[发明专利]半导体元件制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体元件制造方法，尤指应用于集成电路工艺中的半导体元件制造方法。

背景技术

在集成电路中，金属氧化物半导体晶体管是常使用的电路元件，而在制造过程中，通常皆会利用栅极结构来作为离子注入时的掩模。若是进行互补式金属氧化物半导体晶体管工艺时，又常需要使用光致抗蚀剂材料来遮住特定区域，用以达成于基板的不同区域注入不同掺质的目的。但是，由于进行后续光致抗蚀剂材料的清洗工艺时，常常不易将基板与栅极结构表面的残余物(residue)移除干净，而如何改善此类不足，便是发展本发明的主要目的。

发明内容

为改善上述不足，本发明提供一种半导体元件制造方法，其可轻易去除离子注入工艺中所使用的光致抗蚀剂材料残余物。

上述目的是通过以下技术方案实现的：

一种半导体元件制造方法，包括下列步骤：提供基板，基板上方已形成有硅栅极结构；对硅栅极结构的硅表面进行改性工艺，进而将硅栅极结构的硅表面特性由疏水性改变成亲水性；于基板上方形成掩模结构；利用已进行完改性工艺的硅栅极结构与掩模结构来对基板进行掺质注入工艺；以及使用包括湿式清洗步骤的掩模结构清除工艺来去除该掩模结构。

在本发明另一实施例中，上述基板为硅基板，硅基板上方完成浅沟槽隔离结构，硅栅极结构与该硅基板之间有栅极介电层。

在本发明另一实施例中，上述对硅栅极结构的表面进行的改性工艺包括下列步骤：利用氧化工艺来对硅栅极结构进行处理；以及于硅栅极结构的表面形成氧化硅薄层，氧化硅薄层厚度小于20埃。

在本发明另一实施例中，上述氧化硅薄层的厚度范围在10至20埃之间。

在本发明另一实施例中，上述氧化工艺为激发态氧原子氧化工艺，反应温度范围为200℃至300℃之间。

在本发明另一实施例中，上述氧化工艺为炉管氧化工艺，反应温度范围为800℃至1100℃之间。

在本发明另一实施例中，上述氧化工艺为化学氧化工艺，是将基板与多晶硅栅极结构浸泡于双氧水溶液中，双氧水溶液的温度范围为25℃至80℃之间。

在本发明另一实施例中，上述于基板上方形成的掩模结构为光致抗蚀剂材料。

在本发明另一实施例中，上述该掩模结构清除工艺包括灰化工艺(ash)，用于温度范围25℃至300℃之间，通入氧气来去除以光致抗蚀剂材料完成的掩模结构。

在本发明另一实施例中，上述掺质注入工艺包括离子注入，用以形成P型或N型的掺杂区域。

在本发明另一实施例中，上述半导体元件制造方法还包括下列步骤：于基板与该硅栅极结构上方沉积间隙壁材料层；以及利用各向异性蚀刻来除去部分间隙壁材料层，用于硅栅极结构的侧壁表面上形成间隙壁结构。

在本发明另一实施例中，上述间隙壁材料层包括二氧化硅层以及氮化硅层。

在上述半导体元件制造方法中，由于硅栅极结构的表面特性已转为亲水性，使得湿式清洗步骤可顺利的将灰化后的残余物移除干净。

附图说明

图1A～图1F，其为半导体元件制作过程中的部分流程示意图。

附图标记说明

1：基板                10：氧化硅层

11：浅沟槽隔离结构     12：栅极介电层

13：硅栅极结构         14：氧化硅薄层

15：光致抗蚀剂材料     16：间隙壁材料层

161：二氧化硅层        162：氮化硅层

17：间隙壁结构         19：掺杂区域

具体实施方式

请参见图1A～图1F，其为半导体元件制造过程中的部分流程示意图。首先，图1A表示出于硅基板1上完成浅沟槽隔离结构11后，再于硅基板1表面制作出栅极介电层12及硅栅极结构13。其中氧化硅层10是硅栅极结构13与栅极介电层12定义完成后残留下来的氧化硅，另外，硅栅极结构13为含硅的结构，可包括均匀或渐变或非均质的多晶硅、单晶硅、掺杂硅、硅与其他元素的外延或掺杂材料如硅锗材料、应变硅、或上述的任意组合。又，虽然图中所绘示的硅栅极结构13为单层结构，但其可为多层结构或上方具有介电掩模层的结构。