本发明涉及一种半导体制造领域；特别是，涉及一种栅极堆叠结构的制作方法。
背景技术：
1、随着微电子器件继续微缩，器件几何尺寸不断缩小，特别是从45nm cmos集成电路工艺起，随着器件特征尺寸的不断缩小，为了抑制短沟道效应，cmos器件中栅绝缘介质层的等效氧化层厚度(eot)必需同步减少。然而，受限于常规氧化层的介电常数k不高，例如氧化硅的介电常数k取值为3.9左右，超薄氧化层的绝缘性能难以承受这种超小器件中相对高的场强，已经不能满足mos器件的工作要求，栅极漏电流问题变得不可接受。
2、诸如hfo2之类的高k栅介质被提出以替代sion，由此改善栅极漏电问题。具有高k栅介质层的半导体器件中，高k栅介质层会与多晶硅栅或金属栅结合使用，但是现有工艺中，通过刻蚀工艺形成高k栅介质层，其外周缘的高介电常数材料不能有效去除，而会产生高介电常数基脚或延展(footing)，导致侧墙无法有效包覆住高k栅介质层，在后续工艺中高k栅介质层易于受到化学品侵蚀影响，甚至产生缺陷。
3、应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的，不能仅仅因为这些方案在本申请的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。
技术实现思路
1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种栅极堆叠结构的制作方法，用于解决现有工艺制作栅极堆叠结构的过程中，形成延伸进入侧墙下方的基脚或延展，易于受到后续工艺中化学药液的侵蚀而影响其电性能。
2、为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种栅极堆叠结构的制作方法，包括以下步骤：
3、提供一衬底，所述衬底上形成有半导体层，于所述半导体层上依次形成高介电常数材料层和栅电极材料层；
4、基于图案化的栅极掩膜层，对所述栅电极材料层进行刻蚀，形成栅电极层，所得的栅电极层的侧壁形成有刻蚀副产物；
5、去除所述刻蚀副产物；
6、基于图案化的栅极掩膜层，对所述高介电常数材料层进行各向异性刻蚀，形成高介电常数栅介质层，所得的高介电常数栅介质层的侧壁与所述栅电极层的侧壁对齐；
7、于所述栅电极层和所述高介电常数栅介质层的侧壁形成侧墙。
8、可选地，形成图案化的栅极掩膜层的步骤，包括：于所述栅电极材料层上形成硬掩膜层；图案化所述硬掩膜层，形成显露出所述栅电极材料层的刻蚀窗口，以图案化的硬掩膜层用作刻蚀栅极区域的掩膜。
9、可选地，去除所述刻蚀副产物的步骤，包括：通过各向同性刻蚀工艺自所述栅电极层的侧壁去除所述刻蚀副产物，其中所述栅电极层的材质包括多晶硅、非晶硅中的一种，或者上述与金属栅极的组合。
10、可选地，所述半导体层上还形成有功函数金属层，所述功函数金属层介于所述高介电常数材料层与所述栅电极材料层之间，去除所述刻蚀副产物的步骤之后，包括：以所述图案化的硬掩膜层为掩膜对所述功函数金属层进行各向异性刻蚀，形成所述功函数调节层，所述栅电极层、所述功函数调节层和所述高介电常数栅介质层构成栅极堆叠结构。
11、可选地，采用包括刻蚀气体和载气的混合工艺气体执行所述各向同性刻蚀工艺，去除所述栅电极层侧壁的刻蚀副产物，其中所述刻蚀气体包括碳对氟的原子比1:3以上的氟基气体。
