改进型蚀刻工艺制造技术

本发明专利技术提供一种改进型蚀刻工艺。方法包括：提供半导体衬底；在半导体衬底上形成掺杂氧化物层；在掺杂氧化物层上形成图案化层，图案化层保持掺杂氧化物层的暴露区；对衬底执行溅射工艺；以及在溅射工艺之后，对半导体衬底执行湿蚀刻工艺，以从暴露区去除掺杂氧化物层。

Improved etching process

The invention provides an improved etching process. The method includes: providing a semiconductor substrate; forming a doped oxide layer on a semiconductor substrate; forming a patterned layer in the doped oxide layer, a patterned layer exposed doping oxide layer on the substrate; performing the sputtering process; and in the sputtering process on a semiconductor substrate, performing a wet etching process to remove the oxide layer from the exposed area of doping.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般地涉及半导体
，更具体地涉及半导体制造工艺。
技术介绍
半导体制造方法通常使用多种类型的蚀刻工艺。一种类型的蚀刻工艺是干蚀刻工艺。干蚀刻工艺使用来自反应气体的离子轰击，以从暴露的表面去除材料。另一种类型的蚀刻工艺是湿蚀刻工艺。湿蚀刻工艺使用化学溶液去除暴露的材料。通常用于在半导体制造方法的另一种工艺是掺杂工艺。掺杂工艺包括将掺杂剂注入半导体材料中，以改变半导体材料的电气特性。执行掺杂工艺的一种方法是在衬底上沉积掺杂氧化物的薄层。掺杂氧化物包括预期类型的掺杂剂。然后，执行退火工艺使掺杂氧化物层的掺杂剂扩散到衬底中。因此，掺杂氧化物层作为固体扩散源。通常图案化掺杂氧化物层，使得仅掺杂下面的衬底的合适区域。图案化掺杂氧化物层包括使用诸如光刻胶层的图案化层，以及去除掺杂氧化物层的暴露部分的蚀刻工艺。使用干蚀刻工艺会损坏下面的衬底。使用湿蚀刻工艺会导致越过图案化层的侧壁横向蚀刻掺杂氧化物层。
技术实现思路
为了解决现有技术中所存在的缺陷，根据本专利技术的一方面，提供了一种方法，包括：提供半导体衬底；在所述半导体衬底上形成掺杂氧化物层；在所述掺杂氧化物层上形成图案化层，所述图案化层保持所述掺杂氧化物层的暴露区；对所述衬底执行溅射工艺；以及在所述溅射工艺之后，对所述半导体衬底执行湿蚀刻工艺，以从所述暴露区去除所述掺杂氧化物层。该方法还包括，在执行所述溅射工艺之前，在所述图案化层上以及所
述掺杂氧化物层的暴露区上形成保护层。在该方法中，形成所述保护层包括：通过使用CH4、C4H8、CH3F、C4F8和C5F8中的至少一种形成聚合物层。在该方法中，形成所述保护层包括：在干蚀刻工具中形成所述聚合物层；以及在所述干蚀刻工具中执行所述溅射工艺。在该方法中，所述溅射工艺去除聚合物层位于所述暴露区的所述掺杂氧化物层上的部分，由此保留所述图案化层的侧壁上的所述聚合物层。在该方法中，用旋涂工艺形成所述保护层。在该方法中，用于所述溅射工艺的溅射气体包括Ar、N2、He、O2和H2中的至少一种。在该方法中，用于所述溅射工艺的溅射气体的气压在约5mTorr至约100mTorr的范围内。在该方法中，用于所述溅射工艺的电源功率在约100W至约2000W的范围内，以及偏置功率在约20V至约1000V的范围内。在该方法中，以小于100转每分钟的转速执行所述湿蚀刻工艺。在该方法中，所述湿蚀刻工艺包括：在约30s至约60s时间段内应用氢氟酸，在约120s至约180s的时间段内应用SC1材料，以及在约30s至约60s的时间段内应用氢氟酸。该方法还包括：去除所述图案化层；以及执行热工艺，由此将掺杂剂从所述掺杂氧化物层引入所述未暴露区中的所述半导体衬底。在该方法中，所述半导体衬底的非暴露区对应于鳍式场效应晶体管(FinFET)器件的一部分。在该方法中，所述图案化层包括底部抗反射涂层(BARC)材料和抗蚀剂材料。根据本专利技术的另一方面，提供了一种方法，包括：在衬底上形成掺杂氧化物层；在所述掺杂氧化物层上形成图案化的抗蚀剂层，所述图案化的抗蚀剂层保持所述掺杂氧化物层的暴露区；在所述衬底上执行软溅射工艺，以弱化所述暴露区中的所述掺杂氧化物层；以及在所述软溅射工艺之后，执行湿蚀刻工艺，以从所述暴露区去除所述掺杂氧化物层。该方法还包括，在执行所述软溅射工艺之前，保护层沉积在所述图案化的抗蚀剂层上，以及所述图案化的抗蚀剂层的部件的侧壁和所述掺杂氧化物层的所述暴露区上。在该方法中，对所述暴露区中的所述掺杂氧化物层应用所述软溅射工艺，使得降低所述掺杂氧化物层的抗蚀刻性；以及所述湿蚀刻工艺选择性地蚀刻所述暴露区中的所述掺杂氧化物层，使得基本不会越过所述图案化的抗蚀剂层的部件的侧壁横向蚀刻所述掺杂氧化物层。