專利名稱：利用快速熱退火與氧化氣體形成底部抗反射涂層的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)，尤其涉及制造經(jīng)縮小限制尺寸的半導(dǎo)體裝置的技術(shù)。
背景技術(shù)：
于半導(dǎo)體工業(yè)中有一種固定的裝置傳動(dòng)裝置以增加集成電路裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，例如微處理器、存儲(chǔ)裝置等。此傳動(dòng)裝置受到消費(fèi)者對(duì)計(jì)算機(jī)及電子裝置的需求的刺激而需要越來越快的運(yùn)轉(zhuǎn)速度。此種對(duì)增加速度的需求造成半導(dǎo)體裝置(例如晶體管)的尺寸持續(xù)的縮小。亦即，許多典型的場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)的組件(例如溝道長(zhǎng)度、結(jié)深度、柵極介電層厚度等)皆縮小。其它所有東西皆相等，F(xiàn)ET的溝道長(zhǎng)度越小，晶體管運(yùn)轉(zhuǎn)的速度就越快。因此，持續(xù)的需要縮小典型的晶體管組件的尺寸或規(guī)模，以增加晶體管的整體速度，以及并用此等晶體管的集成電路裝置的速度。此外，縮小典型的晶體管組件的尺寸或規(guī)模亦會(huì)增加晶體管的密度及數(shù)目，其可于特定量的晶圓實(shí)際等級(jí)加以制造，降低每個(gè)晶體管的整體成本以及并用此等晶體管的集成電路裝置的成本。
然而，經(jīng)縮小的典型的晶體管組件的尺寸或規(guī)模亦需要可一致地、堅(jiān)固地及可重復(fù)地排列及圖案化組件，例如于此等經(jīng)縮小的規(guī)模上的柵極導(dǎo)體與門極介電層，較佳以自動(dòng)-對(duì)準(zhǔn)的方式。排列及圖案化組件的能力(例如于此等經(jīng)縮小的規(guī)模上可一致地、堅(jiān)固地及可重復(fù)地排列及圖案化柵極導(dǎo)體與門極介電層)除了別的條件外，是受限于光刻成像的物理限制。繞射效應(yīng)加強(qiáng)了組件(例如柵極導(dǎo)體與門極介電層)臨界尺寸的限制，大致上，繞射效應(yīng)與用以進(jìn)行光刻成像的光線的波長(zhǎng)相關(guān)。因此，為達(dá)成縮小臨界尺寸的已有方法中一者是關(guān)于更換晶圓構(gòu)造以使用較短波長(zhǎng)，例如真空紫外線(DUV)光刻成像以及/或高-能量電子光束光刻束。
然而，一般于真空紫外線(DUV)光刻成像中使用的氮化物殘質(zhì)(位于無機(jī)底部抗反射涂覆層(BARC)的表面)可能在無機(jī)底部抗反射涂覆層(BARC)與過度真空紫外線(DUV)光阻層間造成真空紫外線(DUV)光阻劑中的光酸產(chǎn)生劑(PAG)產(chǎn)生「足跡」或中和作用。該「足跡」會(huì)導(dǎo)致重新進(jìn)行真空紫外線(DUV)光刻成像，而增加成本以及降低生產(chǎn)能力。
一般于真空紫外線(DUV)光刻成像中用來使位于無機(jī)底部抗反射涂覆層(BARC)表面的氮化物殘質(zhì)不活性化的已有方法中之一者是于沉積無機(jī)底部抗反射涂覆層(BARC)的最后階段期間使氧氣(O2)流動(dòng)。然而，此方法在不活性化位于無機(jī)底部抗反射涂覆層(BARC)表面的氮化物殘質(zhì)時(shí)經(jīng)常無效。
另一個(gè)一般于真空紫外線(DUV)光刻成像中用來使位于無機(jī)底部抗反射涂覆層(BARC)表面的氮化物殘質(zhì)不活性化的已有方法是于沉積無機(jī)底部抗反射涂覆層(BARC)后使該晶圓通過氧等離子體去光阻處理。然而，此方法經(jīng)常不穩(wěn)定，且此方法在不活性化位于無機(jī)底部抗反射涂覆層(BARC)表面的氮化物殘質(zhì)時(shí)經(jīng)常無效。
本發(fā)明是關(guān)于克服或至少減少一或多個(gè)前述問題的作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明之一方面提供一種方法，該方法包含于基板層上形成柵極介電層，以及于柵極介電層上形成柵極導(dǎo)體層。該方法亦包括于柵極導(dǎo)體層上形成無機(jī)底部抗反射涂覆層，以及于進(jìn)行快速熱退火處理期間以氧化處理法處理無機(jī)底部抗反射涂覆層。
