1側壁表面的剩余阻擋層205a表面的 鈍化側墻。
[0076] 將部分厚度的阻擋層205轉化為鈍化層206后,同一刻蝕工藝對剩余阻擋層205a 的刻蝕速率與對鈍化層206的刻蝕速率不同,即所述剩余阻擋層205a與鈍化層206之間具 有較高的刻蝕選擇比,以確保后續在刻蝕鈍化層206以形成鈍化側墻的過程中,所述刻蝕 工藝不會對剩余阻擋層205a造成刻蝕損傷。
[0077] 例如,后續在刻蝕去除位于鰭部201頂部上的鈍化層206后,會暴露出位于鰭部 201頂部表面的剩余阻擋層205a ;由于剩余阻擋層205a與鈍化層206之間具有較高的刻蝕 選擇比,因此所述刻蝕工藝不會對鈍化層206造成刻蝕損傷,使鰭部201頂部表面的剩余阻 擋層205a表面平坦,防止由于位于鰭部201頂部表面剩余阻擋層205a厚度不均而導致后 續對鰭部201造成刻蝕。
[0078] 所述氧化處理的工藝包括:原位現場水汽生成氧化法(ISSG :In_situ Steam Generation Oxidation)、氧等離子體注入氧化法(Oxygen Plasma Doping Oxidation)或 SPA 氧化法(Slot Plane Antenna Oxidation) 〇
[0079] 作為一個實施例,所述原位現場水汽氧化生成氧化法的工藝參數為:反應氣體包 括H2,反應氣體還包括O 2或N2O, H2流量為IOsccm至lOOOsccm,O2或N2O流量為20sccm至 2000 SCCm,沉積腔室壓強為0. 1托至20托,沉積腔室溫度為450度至1100度。
[0080] 作為另一實施例,所述氧等離子體注入氧化法的工藝參數為:反應腔室溫度為0 度至300度,壓強為5毫托至20毫托,射頻功率為200瓦至3500瓦,O 2流量為5〇SCCm至 1000sccm〇
[0081] 若鈍化層206的厚度過厚,則剩余阻擋層205a的厚度過薄,位于鰭部201側壁表 面的剩余阻擋層205a起到的保護作用小,且氧化處理的工藝難度較大;若鈍化層206的厚 度過薄,后續形成的鈍化側墻對位于鰭部201側壁表面的剩余阻擋層205a的保護作用過 小,后續在刻蝕去除位于鰭部201頂部表面的剩余阻擋層205a時,所述刻蝕工藝容易刻蝕 去除鈍化側墻,從而對位于鰭部201側壁表面的剩余阻擋層205a造成刻蝕,導致在形成應 力層之前,鰭部201的側壁表面被暴露出來。
[0082] 為此,本實施例中所述鈍化層2〇6的厚度為5人至5()人。
[0083] 本實施例中,所述阻擋層205的材料為氮化硅,在進行氧化處理后,部分厚度的阻 擋層205轉化為鈍化層206 ;由于硅原子與氧原子的結合能力比硅原子與氮原子的結合能 力強,因此部分厚度的阻擋層205中的氮硅鍵斷裂重組為硅氧鍵,氮原子從所述氮硅鍵中 脫離成為游離態;所述游離態的氮原子受到硅氧鍵的排擠后朝向未形成有硅氧鍵的阻擋層 205內擴散,因此在氧化處理后,剩余阻擋層205a內氮原子濃度大于氧化處理前阻擋層205 內氮原子濃度,刻蝕鈍化層206的工藝對剩余阻擋層205a的刻蝕速率更低。
[0084] 綜合上述分析可知,本實施例在氧化處理后,進一步提高了剩余阻擋層205a與鈍 化層206的刻蝕選擇比,進一步防止了刻蝕鈍化層206的工藝對剩余阻擋層205a造成刻蝕 損傷,進一步提高了鰭部201頂部表面的剩余阻擋層205a表面平坦度。
