專利名稱：在柵極最后工藝中用于去除偽多晶硅的新方法
技術領域：
本發(fā)明通常涉及半導體器件領域，更具體地，涉及一種在柵極最后工藝中去除偽
多晶硅的方法。
背景技術：
半導體集成電路(IC)工業(yè)已經經歷了快速的發(fā)展。IC材料和設計的技術進步已經產生了幾代IC，其中，每代具有比先前代更小且更復雜的電路。然而，這些進步增加了處理和制造IC的復雜性，且為了實現這些進步，需要IC處理和制造的類似開發(fā)。在集成電路發(fā)展期間，功能密度(即，每芯片區(qū)的互連器件的數目)通常增加了，而幾何尺寸(即，可以使用制造工藝生產的最小組件(或線))減少了。此按比例縮小工藝通常通過增加生產效率和降低相關成本而提供好處。此按比例縮小還產生相對高的功率耗散值，此可以通過使用諸如互補金屬氧化物半導體(CMOS)器件的低功率耗散器件來處理。
在按比例縮小趨勢期間，可以將多種材料實施用于CMOS器件的柵電極和柵極電介質。金屬氧化物半導體(MOS)晶體管通常由多晶硅柵電極形成。多晶硅材料由于其在高溫處理期間的熱阻性而被使用，這使得其能夠連同源極/漏極結構一起高溫退火。此外，因為多晶硅能夠在柵極圖案化完成之后易于形成自對準源極/漏極結構，所以多晶硅的阻擋摻雜原子離子注入到通道區(qū)域中的能力是有利的。 然而，期望以用于柵電極的金屬材料和用于柵極電介質的高k介電層制造這些器件。用金屬柵電極替代多晶硅柵電極以在部件尺寸繼續(xù)減小時改進器件性能可以是有利的。用于形成金屬柵極的一個工藝稱為"柵極最后"工藝，其中"最后"制造最終金屬柵極，此使得金屬柵極上包括高溫處理的后續(xù)工藝的數目減少。在柵極最后工藝中，首先形成偽多晶硅(dummypoly)柵，且可以繼續(xù)處理直到沉積層間電介質(ILD)。通常在ILD層上執(zhí)行化學機械拋光(CMP)以露出偽多晶硅柵。隨后可以去除偽多晶硅柵且以真實金屬柵來替代。然而，用于去除偽多晶硅柵的傳統方法耗時、昂貴且效率低。因此，所需要的是柵極最后工藝中用于去除偽多晶硅柵的新方法。

發(fā)明內容
考慮到上述問題而做出本發(fā)明，為此，根據本發(fā)明的實施例，提供了一種制造半導體器件的方法，其包括通過一個循環(huán)從位于襯底上的柵極結構中去除硅材料，包括蝕刻硅材料以去除其一部分，其中襯底以旋轉速率旋轉；將清潔劑施加至襯底；以及干燥襯底；以及重復循環(huán)，其中，隨后循環(huán)包括用于使襯底在蝕刻期間旋轉的隨后旋轉速率，且隨后旋轉速率不超過先前循環(huán)的旋轉速率。 在該方法中，蝕刻硅材料包括使用第一蝕刻劑的第一蝕刻工藝和使用第二蝕刻劑的第二蝕刻工藝。第一蝕刻劑包括氟化合物。第一蝕刻劑包括具有約1 : 500比例的稀釋氫氟酸(DHF)。以約23t:的溫度執(zhí)行第一蝕刻工藝且執(zhí)行約10秒的周期。
此外，在該方法中，第二蝕刻劑包括胺衍生物，胺衍生物包括NH40H、 NH3 (CH3) 0H、
4NH2(CH3)20H、NH(CH丄0H、N(CH3)40H及其組合中的一個。第二蝕刻劑包括具有約1 : 100比例的NH4OH。以約50°C的溫度執(zhí)行第二蝕刻工藝并且執(zhí)行約20秒的周期。
此外，將清潔劑施加至襯底包括以下步驟之一 將多個受壓去離子水(DIW)滴噴射至襯底；將包括C02和DIW的混合物施加至襯底；以及它們的組合。 根據本發(fā)明的另一實施例，提供了一種制造半導體器件的方法，包括通過一個循