另一方面，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體裝置，其是藉由包含于基板層上形成柵極介電層，以及于柵極介電層上形成柵極導(dǎo)體層的方法所形成。該方法亦包括于柵極導(dǎo)體層上形成無機(jī)底部抗反射涂覆層，以及于進(jìn)行快速熱退火處理期間以氧化處理法處理無機(jī)底部抗反射涂覆層。


可藉由參照下列說明與結(jié)合隨附的圖標(biāo)而了解本發(fā)明，于圖標(biāo)的參考數(shù)字(即組件符號(hào))中最左邊的標(biāo)志數(shù)字分別代表該參考數(shù)字最早出現(xiàn)于第幾圖，其中第1至11圖是以橫截面圖標(biāo)說明根據(jù)本發(fā)明的用于制造半導(dǎo)體裝置的方法的各種具體實(shí)施例。
同時(shí)本發(fā)明可容許各種修飾及替代型式，特定的具體實(shí)施例已顯示于圖標(biāo)中的實(shí)施例，而此處加以詳細(xì)說明。然而，應(yīng)了解不應(yīng)以本文中特定的具體實(shí)施例的說明而將本發(fā)明限制于所揭示的特定型式，但相反地，本發(fā)明包含落于由附上的權(quán)利要求所界定的本發(fā)明范疇中的修飾后的型式、等同物，以及替代物。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的作為例證的具體實(shí)施例的說明如下。為了清楚說明本發(fā)明，本說明書中并未說明所有實(shí)際上實(shí)行的特征。當(dāng)然，應(yīng)了解實(shí)行任一此等實(shí)際上具體實(shí)施例，以及必需完成許多特定實(shí)行的判斷以達(dá)成發(fā)展人員的特定目標(biāo)(例如與系統(tǒng)-相關(guān)及商業(yè)-相關(guān)的限制一致)，而該判斷會(huì)隨著實(shí)行而改變。再者，應(yīng)了解此等研究結(jié)果可能為復(fù)雜以及耗時(shí)的，但對(duì)熟知此技藝的人士而言，仍然為例行性工作，且可從本發(fā)明所揭示的內(nèi)容得到利益。
根據(jù)本發(fā)明的制造半導(dǎo)體裝置的方法的例證性具體實(shí)施例顯示于第1至11圖。雖然，于圖式中標(biāo)示出許多熟知此技藝的人士可辨識(shí)的半導(dǎo)體裝置的部位及結(jié)構(gòu)(非常精確、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臉?gòu)形及輪廓)，實(shí)際上，這些部位及結(jié)構(gòu)并不如圖標(biāo)中所標(biāo)示出般的精確。不過，所附的圖標(biāo)包含于本發(fā)明所提供的說明性實(shí)施例中。
一般地，本發(fā)明是關(guān)于半導(dǎo)體裝置的制造。為了使熟知此技藝的人士藉由完整的閱讀完本申請(qǐng)書后，可輕易地了解本發(fā)明，本發(fā)明方法適用于各種技術(shù)，例如，NMOS、PMOS、CMOS等，且可輕易地適用于各種裝置，包含，但不限于邏輯裝置、存儲(chǔ)裝置等。
第1至11圖說明根據(jù)本發(fā)明形成一MOS晶體管1100(第11圖)的方法。如第1圖所示，于半導(dǎo)體基板105的上方表面150上形成介電層110，例如經(jīng)摻雜-硅?？山逵筛鞣N已知的形成此種層的技術(shù)而形成該介電層110，例如化學(xué)氣相沉積法(CVD)、低-壓CVD(LPCVD)、等離子體-加強(qiáng)CVD(PECVD)、濺鍍以及物理氣相沉積法(PVD)、熱生長(zhǎng)等。位于上方表面150上的介電層110可具有高達(dá)約例如50的厚度，以及可由各種介電材料形成該介電層，例如氧化物(例如Ge氧化物)、氮氧化物(例如GeP氮氧化物)、二氧化硅(SiO2)、含氮的氧化物(例如含氮的SiO2)、氮-摻雜的氧化物(例如N2-植入的SiO2)、硅氧基氮化物(SixOyNz)等。