[0085] 當阻擋層205的材料為氮化硅時,所述鈍化層206的材料為氧化硅或氮氧化硅;本 實施例中,所述阻擋層205的材料為氮化硅,所述鈍化層206的材料為氧化硅。
[0086] 在其他實施例中,所述阻擋層205的材料為氮氧化硅時,所述鈍化層206的材料為 氧化硅。同樣的,在氧化處理后,剩余阻擋層205a內氮原子濃度大于氧化處理前阻擋層205 內氮原子濃度,因此剩余阻擋層205a與鈍化層206之間的刻蝕選擇比得到進一步提高。 [0087] 同時,本實施例采用在形成阻擋層205后,將部分厚度的阻擋層205轉化為鈍化層 206的方法,剩余阻擋層205a與鈍化層206界面接觸緊密,從而提高后續形成的鈍化側墻的 質量,使得鈍化側墻與剩余阻擋層205a之間接觸緊密,鈍化側墻對剩余阻擋層205a的保護 能力得到提高;后續在刻蝕去除位于鰭部201頂部表面的剩余阻擋層205a時,鰭部201側 壁表面的剩余阻擋層205a由于鈍化側墻的保護作用而不會被刻蝕,從而避免鰭部201側壁 表面被暴露出來。
[0088] 若直接在阻擋層205 (請參考圖7)表面沉積鈍化層,則由于在形成阻擋層205之 后,相鄰鰭部201之間的距離更小,在所述阻擋層205表面沉積鈍化層時,相鄰鰭部201之 間的開口頂部區域容易發生閉合,影響形成的鈍化層的質量;并且,在阻擋層205表面沉積 鈍化層時,所述鈍化層與阻擋層205之間的界面處容易出現孔洞,特別是在阻擋層205的拐 角處,鈍化層與阻擋層205之間的界面出現孔洞的概率更高,進而造成后續形成的鈍化側 墻與阻擋層205之間的界面具有孔洞;后續刻蝕去除位于鰭部201頂部表面的阻擋層205 時,所述孔洞的存在容易導致對位于鰭部201側壁表面的阻擋層205造成刻蝕。
[0089] 請參考圖9,采用無掩模刻蝕工藝,回刻蝕所述鈍化層206 (請參考圖8),形成覆蓋 于鰭部201側壁表面的剩余阻擋層205a表面的鈍化側墻207,暴露出位于鰭部201頂部表 面的剩余阻擋層205a表面。
[0090] 所述鈍化側墻207覆蓋鰭部201側壁上的剩余阻擋層205a,在后續刻蝕去除位于 鰭部201頂部表面的剩余阻擋層205a的工藝過程中,所述鈍化側墻207起到保護鰭部201 側壁表面的剩余阻擋層205a的作用,從而防止后續在鰭部201頂部表面形成應力層的過程 中,在鰭部201側壁表面進行應力層的生長。
[0091] 所述無掩模刻蝕工藝為干法刻蝕。作為一個具體實施例,采用反應離子刻蝕工藝 進行所述干法刻蝕,若刻蝕腔室的等離子體源輸出功率過低,則產生的等離子體含量以及 等離子體能量過低,無掩模刻蝕工藝的刻蝕時間過長;若等離子體源輸出功率過高,則產 生的等離子體含量以及等離子體能量過高,反應離子刻蝕工藝對鈍化層206的刻蝕速率過 快,容易造成形成的鈍化側墻207寬度過窄,并且還容易對位于鰭部201頂部表面的剩余阻 擋層205a造成刻蝕損傷;若襯底溫度過低或刻蝕腔室壓強過低,等離子體能量過低,刻蝕 速率過慢,不利于提高生產效率;若襯底溫度過高或刻蝕腔室壓強過高,則容易造成刻蝕速 率過快,容易對鰭部201頂部表面的剩余阻擋層205a造成不良影響。