環(huán)去除位于襯底上的偽柵結構的多晶硅材料，包括使用第一蝕刻劑執(zhí)行第一蝕刻工藝，其
中襯底以第一旋轉速率旋轉；將清潔劑施加至襯底；使用第二蝕刻劑執(zhí)行第二蝕刻工藝，
其中襯底以第二旋轉速率旋轉；以及干燥襯底；以及重復循環(huán)，其中，隨后循環(huán)包括降低或
維持先前循環(huán)的第一旋轉速率，且降低或維持先前周期的第二旋轉速率。 在該方法中，第一蝕刻劑包括氟化合物。第二蝕刻劑包括胺衍生物。 此外，將清潔劑施加至襯底包括以下步驟之一 將多個受壓去離子水(DIW)滴噴
射至襯底；將包括C02和DIW的混合物施加至襯底；以及它們的組合。 在該方法中，用于第一蝕刻工藝的蝕刻工藝時間比用于第二蝕刻工藝的蝕刻工藝時間少。 根據本發(fā)明的又一實施例，提供了一種制造半導體器件的方法，包括通過一個循環(huán)去除位于襯底上的偽柵結構的多晶硅材料，包括使用第一蝕刻劑執(zhí)行第一蝕刻工藝；將多個受壓去離子水(DIW)滴噴射至襯底；將包括C(^和DIW的混合物施加至襯底；干燥襯底；以及使用第二蝕刻劑執(zhí)行第二蝕刻工藝；以及重復循環(huán)直至基本上去除全部多晶硅材料。 在該方法中，噴射包括使用從約20L/min至約100L/min的范圍內的惰性氣體流動速率的DIW納米噴射工藝以汽化DIW。第一蝕刻劑包括氟化合物。第二蝕刻劑包括胺衍生物。重復循環(huán)包括降低用于第一蝕刻工藝的第一旋轉速率和降低用于第二蝕刻工藝的第二旋轉速率。 此外，在該方法中，在執(zhí)行第二蝕刻工藝之后，循環(huán)進一步包括將包括C02和DIW的另一混合物施加至襯底；以及再次干燥襯底。 通過上述本發(fā)明的制造半導體器件的方法，降低了工藝成本并且提高了效率。


當與附圖一起閱讀時，根據以下的詳細描述將最好理解本發(fā)明的各個方面。應該強調的是，根據工業(yè)中的標準實施，各種部件并不是按比例繪制的。實際上，為了便于清楚討論，可以任意增加或減少各種部件的尺寸。 圖1是根據本發(fā)明各個方面的在柵極最后工藝中用于去除偽多晶硅柵的新方法的流程圖；以及 圖2A至2H是處于根據圖1的方法的各個制造階段的半導體器件的橫截面圖。
具體實施例方式
應了解，以下公開提供用于實施本發(fā)明的不同部件的許多不同實施例或實例。以下描述組件和裝置的特定實例以簡化本發(fā)明。當然，其僅為實例且并非意味著進行限制。此外，在說明書中，第一部件在第二部件上或上方形成可以包括其中第一部件和第二部件形成為直接接觸的實施例，且也可以包括其中介于第一部件和第二部件而形成的額外部件以使得第一部件和第二部件不可以直接接觸的實施例。為了簡單和清楚，可以以不同比例任意繪制多個部件。 圖1中示出的是根據本發(fā)明各個方面的在柵極最后工藝中用于制造半導體器件的方法100的流程圖。圖2A至2H示出了在根據圖1的方法100的多個制造階段的半導體器件200的一個實施例的橫截面圖。應了解，為了更好理解本發(fā)明的發(fā)明概念，已經簡化圖2A至2H。半導體器件200可以是集成電路或其一部分，其可以包括靜態(tài)隨機存取存儲器(SRAM)和/或其他邏輯電路、諸如電阻器、電容器和感應器的無源組件以及諸如P通道場效應晶體管(pFET)、N通道場效應晶體管(nFET)、金屬氧化物場效應晶體管(MOSFET)或互補金屬氧化物半導體(CMOS)晶體管。