該介電層110亦可由任何適當(dāng)?shù)摹父呓殡姵?shù)」或「高K」材料所形成，此處，K是大于或等于約8，例如鈦氧化物(TixOv，例如TiO2)、鉭氧化物(TaxOv，例如Ta2O5)、鋇鍶鈦化物(BST、BaTiO3/SrTiO3)等。該介電層110可具有高達(dá)約例如50的等同氧化物厚度tox-eq。等同氧化物厚度tox-eq可界定為介電材料(具有介電常數(shù)K)的厚度t，該介電材料每單位面積C所具有的電流容量近乎與二氧化硅(SiO2)的厚度tox-eq的每單位面積Cox所具有的電流容量相同。由于SiO2所具有的介電常數(shù)Kox約為4，以及C＝K/t以及Cox＝Kox/tox-eq，所以大致上t＝K/C＝K/Cox＝Ktox-eq/Kox＝Ktox-eq/4。例如，該介電層110可由具有介電常數(shù)KTaO約為24的鉭氧化物(TaxOv，例如Ta2O5)所形成。因此，利用t＝KTaO/C＝KTaO/Cox以及t＝KTaOtox-eq/Kox＝24tox-eq/4，大致上，當(dāng)?shù)韧趸锖穸萾ox-eq高達(dá)約50時(shí)，相對(duì)應(yīng)的Ta2O5的厚度tTaO高達(dá)約300。
如第1圖所示，導(dǎo)體層115是形成于介電層110的上方。可藉由各種已知的技術(shù)(例如高-密度離子化金屬等離子體(IMP)沉積法、高-密度感應(yīng)耦合等離子體(ICP)沉積法、濺鍍、PVD、CVD、LPCVD、PECVD、等)來形成該導(dǎo)體層115，且其厚度為約500至5000的范圍。該導(dǎo)體層115可由各種金屬所形成，例如鋁(Al)、鈦(Ti)、鋯(Zr)、鎢(W)、鉭(Ta)、鎳(Ni)、鉬(Mo)、鈷(Co)等。
于各種替代性的說明性具體實(shí)施例中，該導(dǎo)體層115可為經(jīng)聚摻雜的導(dǎo)體層115?？山逵筛鞣N已知的形成此種層的技術(shù)(例如CVD、LPCVD、PECVD、PVD等)來形成該經(jīng)聚摻雜的導(dǎo)體層115，且其厚度為約500至5000的范圍。于一說明性的具體實(shí)施例中，該經(jīng)聚摻雜的導(dǎo)體層115具有約2000的厚度以及為了獲得較高的生產(chǎn)率，該導(dǎo)體層115是藉由LPCVD的制程而形成。
于NMOS晶體管方面，該經(jīng)聚摻雜的導(dǎo)體層115可摻雜砷(As)，例如于PMOS晶體管方面，可摻雜硼(B)，俾使該聚合物更具傳導(dǎo)力。該聚合物亦可未經(jīng)摻雜而形成，例如，為了獲得較高的生產(chǎn)率，可藉由LPCVD的制程而得到具有厚度約為1000至2000的導(dǎo)體層。該聚合物的摻雜可輕易地藉由使摻雜物原子以及/或分子經(jīng)由該聚合物的上方表面擴(kuò)散或植入而完成。然后使該經(jīng)聚摻雜的導(dǎo)體層115進(jìn)行熱處理處理，該熱處理處理為快速熱退火(RTA)處理，是于溫度范圍約800至1100℃以及時(shí)間范圍約5至60秒下進(jìn)行。
如第1圖所示，無機(jī)底部抗反射涂覆(BARC)層120(例如SiON或SiOxNy)可用于真空紫外線(DUV)光刻成像中，以及可形成于導(dǎo)體層115的上方。如第1圖所示，該無機(jī)底部抗反射涂覆(BARC)層120的上方表面160可以氧化處理法(由箭頭130表示)處理，同時(shí)于溫度范圍約800至1100℃以及時(shí)間范圍約5至60秒下進(jìn)行快速熱退火(RTA)處理。
于各種說明性具體實(shí)施例中，該氧化處理法包含于快速熱退火(RTA)處理中使氧化性氣體(例如氧氣O2)流動(dòng)。咸信，該氧化處理法可藉由形成含氮化合物以使殘質(zhì)、游離的氮?dú)?N2)、以及氮化物殘質(zhì)中性化，以及/或不易起化學(xué)反應(yīng)，以及/或鈍性化。咸信，這些由氧化處理法所形成的含氮化合物比于形成無機(jī)底部抗反射涂覆(BARC)層120后殘留在無機(jī)底部抗反射涂覆(BARC)層120的上方表面160的殘質(zhì)、游離的氮?dú)?N2)、以及氮化物殘質(zhì)更加穩(wěn)定。亦相信，這些由氧化處理法所形成的含氮化合物于無機(jī)底部抗反射涂覆(BARC)層120及過度真空紫外線(DUV)光阻層的接口間不會(huì)造成真空紫外線(DUV)光阻中的光酸產(chǎn)生劑(PAG)產(chǎn)生「足跡」或中和作用，例如真空紫外線(DUV)光阻層230(參照下列第2圖的詳細(xì)說明)。
