半导体装置及其制造方法制造方法及图纸

公开了一种半导体装置的制造方法，包括：提供至少两个结构，每个结构上具有金属层；在第一结构上方的金属层上方形成图案化光刻(photolithographic)层；通过使用能防止渗透(resistant to penetration)到光刻层中的化学蚀刻剂进行湿式蚀刻操作以从第二结构去除金属层；以及，在进行湿式蚀刻操作之后，实现小于179且大于1的距离X对距离Y的剩余金属比例，其中距离X是从第一直线到第二直线的第一距离，第一直线延伸自第一半导体装置上方剩余的金属层的边缘，第二直线延伸自第二半导体装置中的通道区的边缘，且距离Y是从第一直线到第三直线的第二距离，第三直线从形成在第一半导体装置中的通道区上方的金属层的边缘延伸。体装置中的通道区上方的金属层的边缘延伸。体装置中的通道区上方的金属层的边缘延伸。

【技术实现步骤摘要】
半导体装置及其制造方法


[0001]本专利技术实施例涉及半导体技术，特别涉及半导体装置及其制造方法。

技术介绍

[0002]半导体装置用于各种电子应用，例如电脑、手机、数码相机及其它电子装置。半导体装置的制造通常通过在半导体基板上依序沉积绝缘层或介电层、导电层及半导体材料层，并使用光刻(lithography)工艺对各种材料层进行图案化以在其上形成电路元件及部件。
[0003]半导体工业通过不断缩小最小特征尺寸来持续提高各种电子元件(例如晶体管、二极管、电阻器、电容器等)的积集密度，从而允许将更多元件整合到特定区中。然而，随着最小特征尺寸的缩小，出现了应处理的其它问题。半导体工业通过不断缩小最小特征尺寸来持续提高各种电子元件(例如晶体管、二极管、电阻器、电容器等)的积集密度，从而允许将更多元件整合到特定区中。然而，随着最小特征尺寸的缩小，出现了应处理的其它问题。