應注意，半導體器件200的一些部件可以通過CMOS工藝流程來制造。因此，應該了解，可以在圖1的方法100之前、期間和之后提供額外工藝，且在本文中僅簡要描述一些其他工藝。 參考圖l，方法100從塊110開始，其中，將從位于襯底上的偽柵中去除多晶硅材料。同樣參考圖2A，半導體器件200可以包括襯底202。在本實施例中，襯底202包括晶體結構的硅襯底(例如，晶片)。襯底202可以根據本領域已知的設計要求包括多個摻雜配置(例如，P型襯底或n型襯底)。此外，襯底202可以包括諸如p型阱(p阱)或n型阱(n阱)的多個摻雜區(qū)域。襯底202也可以包括諸如鍺和金剛石的其他基本半導體?；蛘?，襯底202可以包括化合物半導體，諸如碳化硅、砷化鎵、砷化銦、或磷化銦。另外，襯底202可以選擇性包括外延層(印i層)，可以形變以用于增強性能，且可以包括絕緣硅(SOI)結構。
半導體器件200還可以包括諸如形成在襯底202中以將一個或多個器件彼此隔離的淺溝槽隔離(STI)部件的隔離結構。STI部件可以包括本領域中已知的二氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、摻雜氟化物的硅酸鹽(FSG)和/或低k絕緣材料。代替STI或除STI之外的其他隔離方法和/或部件也是可能的?？梢允褂弥T如襯底202的反應離子蝕刻(RIE)以形成隨后被絕緣材料充填的溝槽的工藝(該工藝使用沉積工藝隨后使用化學機械拋光(CMP)工藝)來形成STI部件。 同樣應了解，可以在將多晶硅從偽柵去除之前執(zhí)行額外處理步驟。例如，可以通過適合的技術在襯底202上形成界面層(例如，熱氧化物或化學氧化物)。同樣，可以在界面層氧化物上方形成高k介電層。高k介電層可以包括二氧化鉿(Hf02)。或者，高k介電層可以選擇性包括其他高k介電材料，諸如氧化鉿硅(HfSiO)、氧氮化鉿硅(HfSiON)、氧化鉿鉭(HfTaO)、氧化鉿鈦(HfTiO)、氧化鉿鋯(HfZrO)及其組合。高k介電層可以通過原子層沉積(ALD)、化學汽相沉積(CVD)或其他適合的技術來形成。另外，可以將金屬-l膜形成作為高k介電層上的濕式蝕刻阻止層或勢壘層。金屬-1膜可以由CVD、PVD、ALD或其他適合的技術形成。用于金屬-1膜層的材料可以包括TaN、TaSiN、W、TaC、TaCN、TiAlN、Al、TiN和Ti。 此外，可以執(zhí)行額外的處理步驟，包括沉積多晶硅層(poly層)，沉積硬掩模層，柵極圖案化，使SiGe部件生長，形成多個輕摻雜的源極和漏極區(qū)域(LDD區(qū)域)，形成側壁隔離件，形成多個源極和漏極區(qū)域，形成硅化物部件(例如，NiSi)及形成層間電介質(ILD)204。在柵極最后工藝中，可以在ILD 204上執(zhí)行化學機械拋光(CMP)以露出偽多晶硅柵來去除。
仍參考圖2A，可以在襯底202上形成每個具有偽柵結構210的多個柵極結構205。