如第1圖所示，由適當(dāng)?shù)慕殡姴牧纤纬傻臏\溝隔離層(STI)區(qū)域140可電性地自相鄰的半導(dǎo)體裝置(例如其它MOS晶體管，未顯示)提供隔離的MOS晶體管1100(第11圖)。該淺溝隔離層(STI)區(qū)域140可包含，例如，氧化物(例如Ge氧化物)、氧基氮化物(例如GaP氧基氮化物)、二氧化硅(SiO2)、含氮的氧化物(例如含氮的SiO2)、氮-摻雜的氧化物(例如N2-植入的SiO2)、硅氧基氮化物(SixOyNz)等。該淺溝隔離層(STI)區(qū)域140亦可由任何適當(dāng)?shù)摹父呓殡姵?shù)」或「高K」材料所形成，此處，K是大于或等于約8，例如鈦氧化物(TixOv，例如TiO2)、鉭氧化物(TaxOv，例如Ta2O5)、鋇鍶鈦化物(BST、BaTiO3/SrTiO3)等。此外，該淺溝隔離層(STI)區(qū)域140亦可由任何適當(dāng)?shù)摹傅徒殡姵?shù)」或「低K」介電材料所形成，此處，K是小于或等于約4。
如第2圖所示，圖案化的真空紫外線(DUV)光阻掩膜230是形成于該無機(jī)底部抗反射涂覆(BARC)層120的上方表面160上。該圖案化的真空紫外線(DUV)光阻掩膜230可利用真空紫外線(DUV)光刻成像法予以圖案化。其實(shí)例包含希普列(Shipley)的Apex、UVS等。如第2圖所示，該圖案化的真空紫外線(DUV)光阻掩膜230可具有最小的繞射-極限尺寸d，其范圍自約1800至2000。
如第3圖所示，該圖案化的真空紫外線(DUV)光阻掩膜230(虛線范圍所示)可視需要利用經(jīng)控制的真空紫外線(DUV)光阻修整法加以修整俾形成經(jīng)修整的真空紫外線(DUV)光阻掩膜330。該圖案化的真空紫外線(DUV)光阻掩膜230(以虛線表示)可視需要利用例如，干式蝕刻等離子體加工法予以修整。典型地，該經(jīng)修整的真空紫外線(DUV)光阻掩膜330具有嚴(yán)格的尺寸dt，其范圍自約700至1500，dt將決定柵極導(dǎo)體415與門極介電質(zhì)410，如第4圖所示。
然后如第4至5圖所示，將該具有嚴(yán)格的尺寸dt的經(jīng)修整的真空紫外線(DUV)光阻掩膜330作為掩膜，以形成經(jīng)掩膜的柵極堆棧400，該柵極堆棧400具有邊緣450。該經(jīng)掩膜的柵極堆棧400可包含該經(jīng)修整的真空紫外線(DUV)光阻掩膜330、無機(jī)底部抗反射涂覆(BARC)層120的殘余物420、柵極導(dǎo)體415、以與門極介電質(zhì)410。例如，可利用非等向蝕刻加工法以移除部分的介電層110、導(dǎo)體層115以及未藉由經(jīng)修整的真空紫外線(DUV)光阻掩膜330保護(hù)的無機(jī)底部抗反射涂覆(BARC)層120(虛線范圍所示)。該經(jīng)掩膜的柵極堆棧400具有嚴(yán)格的尺寸dt，其是藉由經(jīng)修整的真空紫外線(DUV)光阻掩膜330加以界定。
如第4至5圖所示，可利用各種已知的蝕刻技術(shù)，例如，非等向蝕刻加工法以形成該經(jīng)掩膜的柵極堆棧400。例如，可使用選擇性非等向蝕刻技術(shù)，如使用溴化氫(HBr)以及氬(Ar)作為蝕刻氣體的反應(yīng)性離子蝕刻(RIE)加工法。此外，可使用，例如以CHF3以及Ar作為蝕刻氣體的RIE加工法。于各種說明性具體實(shí)施例中亦可使用等離子體蝕刻。
如第6圖所示，移除該具有嚴(yán)格的尺寸dt(第3至5圖)的經(jīng)修整的真空紫外線(DUV)光阻掩膜330，以及無機(jī)底部抗反射涂覆(BARC)層120的殘余物420。例如，該經(jīng)修整的真空紫外線(DUV)光阻掩膜330可藉由灰燼進(jìn)行除去而加以移除。此外，該經(jīng)修整的真空紫外線(DUV)光阻掩膜330以及無機(jī)底部抗反射涂覆(BARC)層120的殘余物420可利用，例如熱磷酸(H3PO4)而去除。該經(jīng)修整的真空紫外線(DUV)光阻掩膜330以及無機(jī)底部抗反射涂覆(BARC)層120的殘余物420的去除形成了具有邊緣450而未經(jīng)掩膜的柵極堆棧600。該未經(jīng)掩膜的柵極堆棧600包含柵極導(dǎo)體415以與門極介電質(zhì)410。
