[发明专利]半导体器件制造方法

权利要求书

1.一种半导体器件制造方法，包括：

在衬底上形成栅极堆叠结构；

在衬底以及栅极堆叠结构上依次沉积第一介质材料层和第二介质材料层；

采用含氦的刻蚀气体，依次刻蚀第二介质材料层和第一介质材料层，分别形成第二侧墙和第一侧墙。

2.如权利要求1的半导体器件制造方法，其中，刻蚀第二介质材料层和第一介质材料层的步骤进一步包括：

执行主刻蚀，刻蚀第二介质材料层形成第二侧墙，并在第一介质材料层上留有第二介质材料层的残留；

执行过刻蚀，去除第二介质材料层的残留；

执行腐蚀，去除衬底上暴露的第一介质材料层。

3.如权利要求1的半导体器件制造方法，其中，栅极堆叠结构包括栅绝缘层和栅电极层，栅电极层包括多晶硅、非晶硅、金属栅，栅绝缘层包括二氧化硅、氮氧化硅、高k材料。

4.如权利要求1的半导体器件制造方法，其中，第一介质材料层包括二氧化硅，采用选自RTO、PECVD、SACVD的方法沉积形成。

5.如权利要求1的半导体器件制造方法，其中，第二介质材料层包括氮化硅、类金刚石无定形碳，采用LPCVD或者PECVD的方法沉积形成。

6.如权利要求1的半导体器件制造方法，其中，刻蚀气体包括氟基气体、氧化性气体以及氦基气体。

7.如权利要求6的半导体器件制造方法，其中，在主刻蚀过程中，调节电极功率、腔体压力和反应气体流量比例，增强各向异性，形成陡直的侧墙。

8.如权利要求6的半导体器件制造方法，其中，在过刻蚀过程中，调节极功率、腔体压力和反应气体流量比例，获得介质材料层对衬底的高选择比。

9.如权利要求8的半导体器件制造方法，其中，选择比大于10：1。

10.如权利要求6的半导体器件制造方法，其中，氟基气体包括碳氟基气体、NF₃。

11.如权利要求10的半导体器件制造方法，其中，主刻蚀的氟基气体包括CF₄、CHF₃、CH₂F₂。

12.如权利要求10的半导体器件制造方法，其中，过刻蚀的氟基气体包括CF₄、CH₃F、CH₂F₂。

13.如权利要求6的半导体器件制造方法，其中，氧化性气体包括O₂。

14.如权利要求6的半导体器件制造方法，其中，氦基气体包括氦气、氦气与氩气的混合物。

15.如权利要求2的半导体器件制造方法，其中，在主刻蚀过程中，通过反应物以及生成物的谱线变化，自动触发终点检测系统，结束主刻蚀而进入过刻蚀，将晶片全部区域的介质层刻蚀干净。

16.如权利要求2的半导体器件制造方法，其中，在主刻蚀过程中，通过刻蚀速率计算所需的刻蚀时间直到接近衬底表面，结束主刻蚀而进入过刻蚀，将晶片全部区域的介质层刻蚀干净。

17.如权利要求2的半导体器件制造方法，其中，主刻蚀和/或过刻蚀采用基于CCP或者ICP模式的刻蚀设备。

18.如权利要求2的半导体器件制造方法，其中，采用HF基腐蚀液湿法刻蚀第一介质材料层。

19.如权利要求1的半导体器件制造方法，进一步包括：

以第二侧墙与第一侧墙为掩模，在两侧离子注入形成源漏区；

去除伪栅极堆叠结构，形成栅极沟槽；

在栅极沟槽中填充高k材料的栅极绝缘层以及金属材料的栅极导电层，形成高k-金属栅极结构。