6柵極結構205的形成可以包括形成上述多個材料層及圖案化(例如，柵極蝕刻)多個材料層以形成柵極結構205(例如，其可以是NMOS或PMOS器件的一部分)。偽柵結構210可以由多晶硅層形成。偽多晶硅柵210可以包括從約400至約IOOO埃(A)的范圍內的厚度。在本實施例中，偽多晶硅柵210具有約700埃的厚度。在柵極最后工藝中，可以去除偽多晶硅柵210，從而可以形成真實金屬柵來取代偽多晶硅柵210。然而，可以使偽多晶硅柵210中的一些或所有氧化，且同樣可以造成去除的困難。另外，明顯地，多晶硅去除的當前方法引起的問題為，諸如，多晶硅殘余在柵極溝槽中，化學品殘余在柵極溝槽中、襯底上的污染/顆粒、長處理時間和低晶片產量。本發(fā)明的本實施例提供用于偽多晶硅柵210的有效且高效去除的新方法IOO。方法100實施用于去除偽多晶硅柵210的多循環(huán)蝕刻工藝。每個循環(huán)均包括以下詳細描述的多個工藝。 方法100繼續(xù)塊120，其中可以執(zhí)行具有相關蝕刻劑以及相關旋轉速率的第一蝕刻工藝?，F在參考圖2B，在襯底202上執(zhí)行蝕刻工藝220以去除偽多晶硅柵210。蝕刻工藝220使用具有氟化合物的溶液作為蝕刻劑。此類型的蝕刻劑(g卩，含有氟化合物的溶液)在去除氧化硅材料時有效。二氧化硅可以通過氧化形成在偽多晶硅柵210上方，且可以稱為本征氧化物。本征氧化物的厚度可以根據幾個因素(諸如，溫度、環(huán)境和曝光量)變化。
此外，可以在柵極圖案化之前在多晶硅層上方形成硬掩模層(例如，二氧化硅)。在ILD 204上用于露出偽多晶硅柵210的CMP工藝之后，硬掩模層的一部分可以留在偽多晶硅柵的一些上。因此，硬掩模層的二氧化硅也可以通過蝕刻工藝220來去除。在本實施例中，用于蝕刻工藝220的蝕刻劑包括具有約1 : 500的比例的稀釋氫氟酸(DHF)溶液。可以在指定溫度下執(zhí)行蝕刻工藝220且將其執(zhí)行特定時間周期。溫度和時間周期可以經調整以控制待蝕刻材料的量且可以由任何適合的方法來確定。在蝕刻工藝220期間，襯底202也可以經旋轉222。在本實施例中，在約23t:的溫度執(zhí)行蝕刻工藝220且將其執(zhí)行約10秒的周期，而襯底202以約每分鐘1000旋轉(rpm)的速率旋轉222。應了解，指定旋轉速率僅為實例，且可以根據多個因素(諸如，蝕刻劑濃度、蝕刻劑流動速率和分配位置)使用其他旋轉速率。 方法100繼續(xù)塊130，其中可以將多個受壓去離子水滴噴射至襯底上?，F在參考圖2C，噴射工藝230可以應用于襯底202以通過蝕刻工藝220去除剩余在偽多晶硅柵210上方或襯底202的其他區(qū)域上方的殘余物和/或顆粒(例如，二氧化硅顆粒或硅顆粒)。這些剩余殘余物和/或殘余物可以稱為"缺陷"。在此，噴射工藝230通過對汽化去離子水(DIW)滴加壓并將這些滴噴射至包括偽多晶硅柵210的襯底202的表面上而洗掉殘余物和/或顆粒來去除這些殘余物和/或顆粒。在本實施例中，可以使用"霧化噴射"或"納米噴射"工藝。"納米噴射"工藝使用具有高流動速率(例如，受高壓)的惰性氣體以將DIW汽化為非常小的去離子滴，其隨后可以用以物理去除殘余物和/或顆粒。DIW滴受壓的程度由惰性氣體的流動速率確定。氣體流動速率越高，殘余物和/或顆粒去除變得越有效。高氣體流動速率的缺點在于其導致襯底202的圖案損壞。因此，可以執(zhí)行綜合分析以確定氣體流動速率。在本實施例中，所用的惰性氣體是N2。 N2氣體的流動速率是每分鐘約20升(L/min)至約100L/min。應了解，可以使用其他惰性氣體或不活潑氣體來取代N2。