如第7圖所示，例如掩膜層700是形成于半導(dǎo)體基板150的上方表面上，以及形成于該未經(jīng)掩膜的柵極堆棧600上并與的相鄰。該掩膜層700可于上方表面150上具有厚度τ，其范圍例如自約500至5000。于各種說明性具體實(shí)施例中，于上方表面150上的厚度τ是約5000。于各種替代性的說明性具體實(shí)施例中，于上方表面150上的厚度τ的范圍是自約500至5000。
如第8圖所示，使該掩膜層700圖案化以于至少部分的該淺溝隔離層(STI)140上形成掩膜875。利用各種已知的光刻成像法以及/或蝕刻技術(shù)使該掩膜層700圖案化以形成掩膜875。該掩膜875具有邊緣820，并以距離w與未經(jīng)掩膜的柵極堆棧600的邊緣450相隔，該距離w的范圍，例如約1000至1500。
例如，于已有的CMOS制造方法中，該掩膜875是形成于STI區(qū)域140的上方，俾保護(hù)PMOS(NMOS)晶體管區(qū)域，同時(shí)植入該NMOS(PMOS)晶體管區(qū)域以形成N--摻雜(P--摻雜)區(qū)域830。如第8圖所示，可植入摻雜物800(箭頭所指處)以將摻雜物原子以及/或分子引入半導(dǎo)體基板105中以形成N--摻雜(P--摻雜)區(qū)域830?；罨螅揘--摻雜(P--摻雜)區(qū)域830成為N--摻雜(P--摻雜)來源/排水延伸(SDE)區(qū)域930(參照下列第9圖的較完整的說明)。
于各種說明性具體實(shí)施例中，可藉由植入As(N--摻雜適用于NMOS晶體管1100，第11圖)或BF2(P--摻雜適用于PMOS晶體管1100，第11圖)的來源/排水延伸(SDE)劑量以形成該N--摻雜(P--摻雜)區(qū)域830。于植入能量范圍為自約3至50keV時(shí)，該來源/排水延伸(SDE)的劑量范圍為自約1.0×1014至1.0×1015離子/平方公分。使該N--摻雜(P--摻雜)區(qū)域830進(jìn)行快速熱退火(RTA)處理，其是于溫度范圍約800至1100℃以及時(shí)間范圍約5至60秒下進(jìn)行。該快速熱退火(RTA)處理可活化該植入物以及與基板105形成比快速熱退火(RTA)處理后接著植入較具移動(dòng)性的P(N--摻雜適用于NMOS晶體管1100)或B(P--摻雜適用于PMOS晶體管1100)的來源/排水延伸(SDE)劑量輪廓較為分明且較少坡度的經(jīng)活化的植入接合點(diǎn)。
如第9圖所示，不論于該N--摻雜(P--摻雜)區(qū)域830經(jīng)活化而成為N--摻雜(P--摻雜)來源/排水延伸(SDE)區(qū)域930之前或之后，介電質(zhì)間隔片925是形成于未經(jīng)掩膜的柵極堆棧600的旁邊。如第9圖所示，可藉由各種技術(shù)于N--摻雜(P--摻雜)來源/排水延伸(SDE)區(qū)域930之上方以及于未經(jīng)掩膜的柵極堆棧600的旁邊形成介電質(zhì)間隔片925。例如，可藉由以適當(dāng)材料于未經(jīng)掩膜的柵極堆棧600的上方及旁邊沉積一均勻?qū)?未顯示)以形成介電質(zhì)間隔片925，然后于均勻覆蓋地沉積層上進(jìn)行非等向反應(yīng)性離子蝕刻(RIE)加工法。各個(gè)介電質(zhì)間隔片925可含有基本的厚度，例如自未經(jīng)掩膜的柵極堆棧600的邊緣450測(cè)量，其厚度范圍為自約300至1500。
與柵極介電質(zhì)410相似，可由各種介電質(zhì)材料(例如，氧化物(例如Ge氧化物)、氮化物(例如GaAs氮化物)、氧基氮化物(例如GaP氧基氮化物)、二氧化硅(SiO2)、含氮的SiO2、氮化硅(Si3N4)、硅氧基氮化物(SixOyNz)等)形成該介電質(zhì)間隔片925。該介電質(zhì)間隔片925亦可由任何適當(dāng)?shù)摹傅徒殡姵?shù)」或「低K」介電材料所形成，此處，K是小于或等于約4。例如，包含Applied Material’s Black Diamond、Novellus’Coral、Allied Signal’s Nanoglass、JSR’s LKD5104等。此外，該介電質(zhì)間隔片925可由氟-摻雜氧化物、氟-摻雜氮化物、氟-摻雜氧基氮化物、氟-摻雜低K材料等組成。于一說明性具體實(shí)施例中，該介電質(zhì)間隔片925是由SiO2組成，其基本厚度約300。
