湿蚀刻设备及其使用的方法技术

一种湿蚀刻设备及其使用的方法。方法包含：将液体蚀刻剂分配到晶圆上，其中晶圆在分配液体蚀刻剂期间不旋转；使用气流吹动该晶圆上的液体蚀刻剂，其中在分配液体蚀刻剂期间气流的一方向保持实质恒定；在晶圆上的目标结构被液体蚀刻剂蚀刻掉之后，关闭气流。

Wet etching equipment and its application

【技术实现步骤摘要】
湿蚀刻设备及其使用的方法
本揭露是关于湿蚀刻设备及其使用的方法。
技术介绍
半导体制程包含各种步骤。举例而言，该制程包含层体形成的制程，其中在作为半导体基板的晶圆上形成多个层体，例如多晶层、氧化物层、氮化物层、金属层等。这些步骤大致还包含扩散制程、光刻微影制程、蚀刻制程、清洁制程、离子植入制程等，其在层体形成的多个步骤之间进行。蚀刻是从硅基板或基板表面上的薄膜上移除所选材料的制程。可以使用湿化学物质，通过湿蚀刻进行蚀刻。换句话说，在湿蚀刻制程中，基板通过暴露于液体蚀刻剂来蚀刻。液体蚀刻剂移除预定量的所选材料，从而在基板中形成图案。
技术实现思路
本揭露的部分实施方式提供一种方法，方法包含将液体蚀刻剂分配到晶圆上，其中晶圆在分配液体蚀刻剂期间不旋转；使用气流吹动该晶圆上的液体蚀刻剂，其中在分配该液体蚀刻剂期间气流的一方向保持实质恒定；以及在晶圆上的一目标结构被液体蚀刻剂蚀刻掉之后，关闭气流。本揭露的部分实施方式提供一种方法，包含于一基板上形成一半导体鳍片，其中该半导体鳍片沿一第一方向延伸的；形成一虚设栅极堆叠，其中该虚设栅极堆叠跨越于该半导体鳍片并沿一第二方向延伸；在该虚设栅极堆叠的相对侧上，分别形成多个栅极间隔物；在该虚设栅极堆叠上施加一第一液体蚀刻剂，并使用一气流于一第一方向上吹动该第一液体蚀刻剂，以在所述多个栅极间隔物之间形成一栅极沟槽；以及于该栅极沟槽中形成一金属栅极结构。本揭露的部分实施方式提供一种湿蚀刻设备，包含一晶圆座、喷洒头、液体蚀刻剂容器、气体喷射器以及气体抽取器。喷洒头具有多个分配孔于晶圆座上方。液体蚀刻剂容器流体连通该喷洒头的所述多个分配孔。气体喷射器与气体抽取器分别设置于该晶圆座的相对侧。附图说明根据以下详细说明并配合阅读附图，使本揭露的态样获致较佳的理解。须注意的是，根据业界的标准作法，附图的各种特征并未按照比例绘示。事实上，为了进行清楚的讨论，特征的尺寸可以经过任意的缩放。图1至图11绘示根据本揭露的部分实施方式的于制造半导体装置的多个阶段的立体示意图；图12是根据本揭露的部分实施方式的湿蚀刻设备的立体示意图；图13是根据本揭露的部分实施方式的湿蚀刻设备的立体示意图；图14是根据本揭露的部分实施方式的湿蚀刻设备的立体示意图；图15是根据本揭露的部分实施方式的湿蚀刻方法的流程图。【符号说明】110：基板112：鳍片112R：凹陷部分112C：通道部分120：隔离结构130：栅极介电层140：虚设栅极电极150：栅极间隔物160：源极/漏极特征165：接触蚀刻停止层170：层间介电层180：高介电金属栅极堆叠182：介电层184：功函数金属层186：填充金属层200、200’、200”：湿蚀刻设备210：蚀刻室210O：流体排出口212：壳体220：晶圆座230：喷洒头230H：分配孔232：顶板234：前板240：蚀刻剂容器242：管路244：泵浦250、250”：气体喷射器260、260”：气体抽取器270：气体供应系统272：气体源274：第一气体管线276：阀门278：第二气体管线280：排气泵浦282：导管290：控制器300：导轨302：车辆304：车辆310：墙壁DG：虚设栅极堆叠UP：上部FP：锥形脚部VP：垂直部分IP：倾斜部分R1：凹槽B-B：线CL：覆盖层W：晶圆CS：化学溶液GF：气流X、Y：方向GT：栅极沟槽M：方法S1～S4：步骤具体实施方式以下本揭露将提供许多个不同的实施方式或实施例以实现所提供的专利标的的不同特征。许多元件与设置将以特定实施例在以下说明，以简化本揭露。当然这些实施例仅用以示例而不应用以限制本揭露。举例而言，叙述“第一特征形成于第二特征上”包含多种实施方式，其中涵盖第一特征与第二特征直接接触，以及额外的特征形成于第一特征与第二特征之间而使两者不直接接触。此外，于各式各样的实施例中，本揭露可能会重复标号以及/或标注字母。此重复是为了简化并清楚说明，而非意图表明这些讨论的各种实施方式以及/或配置之间的关系。更甚者，空间相对的词汇，例如“下层的”、“低于”、“下方”、“之下”、“上层的”、“上方”等相关词汇，于此用以简单描述元件或特征与另一元件或特征的关系，如图所示。在使用或操作时，除了图中所绘示的转向之外，这些空间相对的词汇涵盖装置的不同的转向。或者，这些装置可旋转(旋转90度或其他角度)，且在此使用的空间相对的描述语可作对应的解读。本揭露涉及但不限于鳍式场效晶体管(FinField-effecttransistor；FinFET)装置。举例而言，鳍式场效晶体管装置可以是互补金属氧化物半导体(ComplementaryMetal-Oxide-Semiconductor；CMOS)装置，其包含P型金属氧化物半导体(P-typemetal-oxide-semiconductor；PMOS)鳍式场效晶体管装置和N型金属氧化物半导体(N-typemetal-oxide-semiconductor；NMOS)鳍式场效晶体管装置。以下揭露将以鳍式场效晶体管为例来说明本揭露的各种实施方式。然而，应该理解，除了专利申请范围所具体要求保护，本申请不应限于特定类型的装置。湿蚀刻是使用包含液体蚀刻剂的化学溶液从目标(例如晶圆)的表面移除材料的制程。湿蚀刻制程可涉及多种化学反应，其消耗原始反应物并产生新的反应物和副产物。湿蚀刻制程可分为三个步骤：(1)将液体蚀刻剂散布到目标材料；(2)在液体蚀刻剂与目标材料之间发生反应；(3)使副产物在溶液中散开，以远离发生反应的表面。湿蚀刻制程用于晶片制作中晶圆制造的各种阶段，以选择性地从晶圆表面去除材料。举例而言，湿蚀刻制程可以用以移除牺牲栅极结构中的多晶硅，使得牺牲栅极结构可被金属栅极取代。图1至图11绘示根据本揭露的部分实施方式的于制造半导体装置的多个阶段的立体示意图。参照图1。提供包含多个半导体鳍片112的基板110。基板110可以是一块状硅基板。或者，基板110可以包含元素半导体，例如晶体结构的硅(Si)或锗(Ge)；化合物半导体，例如硅锗(SiGe)、碳化硅(SiC)、砷化镓(GaAs)、磷化镓(GaP)、磷化铟(InP)、砷化铟(InAs)和/或锑化铟(InSb)；或其组合。可能的基板110还包含绝缘体上硅(silicon-on-insulator；SOI)基板。通过氧离子直接植入法(separationbyimplantationoxygen；SIMOX)、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方法，其特征在于，包含：/n将一液体蚀刻剂分配到一晶圆上，其中该晶圆在分配该液体蚀刻剂期间不旋转；/n使用一气流吹动该晶圆上的该液体蚀刻剂，其中在分配该液体蚀刻剂期间，该气流的一方向保持实质恒定；以及/n在该晶圆上的一目标结构被该液体蚀刻剂蚀刻掉之后，关闭该气流。/n