方法100繼續(xù)塊140，其中將包括C02和DIW的混合物施加至襯底?，F在參考圖2D，對襯底202應用清洗工藝240以去除剩余在襯底上的化學殘余物。在清洗工藝240中，
7將(A氣體注入去離子水(DIW)中以形成弱酸性溶液。酸性溶液對于去除可以包括堿性殘 余物的化學殘余物是有效的。殘余物可以是通過先前工藝而累積的。在本實施例中，具有 C02-DIW混合物的溶液具有約lppm至約lOOppm的濃度。 方法100繼續(xù)塊150，其中使襯底干燥?，F在參考圖2E，可以在襯底202上執(zhí)行干 燥工藝250?？梢允褂弥T如^的惰性氣體或本領域已知的其他不活潑氣體來旋干襯底202。 在本實施例中，盡管可以使用其他旋轉速率，但是襯底202以約2500rpm的速率旋轉252。
方法100繼續(xù)塊160，其中執(zhí)行具有相關蝕刻劑以及相關旋轉速率的第二蝕刻工 藝以去除多晶硅?，F在參考圖2F，在襯底202上執(zhí)行蝕刻工藝260以去除多晶硅210。蝕 刻工藝260使用具有胺衍生物的溶液作為蝕刻劑。胺衍生物可以包括NH4OH、 NH3(CH3)OH、 NH2(CH3)20H、NH(CH丄0H、N(CH3)40H或其任何組合中的一個。本實施例使用具有1 : 100比 例的NH4OH溶液作為用于蝕刻工藝260的蝕刻劑。同樣在指定溫度下執(zhí)行蝕刻工藝260，且 其持續(xù)指定時間周期。溫度和時間周期可以經調節(jié)以控制待蝕刻材料的量且可以由任何適 合的方法來確定。在蝕刻工藝260期間，襯底202也可以經旋轉222。在本實施例中，在約 50°C的溫度執(zhí)行蝕刻工藝260且將其執(zhí)行約20秒的周期，而襯底202以約1000rpm的速率 旋轉262。應了解，指定旋轉速率僅為實例，且可以根據多個因素(諸如，蝕刻劑濃度、蝕刻 劑流動速率和分配位置)使用其他旋轉速率。 方法100繼續(xù)塊170，其中將包括C02和DIW的混合物施加至襯底?，F在參考圖 2G，對襯底202應用清洗工藝270以去除化學殘余物。在清洗工藝270中，將C02氣體注入 DIW中以形成弱酸性溶液。此酸性溶液對于去除可以包括堿性殘余物的化學殘余物是有效 的。殘余物可以是通過先前工藝260或其他工藝而累積的。在本實施例中，具有CO廠DIW混 合物的溶液具有約lppm至約100卯m的濃度。在本實施例中可以去除的殘余物包括朋4011 或TMAH殘余物。 方法100繼續(xù)塊180，其中使襯底干燥?，F在參考圖2H，可以在襯底202上執(zhí)行干 燥工藝280。可以使用諸如^的惰性氣體或本領域已知的其他不活潑氣體來旋干襯底202。 在本實施例中，盡管可以使用其他旋轉速率，但是襯底202以約2500rpm的速率旋轉282。 應注意，塊120至180中所討論的工藝執(zhí)行用于蝕刻偽多晶硅柵210的一部分的一個循環(huán)。 明顯地，通過執(zhí)行多個循環(huán)取代單一循環(huán)蝕刻工藝以去除全部偽多晶硅柵，可以顯著減少 總工藝時間，從而增加產量，并可以防止產生諸如多晶硅殘余物、化學殘余物和其他顆粒的 缺陷的風險。 方法100繼續(xù)塊190，其中決定是否基本上去除多晶硅。如果否，那么方法100繼 續(xù)塊192，其中可以維持或減少第一蝕刻工藝220(塊120)和第二蝕刻260工藝(塊160) 的旋轉速率，且隨后循環(huán)可以從塊120開始至180。