12、可选地，去除所述刻蚀副产物的步骤，包括：采用电感耦合等离子体刻蚀设备执行所述各向同性刻蚀工艺，于10mtor-15mtor的腔室压力下，施加范围在1100w-1500w之间的源功率；随后，在未施加偏置电压的条件下将所述氟基气体和所述载气以流量比介于1:60-1:100引入工艺腔室，所述氟基气体包括cf4，所述载气包括n2。
13、可选地，所述栅电极层用作伪栅极，形成所述侧墙的步骤之后，包括：
14、去除覆于所述栅电极层之上的硬掩膜层；
15、选择性刻蚀所述栅电极层以释放伪栅沟槽，所述栅电极层的材质包括多晶硅、非晶硅、微晶硅中的一种。
16、可选地，释放所述伪栅沟槽的步骤之后，包括：于所述伪栅沟槽内形成替代金属栅极结构。
17、如上所述，本发明提供一种栅极堆叠结构的制作方法，于形成栅电极层的步骤之后，通过各向异性刻蚀工艺形成高k栅介质层的步骤之前，引入自栅电极层侧壁去除刻蚀副产物的步骤，能够形成具有垂直侧壁的高k栅介质层，有效避免高k介质层未被侧墙覆盖而受到化学侵蚀影响，改善半导体器件的可靠性。本发明的栅极堆叠结构的制作方法，不仅可运用于先进工艺节点器件，也可用于对成熟工艺节点进行性能升级。
1.一种栅极堆叠结构的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的栅极堆叠结构的制作方法，其特征在于，形成图案化的栅极掩膜层的步骤，包括：于所述栅电极材料层上形成硬掩膜层；图案化所述硬掩膜层，形成显露出所述栅电极材料层的刻蚀窗口，以图案化的硬掩膜层用作刻蚀栅极区域的掩膜。
3.根据权利要求1所述的栅极堆叠结构的制作方法，其特征在于，去除所述刻蚀副产物的步骤，包括：通过各向同性刻蚀工艺自所述栅电极层的侧壁去除所述刻蚀副产物，其中所述栅电极层的材质包括多晶硅、非晶硅中的一种，或者上述与金属栅极的组合。
4.根据权利要求2所述的栅极堆叠结构的制作方法，其特征在于，所述半导体层上还形成有功函数金属层，所述功函数金属层介于所述高介电常数材料层与所述栅电极材料层之间，去除所述刻蚀副产物的步骤之后，包括：以所述图案化的硬掩膜层为掩膜对所述功函数金属层进行各向异性刻蚀，形成所述功函数调节层，所述栅电极层、所述功函数调节层和所述高介电常数栅介质层构成栅极堆叠结构。
5.根据权利要求1或3所述的栅极堆叠结构的制作方法，其特征在于：采用包括刻蚀气体和载气的混合工艺气体执行所述各向同性刻蚀工艺，去除所述栅电极层侧壁的刻蚀副产物，其中所述刻蚀气体包括碳对氟的原子比1:3以上的氟基气体。
6.根据权利要求5所述的栅极堆叠结构的制作方法，其特征在于，去除所述刻蚀副产物的步骤，包括：采用电感耦合等离子体刻蚀设备执行所述各向同性刻蚀工艺，于10mtor-15mtor的腔室压力下，施加范围在1100w-1500w之间的源功率；随后，在未施加偏置电压的条件下将所述氟基气体和所述载气以流量比介于1:60-1:100引入工艺腔室，所述氟基气体包括cf4，所述载气包括n2。
7.根据权利要求2所述的栅极堆叠结构的制作方法，其特征在于：所述栅电极层用作伪栅极，形成所述侧墙的步骤之后，包括：
8.根据权利要求7所述的栅极堆叠结构的制作方法，其特征在于，释放所述伪栅沟槽的步骤之后，包括：于所述伪栅沟槽内形成替代金属栅极结构。
9.根据权利要求4所述的栅极堆叠结构的制作方法，其特征在于，形成所述侧墙的步骤，包括：覆盖所述栅极堆叠结构和所述半导体层形成侧墙材料层，其中所述侧墙材料层的材料包括siox、sinx、sinxoy中的一种；对所述侧墙材料层执行各向异性刻蚀工艺，直至显露出所述栅极堆叠结构和所述半导体层的顶面，所述栅极堆叠结构外侧的侧墙材料层被保留而形成为侧墙。