[0092] 為此,提供的反應離子刻蝕工藝中,刻蝕腔室的等離子體源輸出功率為200瓦至 2000瓦,襯底200溫度為20度至80度,刻蝕腔室壓強為5毫托至50毫托,刻蝕氣體包括含 氟氣體(例如,或氯氣,還可以包括氧氣或氦氣,并且向刻蝕腔室內通入氖氣或 氬氣作為保護氣體,刻蝕氣體和保護氣體的流量之和為40sccm至80sccm。
[0093] 上述干法刻蝕工藝對氧化硅具有較高的刻蝕速率,而對氮化硅的刻蝕速率較小, 從而使得鈍化層206與剩余阻擋層205a之間具有較高的選擇比。
[0094] 特別的,本實施例中采用氧化工藝將部分厚度的阻擋層205(請參考圖7)轉化為 鈍化層206后,剩余阻擋層205a內的氮原子濃度高于氧化處理前阻擋層205內氮原子濃 度;因此上述干法刻蝕工藝對本實施例中剩余阻擋層205a的刻蝕速率非常小,甚至可以忽 略不計,進一步避免所述干法刻蝕工藝對位于鰭部201頂部表面的剩余阻擋層205a造成刻 蝕損傷,使得位于鰭部201頂部表面的剩余阻擋層205a表面平坦。
[0095] 通過無掩模刻蝕工藝,刻蝕去除位于隔離層202表面的剩余阻擋層205a表面的鈍 化層206、鰭部201頂部表面的剩余阻擋層205a表面的鈍化層206、以及柵極結構頂部表面 的剩余阻擋層205a表面的鈍化層206,形成位于鰭部201側壁表面的剩余阻擋層205a表面 的鈍化側墻207,所述鈍化側墻207還位于柵極結構側壁表面的剩余阻擋層205a表面。
[0096] 若所述干法刻蝕工藝對位于鰭部頂部表面的剩余阻擋層205a造成刻蝕,受到鈍 化側墻207的影響,所述干法刻蝕工藝對鰭部201頂部表面的刻蝕速率不同,導致在干法刻 蝕工藝完成后,位于鰭部201頂部表面的剩余阻擋層205a厚度不均勻;后續在刻蝕去除位 于鰭部201頂部表面的剩余阻擋層205a時,由于所述剩余阻擋層205a厚度不均勻,容易導 致到鰭部201頂部表面造成刻蝕。
[0097] 而本實施例中,剩余阻擋層205a內具有較高濃度的氮原子,使得干法刻蝕工藝對 剩余阻擋層205a的刻蝕速率可以忽略不計,進一步防止干法刻蝕工藝對剩余阻擋層205a 表面造成刻蝕損傷,進一步后續鰭部201頂部表面質量。
[0098] 請參考圖10,以所述鈍化側墻207為掩膜,采用濕法刻蝕工藝刻蝕位于鰭部201頂 部表面的剩余阻擋層205a (請參考圖9),暴露出鰭部201的頂部表面,且保留位于鰭部201 側壁表面的剩余阻擋層205a作為阻擋側墻208。
[0099] 本實施例中,還保留位于柵極結構側壁表面的剩余阻擋層205a作為阻擋側墻 208。
[0100] 所述濕法刻蝕工藝為各向異性刻蝕工藝,對剩余阻擋層205a的刻蝕速率較為均 勻,并且濕法刻蝕工藝對鰭部201頂部表面的剩余阻擋層205a的刻蝕速率不會受到鈍化側 墻207的影響,進一步提高對剩余阻擋層205a刻蝕速率的一致性。
[0101] 所述濕法刻蝕工藝采用的刻蝕液體為氫氧化銨與過氧化氫的水溶液、硫酸與過氧 化氫的水溶液、鹽酸與過氧化氫的水溶液或磷酸溶液。可以根據鈍化側墻207和剩余阻擋 層205a的材料選擇合適的刻蝕溶液,使所述剩余阻擋層205a與鈍化側墻207相比具有高 刻蝕選擇性。
[0102] 本實施例中,所述剩余阻擋層205a的材料為氮化硅,所述鈍化側墻207的材料為 氧化硅,因此可以采用磷酸溶液作為刻蝕剩余阻擋層20