由于溝槽可以開始在柵極結構205中形 成，所以對于隨后循環(huán)以較低旋轉速率來旋轉襯底202是有利的。因此，較低旋轉速率可以 更易于蝕刻劑以基本上充填溝槽以蝕刻多晶硅或本征氧化物。在一些其他實施例中，根據 需要可以將隨后循環(huán)的旋轉速率維持為與先前循環(huán)的相同。另外，可以同樣調節(jié)干燥工藝 250 (塊150)和280 (塊180)的旋轉速率。 在本實施例中，明顯地，方法100可以包括四個(4)循環(huán)以從柵極襯底205去除偽 多晶硅柵210。用于蝕刻工藝220和260的旋轉速率為對于第一循環(huán)約1000rpm、對于第二 循環(huán)約800rpm、對于第三循環(huán)約500rpm且對于第四循環(huán)約500rpm。應了解，循環(huán)的數目可以根據多晶硅的厚度以及柵極結構的尺寸而變化。同樣，對于本發(fā)明而言，用于干燥工藝 250和280的旋轉速率對于所有四個循環(huán)而言均是約2500rpm。本實施例的一個優(yōu)點在于 每個循環(huán)可以去除多晶硅的一部分，且蝕刻、清潔和干燥工藝的組合可以有效去除多晶硅 的部分。明顯地，通過多個循環(huán)可以完全去除偽多晶硅柵210且與常規(guī)單一循環(huán)蝕刻工藝 相比減少總工藝時間。另外，多個循環(huán)有效去除在多晶硅氧化時形成的本征氧化物層和去 除在蝕刻工藝或其他工藝之后剩余的化學殘余物和/或顆粒。此外，用于蝕刻工藝的梯度 旋轉速率(從高速到低速)在解決每個循環(huán)之后形成的溝槽地形(trenchtopogr即hy)方 面有效。 返回至塊190，如果是(從柵極結構基本上去除多晶硅)，那么方法100繼續(xù)塊 195，其中可以完成半導體器件200的制造。例如，半導體器件200可以經進一步處理，諸如 形成用于柵極結構205的柵電極的金屬層、形成第一接觸件/通孔、形成互連結構(例如， 向包括形成的金屬柵極的器件提供電互連的線和通孔、金屬層和層間電介質)、形成鈍化層 等。例如，多層互連件包括垂直互連件(諸如常規(guī)通孔或觸點)和水平互連件(諸如金屬 線)。多個互連部件可以實施包括銅、鎢和硅化物的多個導電材料。在一個實例中，使用鑲 嵌工藝以形成與銅有關的多層互連結構。 總之，可以實施柵極最后工藝以形成金屬柵極結構。在此工藝中，可以從偽柵去除 多晶硅材料，從而可以形成真實金屬柵。然而，去除多晶硅的傳統方法是無效、低效且耗時 的。本文揭示的新方法提供用于去除偽柵中的多晶硅材料的方法。新方法利用均包括蝕刻、 清潔和干燥工藝的兩個或兩個以上循環(huán)。這些工藝的組合有效是在于每個循環(huán)期間去除多 晶硅的一部分。根據多晶硅的厚度、柵極結構的尺寸以及工藝參數，在兩個或兩個以上循環(huán) 中基本上去除多晶硅。因此，本文所揭示的方法允許多晶硅的有效去除同時實現工藝時間 的總減少。同樣，本文所揭示的方法與當前CMOS工藝流程相匹配，且容易與當前處理設備 和器件技術結合。 因此，提供一種半導體器件的制造方法，包括通過一個循環(huán)從位于襯底上的柵極 結構中去除硅材料，該循環(huán)包括蝕刻硅材料以去除其一部分，其中以一旋轉速率旋轉襯 底；將清潔劑施加到襯底；及干燥襯底，且重復該循環(huán)，其中隨后循環(huán)包括在蝕刻期間旋轉 襯底的隨后旋轉速率，且隨后旋轉速率不超出先前循環(huán)的旋轉速率。 