【技术特征摘要】
20181126 US 62/771,492;20190815 US 16/542,1191.一种方法，其特征在于，包含：
将一液体蚀刻剂分配到一晶圆上，其中该晶圆在分配该液体蚀刻剂期间不旋转；
使用一气流吹动该晶圆上的该液体蚀刻剂，其中在分配该液体蚀刻剂期间，该气流的一方向保持实质恒定；以及
在该晶圆上的一目标结构被该液体蚀刻剂蚀刻掉之后，关闭该气流。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中吹动该液体蚀刻剂包含从一气体喷射器喷出该气流，其中该气体喷射器位于一第一位置，该第一位置不垂直重叠于该晶圆。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中该气流的该方向实质垂直于该目标结构的一长轴。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中该液体蚀刻剂经由一喷洒头上的多个分配孔而分配。


5.一种方法，其特征在于，包含：
于一基板上形成一半导体鳍片，其中该半导体鳍片沿一第一方向延伸；
形成一虚设栅极堆叠，其中该虚设栅极堆叠跨越于该半导体鳍片并沿一第二方向延伸；
在该虚设栅极堆叠的相对侧上，分别形成多个栅极间隔物；
在该虚设栅极堆叠上施加一第一液体蚀刻剂，并使用一气流于一第一方向上吹动该第一液体蚀刻剂，以在所述多个栅极间隔物之间形成一栅极沟槽；...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕鸿霆，廖汉文，
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