技术实现思路

[0004]一种半导体装置的形成方法，包括：在第一半导体结构及第二半导体结构上方形成金属层；通过以下步骤在第一半导体结构上方的金属层上方形成图案化光刻(photolithographic)层：在金属层上方形成光刻层；及去除位于第二半导体结构上方的金属层上方的光刻层；通过使用化学蚀刻剂进行湿式蚀刻操作以从第二半导体结构去除金属层，化学蚀刻剂被调整以防止渗透到光刻层中；及在使用化学蚀刻剂进行湿式蚀刻操作之后，实现小于179且大于1的距离X对距离Y的剩余金属比例，其中距离X是从第一直线到第二直线的第距离，第一直线延伸自第一半导体结构上方剩余的金属层的边缘，第二直线延伸自第二半导体结构中的通道区的边缘，且距离Y是从第一直线到第三直线的第二距离，第三直线从形成在第半导体结构中的通道区上方的金属层的边缘延伸。
[0005]一种半导体装置的形成方法，包括：在第一半导体结构及第二半导体结构上方形成金属层；通过以下步骤在第一半导体结构上方的金属层上方形成图案化光刻(photolithographic)层：在金属层上方形成光刻层；及去除位于第二半导体结构上方的金属层上方的光刻层；通过使用化学蚀刻剂进行湿式蚀刻操作以从第二半导体结构去除金属层，化学蚀刻剂的选择是基于分子量、立体效应(steric effect)及极性(polarity)以防止渗透到光刻层中，其中化学蚀刻剂为包括有机酸、氧化剂及水的溶液；及在使用化学蚀刻剂进行湿式蚀刻操作之后，实现小于179且大于1的距离X对距离Y的剩余金属比例，其中距离X是从第一直线到第二直线的第距离，第一直线延伸自第一半导体结构上方剩余的金属层的边缘，第二直线延伸自第二半导体结构中的通道区的边缘，且距离Y是从第一直线到第三直线的第二距离，第三直线从形成在第半导体结构中的通道区上方的金属层的边缘延伸。
[0006]一种半导体装置的形成方法，包括：在第一半导体结构及第二半导体结构上方形成金属层；通过以下步骤在第一半导体结构上方的金属层上方形成图案化光刻
(photolithographic)层：在金属层上方形成光刻层；及去除位于第二半导体结构上方的金属层上方的光刻层；在使用化学蚀刻剂进行湿式蚀刻操作之后，实现小于179且大于1的距离X对距离Y的剩余金属比例，其中距离X是从第一直线到第二直线的第距离，第一直线延伸自第一半导体结构上方剩余的金属层的边缘，第二直线延伸自第二半导体结构中的通道区的边缘，且距离Y是从第一直线到第三直线的第二距离，第三直线从形成在第半导体结构中的通道区上方的金属层的边缘延伸。
附图说明
[0007]以由以下的详细叙述配合说明书附图，可最好地理解本专利技术实施方式。应注意的是，依据在业界的标准做法，各种特征并未按照比例绘制。事实上，可任意地放大或缩小各种元件的尺寸，以清楚地表现出本专利技术实施方式的特征。
[0008]图1是根据一些实施例描绘包括制造多栅极(multi
‑
gate)装置的示例性半导体制造方法的流程图。
[0009]图2A、3A、4A、5A、6A、7A、8A、9A及图10A是根据一些实施例的示例半导体装置的等角视图(isometric views)。
[0010]图2B、3B、4B、5B、6B、7B、8B、9B图及图10B是根据一些实施例的示例半导体装置的一个实施例沿第一切口X
‑
X'的对应横截面侧视图。
[0011]图11是根据一些实施例在半导体装置制造期间的一个阶段以二维视图示出示例半导体结构100的示意图。。
[0012]图12是根据一些实施例描绘用于在半导体装置中的多栅极装置周围形成栅极金属的示例工艺的工艺流程图。
[0013]图13A是根据一些实施例处于制造的一个阶段的三维半导体装置的示意图。
[0014]图13B是根据一些实施例沿着图13A中y轴方向的切割线A
‑
A截取所描绘的三维半导装置的剖视图。
[0015]图13C
‑
13G是根据一些实施例在制造的各个阶段沿着图13A中y轴方向的切割线A
‑
A截取所描绘的三维半导体装置的剖视图。
[0016]图14是根据一些实施例描绘用于在半导体装置中的多栅极装置周围形成栅极金属的另一示例工艺的工艺流程图。
[0017]图15A
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15E是根据一些实施例的处于不同制造阶段的半导体装置的截面图。
[0018]图16A及图16B是根据一些实施例出示可通过化学调整蚀刻剂溶液以实现非等向性湿式蚀刻而达成的效果的方框图。
[0019]附图标记说明：
[0020]100：流程图
[0021]102/104/106：方框
[0022]108/110/112：方框
[0023]114/116/118：方框
[0024]120/122：方框
[0025]200：半导体装置
[0026]202：基板
[0027]204：堆叠(stack)
[0028]206：外延层
[0029]208：外延层
[0030]210：鳍片元件
[0031]302：浅沟槽隔离(shallow trench isolation,STI)部件
[0032]304：堆叠(stack)
[0033]402：间隔材料层
[0034]602：氧化层
[0035]702：源极/漏极部件
[0036]802：层间介电质(interlayer dielectric,ILD)层
[0037]1002：高介电常数(high
‑
k)/金属栅极堆叠
[0038]1004：高介电常数(high
‑
k)栅极介电层
[0039]1006：金属层
[0040]1100：半导体装置
[0041]1102：P型结构
[0042]1104：N型结构
[0043]1106：外延生长层(p<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体装置的制造方法，包括：在一第一半导体结构及一第二半导体结构上方形成一金属层；通过以下步骤在该第一半导体结构上方的该金属层上方形成一图案化光刻层：在该金属层上方形成一光刻层；及去除位于该第二半导体结构上方的该金属层上方的该光刻层；通过使用一化学蚀刻剂进行一湿式蚀刻操作以从该第二半导体结构去除该金属层，该化学蚀刻剂被调整以防止渗透到该光刻层中；及在使用该化学蚀刻剂进行该湿式蚀刻操作之后，实现小于179且大于1的一距离X对一距离Y的一剩余金属比例，其中该距离X是从一第一直线到一第二直线的一第一距离，该第一直线延伸自该第一半导体结构上方剩余的该金属层的一边缘，该第二直线延伸自该第二半导体结构中的一通道区的一边缘，且该距离Y是从该第一直线到一第三直线的一第二距离，该第三直线从形成在该第一半导体结构中的一通道区上方的该金属层的边缘延伸。2.如权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其中该化学蚀刻剂的选择是基于分子量、立体效应及极性，其中具有较高分子量的该化学蚀刻剂更不易渗透到该光刻层中。3.如权利要求2所述的半导体装置的制造方法，其中该化学蚀刻剂是包括一有机酸或一有机碱，加上一氧化剂及水的溶液。4.如权利要求3所述的半导体装置的制造方法，其中当所述化学溶液包括一有机酸时，该有机酸：分子量从14至104g/mol；来自一官能基，该官能基包含元素周期表中第3、4、5、6或第7周期元素，或上述的组合；及浓度从0.001至100wt％。5.如权利要求3所述的半导体装置的制造方法，其中当该化学蚀刻剂包括一有机碱时，该有机碱：分子量从20至104g/mol；来自一官能基，该官能基包含元素周期表中第3、4、5、6或第7周期元素，或上述的组合；及浓度从0.001至100wt％。6.如权利要求3所述的半导体装置的制造方法，其中该氧化剂的浓度从0.1至107ppm。7.如权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其中该金属层包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶德夫，杜政杰，黄铭淇，庄英良，叶明熙，黄国彬，
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：