如第10至11圖所示，植入植入物1000(箭頭所指者)以將植入物原子以及/或分子引入基板105中，形成N+-摻雜(P+-摻雜)區(qū)域1020?；罨?，該N+-摻雜(P+-摻雜)區(qū)域1020成為N+-摻雜(P+-摻雜)來源/排水區(qū)域1120(第11圖)。于一說明性具體實(shí)施例中，該植入物1000的原子以及/或分子的劑量范圍為植入物1000的原子以及/或分子的自約1.0×1015至5.0×1015離子/平方公分，例如P為NMOS晶體管的例證或B為PMOS晶體管的例證。該植入物1000的原子以及/或分子的植入能量范圍為自約30至100keV。于另一說明性具體實(shí)施例中，當(dāng)植入能量為約30keV時(shí)，NMOS晶體管的P或PMOS晶體管的B的植入物1000的原子劑量為約1.0×1015離子/平方公分。
該植入物1000可為N+植入物，例如P、As、銻(Sb)、鉍(Bi)等，以及可形成重N+來源/排水區(qū)域1120。例如，該N+植入物適合用于NMOS晶體管1100的制造。此外，該植入物1000可為P+植入物，例如B、氟化硼(BF、BF2)、鋁(Al)、鎵(Ga)、銦(In)、鉈(Tl)等，以及可形成重?fù)诫sP+來源/排水區(qū)域1120。例如，P+植入物適合用于PMOS晶體管1100的制造。
如第10至11圖所示，使該N+-摻雜(P+-摻雜)區(qū)域1020進(jìn)行快速熱退火(RTA)處理(其是于溫度范圍約800至1100℃以及時(shí)間范圍約5至60秒下進(jìn)行)，以形成N+-摻雜(P+-摻雜)來源/排水區(qū)域1120。該快速熱退火(RTA)處理可活化較具移動(dòng)性的P(N+-摻雜適用于NMOS晶體管1100)或B(P+-摻雜適用于PMOS晶體管1100)的植入物以及與基板105形成比快速熱退火(RTA)處理后接著植入較不具移動(dòng)性的As(N+-摻雜適用于NMOS晶體管1100)或BF2(P+-摻雜適用于PMOS晶體管1100)的輪廓較不分明且較大坡度的經(jīng)活化的植入接合點(diǎn)。
此外，快速熱退火(RTA)處理可結(jié)合自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)金屬硅化物技術(shù)(金屬硅化物技術(shù))處理一起進(jìn)行、或先進(jìn)行快速熱退火(RTA)處理、或于接著的金屬硅化物技術(shù)期間使N+-摻雜(P+-摻雜)區(qū)域1020形成N+-摻雜(P+-摻雜)來源/排水區(qū)域1120。此等結(jié)合金屬硅化物技術(shù)的快速熱退火(RTA)處理是于溫度范圍約800至1000℃以及時(shí)間范圍約10至60秒下進(jìn)行。
如上所揭示的任一具體實(shí)施例中，以經(jīng)縮小的限制尺寸制造半導(dǎo)體裝置的方法使組件(例如柵極導(dǎo)體與門極介電層)以自動(dòng)-對(duì)準(zhǔn)的方式于此等經(jīng)縮小的規(guī)模上可一致地、堅(jiān)固地及可重復(fù)地排列及圖案化。如上所揭示的任一具體實(shí)施例中，以經(jīng)縮小的限制尺寸制造半導(dǎo)體裝置的方法可利用真空紫外線(DUV)光刻成像法達(dá)成經(jīng)縮小的限制尺寸，而不會(huì)有關(guān)于在無機(jī)底部抗反射涂覆層(BARC)與過度真空紫外線(DUV)光阻層間造成真空紫外線(DUV)光阻劑中的光酸產(chǎn)生劑(PAG)產(chǎn)生「足跡」或中和作用的問題。如上所揭示的制造半導(dǎo)體裝置的方法的任一具體實(shí)施例中，藉由避免與「足跡」有關(guān)的問題，可減少重新進(jìn)行真空紫外線(DUV)光刻成像的次數(shù)，而降低制造成本以及增加生產(chǎn)能力，比已有技術(shù)更有效以及更穩(wěn)定。
如上所揭示的特定具體實(shí)施例僅供說明，以及本發(fā)明可以不同但對(duì)那些熟知此技藝的人士(具有由此處的教示而得利益者)來說為等同的方法加以修改及實(shí)行。再者，除了下述的權(quán)利要求外，不應(yīng)以此處所示的詳細(xì)的內(nèi)容或設(shè)計(jì)限制本發(fā)明。因此，可顯而易見，如上所揭示的特定具體實(shí)施例可加以改變或修改，且將此等變更視為包含于本發(fā)明的范疇及精神下。此外，此處所請(qǐng)求的保護(hù)列于下述的權(quán)利要求中。
