第一區(qū)域和第二區(qū)域上形成有多個半導體結構；在所述半導體結構兩側形成位于基底表面的側墻；形成覆蓋所述半導體結構和側墻的保護層；形成覆蓋第一區(qū)域上保護層的光刻膠層；依次去除第二區(qū)域上保護層及側墻；依次去除第一區(qū)域上光刻膠層及保護層。本發(fā)明通過光刻膠層與側墻間形成保護層對所述側墻進行保護，避免因光刻膠的翹起或剝落，在第二區(qū)域側墻的去除過程中，對光刻膠層覆蓋的第一區(qū)域側墻造成損傷。
文檔編號H01L21/02GK102386061SQ20101027517
公開日2012年3月21日 申請日期2010年9月1日 優(yōu)先權日2010年9月1日
發(fā)明者洪中山 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司