根据本专利技术的又一方面，提供了一种方法，包括：在半导体衬底上形成掺杂氧化物层；在所述掺杂氧化物上形成图案化层，所述图案化层保持所述掺杂氧化物层的暴露区；在所述图案化层上以及所述掺杂氧化物层的所述暴露区上沉积保护层；在沉积所述保护层之后，对所述半导体衬底执行溅射工艺，由此去除所述保护层位于所述暴露区中的部分；以及在所述溅射工艺之后，对所述衬底执行湿蚀刻工艺，以从所述暴露区去除所述保护层和所述掺杂氧化物层。在该方法中，在干蚀刻工具中执行沉积所述保护层和所述溅射工艺。在该方法中，执行所述溅射工艺包括：执行所述溅射工艺，以降低所述暴露区中的所述掺杂氧化物层的抗蚀刻性。附图说明当结合附图进行阅读时，根据下面详细的描述可以更好地理解本专利技术的各个方面。应该注意，根据工业中的标准实践，各种部件没有被按比例绘制。实际上，为了清楚的讨论，各种部件的尺寸可以被任意地增大或减小。图1A至图1C是示出根据本文所述原理的一个实例的示例性的改进型湿蚀刻工艺的示图。图2A至图2C是示出了根据本文所述原理的一个实例使用保护层的示例性改进型湿蚀刻工艺的示图。图3是示出根据本文所述原理的一个实例执行改进型湿蚀刻工艺的示例性方法的流程图。具体实施方式以下公开内容提供了许多不同实施例或实例，用于实现所提供主题的不同特征。以下将描述组件和布置的特定实例以简化本专利技术。当然，这些仅是实例并且不旨在限制本专利技术。例如，在以下描述中，在第二部件上方或上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件直接接触的实施例，也可以包括形成在第一部件和第二部件之间的附加部件使得第一部件和第二部件不直接接触的实施例。另外，本专利技术可以在多个实例中重复参考标号和/或字符。这种重复是为了简化和清楚的目的，并且其本身不指示所讨论的各个实施例和/或配置之间的关系。此外，为了便于描述，本文中可以使用诸如“在…下方”、“在…下面”、“下部”、“在…上面”、“上部”等的空间关系术语以描述如图所示的一个元件或部件与另一元件或部件的关系。除图中所示的方位之外，空间关系术语旨在包括使用或操作过程中的器件的不同的方位。装置可以以其它方式定位(旋转90度或在其他方位)，并且在本文中使用的空间关系描述符可同样地作相应地解释。如上所述，使用干蚀刻工艺会损坏下面的衬底。使用湿蚀刻工艺会导致越过图案化层的侧壁横向蚀刻掺杂氧化物层。但是，根据本文所述的原理，改进型湿蚀刻工艺可去除掺杂氧化物层而不会导致越过图案化层的侧壁过多地横向蚀刻掺杂氧化物层。根据本文所述的原理，在应用湿蚀刻工艺之前，执行软溅射工艺会损坏暴露的掺杂氧化物层。由此，通过湿蚀刻工艺可以更快地去除被损坏的掺杂氧化物层。通过减少湿蚀刻工艺所用的时间，使越过图案化层部件横向蚀刻掺杂氧化物层的时间更少。在一些实施例中，在执行溅射工艺之前，将保护层沉积到衬底上。这也有助于减少横向蚀刻，并且保护图案化层的部件的侧壁。图1A至图1C示出了根据一些实施例的改进型湿蚀刻工艺的示例性方法的示图。图1A示出了衬底102、掺杂氧化物层104和图案化层106。根据本实例，在衬底上形成掺杂氧化物层104。然后，在掺杂氧化物层的上
方形成图案化层106。对图案化层106进行图案化，使得具有暴露区114和未暴露区112。衬底102可以是标准的半导体晶圆。例如，晶圆的直径可近似为300mm，并且晶圆的厚度小于1mm。衬底102可由诸如硅的半导体材料制成。在一些实例中，诸如锗III-V族半导体材料的其他材料用于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：提供半导体衬底；在所述半导体衬底上形成掺杂氧化物层；在所述掺杂氧化物层上形成图案化层，所述图案化层保持所述掺杂氧化物层的暴露区；对所述衬底执行溅射工艺；以及在所述溅射工艺之后，对所述半导体衬底执行湿蚀刻工艺，以从所述暴露区去除所述掺杂氧化物层。

【技术特征摘要】
2014.10.02 US 14/505,0641.一种方法，包括：提供半导体衬底；在所述半导体衬底上形成掺杂氧化物层；在所述掺杂氧化物层上形成图案化层，所述图案化层保持所述掺杂氧化物层的暴露区；对所述衬底执行溅射工艺；以及在所述溅射工艺之后，对所述半导体衬底执行湿蚀刻工艺，以从所述暴露区去除所述掺杂氧化物层。2.根据权利要求1所述的方法，还包括，在执行所述溅射工艺之前，在所述图案化层上以及所述掺杂氧化物层的暴露区上形成保护层。3.根据权利要求2所述的方法，其中，形成所述保护层包括：通过使用CH4、C4H8、CH3F、C4F8和C5F8中的至少一种形成聚合物层。4.根据权利要求2所述的方法，其中，形成所述保护层包括：在干蚀刻工具中形成所述聚合物层；以及在所述干蚀刻工具中执行所述溅射工艺。5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述溅射工艺去除聚合物层位于所述暴露区的所述掺杂氧化物层上的部分，由此保留所述图案化层的侧壁上的所述聚合物层。6.根据权利要求2所述的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶明熙，林益安，严必明，陈昭成，章勋明，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71