權(quán)利要求
1.一種方法，包括于基板層(105)上形成一柵極介電層(110，410)；于該柵極介電層(110，410)上形成一柵極導(dǎo)體層(115，415)；于該柵極導(dǎo)體層(115，415)上形成一無機(jī)底部抗反射涂覆層(120)；以及于快速熱退火處理期間以氧化處理法(130)處理該無機(jī)底部抗反射涂覆層(120)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該柵極介電層(110，410)的形成包括以至少一種氧化物、氧基氮化物、二氧化硅、含氮的氧化物、氮-摻雜氧化物、硅氧基氮化物、高介電常數(shù)(高K)，此處K至少約為8、鈦氧化物、鉭氧化物、鋇鍶鈦化物來形成該柵極介電層(110，410)，利用至少一種化學(xué)氣相沉積法(CVD)、低-壓CVD(LPCVD)、等離子體-加強(qiáng)CVD(PECVD)、濺鍍、物理氣相沉積法(PVD)以及熱生長(zhǎng)來形成該柵極介電層(110，410)，以及所形成的柵極介電層(110，410)具有高達(dá)約50的等同氧化物厚度tox-eq，其中該柵極導(dǎo)體層(115，415)的形成包括利用至少一種化學(xué)氣相沉積法(CVD)、低-壓CVD(LPCVD)、等離子體-加強(qiáng)CVD(PECVD)、濺鍍、物理氣相沉積法(PVD)、高密度離子金屬等離子體(IMP)沉積法以及高-密度感應(yīng)耦合等離子體(ICP)沉積法由經(jīng)摻雜的聚合物、鋁(Al)、鈦(Ti)、鋯(Zr)、鎢(W)、鉭(Ta)、鎳(Ni)、鉬(Mo)及鈷(Co)中之一者來形成該柵極導(dǎo)體層(115，415)，以及所形成的柵極導(dǎo)體層(115，415)的厚度高達(dá)約500至5000。
3.如權(quán)利要求1的方法，其中于快速熱退火處理期間以氧化處理法(130)處理該無機(jī)底部抗反射涂覆層(120)包括于快速熱退火處理期間通過流動(dòng)的氧化性氣體處理該無機(jī)底部抗反射涂覆層(120)。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中于快速熱退火處理期間的流動(dòng)的氧化性氣體包括于快速熱退火處理期間的流動(dòng)的氧氣。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中于快速熱退火處理期間以氧化處理法(130)處理該無機(jī)底部抗反射涂覆層(120)包括以溫度范圍自約800至1100℃以及時(shí)間范圍自約5至60秒下進(jìn)行快速熱退火處理。
6.一種方法，包括于基板層(105)上形成一柵極介電層(110，410)；于該柵極介電層(110，410)上形成一柵極導(dǎo)體層(115，415)；于該柵極導(dǎo)體層(115，415)上形成一無機(jī)底部抗反射涂覆層(120)；于快速熱退火處理期間以氧化處理法(130)處理該無機(jī)底部抗反射涂覆層(120)；以及于經(jīng)處理的無機(jī)底部抗反射涂覆層(120)上形成真空紫外線光阻層。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中該柵極介電層(110，410)的形成包括以至少一種氧化物、氧基氮化物、二氧化硅、含氮的氧化物、氮-摻雜氧化物、硅氧基氮化物、高介電常數(shù)(高K)，此處K至少約為
8.鈦氧化物、鉭氧化物、鋇鍶鈦化物來形成該柵極介電層(110，410)，利用至少一種化學(xué)氣相沉積法(CVD)、低-壓CVD(LPCVD)、等離子體-加強(qiáng)CVD(PECVD)、濺鍍、物理氣相沉積法(PVD)以及熱生長(zhǎng)來形成該柵極介電層(110，410)，以及所形成的柵極介電層(110，410)具有高達(dá)約50的等同氧化物厚度tox-eq，其中該柵極導(dǎo)體層(115，415)的形成包括利用至少一種化學(xué)氣相沉積法(CVD)、低-壓CVD(LPCVD)、等離子體-加強(qiáng)CVD(PECVD)、濺鍍、物理氣相沉積法(PVD)、高密度離子金屬等離子體(IMP)沉積法以及高-密度感應(yīng)耦合等離子體(ICP)沉積法由經(jīng)摻雜的聚合物、鋁(Al)、鈦(Ti)、鋯(Zr)、鎢(W)、鉭(Ta)、鎳(Ni)、鉬(Mo)及鈷(Co)中之一者來形成該柵極導(dǎo)體層(115，415)，以及所形成的柵極導(dǎo)體層(115，415)的厚度高達(dá)約500至5000。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其中于快速熱退火處理期間以氧化處理法(130)處理該無機(jī)底部抗反射涂覆層(120)包括于快速熱退火處理期間通過流動(dòng)的氧化性氣體處理該無機(jī)底部抗反射涂覆層(120)，其中于快速熱退火處理期間的流動(dòng)的氧化性氣體包括于快速熱退火處理期間的流動(dòng)的氧氣，以及其中于快速熱退火處理期間以氧化處理法(130)處理該無機(jī)底部抗反射涂覆層(120)包括以溫度范圍自約800至1100℃以及時(shí)間范圍自約5至60秒下進(jìn)行快速熱退火處理。
9.一種半導(dǎo)體裝置，包括位于基板層(105)上的柵極介電層(110，410)；位于該柵極介電層(110，410)上的柵極導(dǎo)體層(115，415)；位于該柵極導(dǎo)體層(115，415)上的無機(jī)底部抗反射涂覆層(120)；于快速熱退火處理期間以氧化處理法(130)處理具有上方表面的無機(jī)底部抗反射涂覆層(120)；。
10.如權(quán)利要求31所述的半導(dǎo)體裝置，其中該柵極介電層(110，410)包括以至少一種氧化物、氧基氮化物、二氧化硅、含氮的氧化物、氮-摻雜氧化物、硅氧基氮化物、高介電常數(shù)(高K)，此處K至少約為8、鈦氧化物、鉭氧化物、鋇鍶鈦化物，其中該柵極介電層(110，410)的形成是利用至少一種化學(xué)氣相沉積法(CVD)、低-壓CVD(LPCVD)、等離子體-加強(qiáng)CVD(PECVD)、濺鍍、物理氣相沉積法(PVD)以及熱生長(zhǎng)，其中所形成的柵極介電層(110，410)具有高達(dá)約50的等同氧化物厚度tox-eq，其中該柵極導(dǎo)體層(115，415)包括經(jīng)摻雜的聚合物、鋁(Al)、鈦(Ti)、鋯(Zr)、鎢(W)、鉭(Ta)、鎳(Ni)、鉬(Mo)及鈷(Co)中之一者，其中該柵極導(dǎo)體層(115，415)是利用至少一種化學(xué)氣相沉積法(CVD)、低-壓CVD(LPCVD)、等離子體-加強(qiáng)CVD(PECVD)、濺鍍、物理氣相沉積法(PVD)、高密度離子金屬等離子體(IMP)沉積法以及高-密度感應(yīng)耦合等離子體(ICP)沉積法來形成該柵極導(dǎo)體層(115，415)，其中該柵極導(dǎo)體層(115，415)具有高達(dá)約500至5000的厚度，其中于快速熱退火處理期間的氧化處理法(130)包括于快速熱退火處理期間流動(dòng)的氧化性氣體，形成含有氮及氧的化合物，其中于快速熱退火處理期間的流動(dòng)的氧化性氣體包括于快速熱退火處理期間的流動(dòng)的氧氣，以及其中于快速熱退火處理期間的氧化處理法(130)包括以溫度范圍自約800至1100℃以及時(shí)間范圍自約5至60秒下進(jìn)行快速熱退火處理。
全文摘要
本發(fā)明提供一種方法，該方法包含于基板層(105)上形成柵極介電層(110，410)，以及于柵極介電層(110，410)上形成柵極導(dǎo)體層(115，415)。該方法亦包括于柵極導(dǎo)體層(115，415)上形成無機(jī)底部抗反射涂覆層(120)，以及于進(jìn)行快速熱退火處理期間以氧化處理法(130)處理無機(jī)底部抗反射涂覆層(120)。
文檔編號(hào)H01L21/318GK1430790SQ01809904
公開日2003年7月16日 申請(qǐng)日期2001年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2000年5月23日
發(fā)明者A·D·斯蒂芬, M·E·?？怂固乜财? J·多恩 申請(qǐng)人:先進(jìn)微裝置公司