還提供一種半導體器件的制造方法，包括通過一個循環(huán)去除位于襯底上的偽柵結 構的多晶硅材料，該循環(huán)包括使用第一蝕刻劑執(zhí)行第一蝕刻工藝(其中以第一旋轉速率 旋轉襯底)，將清潔劑施加至襯底，使用第二蝕刻劑執(zhí)行第二蝕刻工藝(其中以第二旋轉速 率旋轉襯底)，及干燥晶片，且重復該循環(huán)，其中隨后循環(huán)包括降低或維持先前循環(huán)的第一 旋轉速率和降低或維持先前循環(huán)的第二旋轉速率。 還提供一種半導體器件的制造方法，包括通過一個循環(huán)去除位于襯底上的偽柵結 構的多晶硅材料，該循環(huán)包括使用第一蝕刻劑執(zhí)行第一蝕刻工藝；將多個受壓去離子水 (DIW)滴噴射到襯底；將包括C02和DIW的混合物施加至襯底；干燥襯底；及使用第二蝕刻 劑執(zhí)行第二蝕刻工藝，且重復該循環(huán)直至基本上去除全部多晶硅材料。 雖然先前描述示出并描述了一個或多個實施例，但是應了解，在不偏離本發(fā)明的 精神和范圍的情況下，本領域技術人員可以進行形式和細節(jié)的改變。例如，盡管本文所揭示 的方法實施"柵極最后"處理，但本文所揭示的方法可以用于混合工藝中。在該混合工藝中，在"柵極首先"工藝流程中形成一種金屬柵極且在"柵極最后"工藝流程中形成其他類型的 金屬柵極。另外，可以在一個或多個循環(huán)中實施額外蝕刻、清潔、清洗和干燥步驟以去除偽
多晶硅柵o
權利要求
一種制造半導體器件的方法，包括通過一個循環(huán)從位于襯底上的柵極結構中去除硅材料，包括蝕刻所述硅材料以去除其一部分，其中所述襯底以旋轉速率旋轉；將清潔劑施加至所述襯底；以及干燥所述襯底；以及重復所述循環(huán)，其中，隨后循環(huán)包括用于使所述襯底在所述蝕刻期間旋轉的隨后旋轉速率，且所述隨后旋轉速率不超過先前循環(huán)的旋轉速率。
2. 根據權利要求1所述的方法，其中，所述蝕刻所述硅材料包括使用第一蝕刻劑的第 一蝕刻工藝和使用第二蝕刻劑的第二蝕刻工藝。
3. 根據權利要求2所述的方法，其中，所述第一蝕刻劑包括氟化合物。
4. 根據權利要求3所述的方法，其中，所述第一蝕刻劑包括具有約1 : 500比例的稀釋 氫氟酸(DHF)，并且以約23t:的溫度執(zhí)行所述第一蝕刻工藝且執(zhí)行約IO秒的周期。
5. 根據權利要求2所述的方法，其中，所述第二蝕刻劑包括胺衍生物，所述胺衍生物包 括NH40H、 NH3 (CH3) 0H、 NH2 (CH3) 20H、 NH(CH3) 30H、 N(CH3) 40H及其組合中的一個。
6. 根據權利要求5所述的方法，其中，所述第二蝕刻劑包括具有約1 : 100比例的 NH40H，以及以約5(TC的溫度執(zhí)行所述第二蝕刻工藝并且執(zhí)行約20秒的周期。
7. 根據權利要求1所述的方法，其中，所述將清潔劑施加至所述襯底包括以下步驟之將多個受壓去離子水(DIW)滴噴射至所述襯底； 將包括C02和DIW的混合物施加至所述襯底；以及 它們的組合。
8. —種制造半導體器件的方法，包括通過一個循環(huán)去除位于襯底上的偽柵結構的多晶硅材料，包括 使用第一蝕刻劑執(zhí)行第一蝕刻工藝，其中所述襯底以第一旋轉速率旋轉； 將清潔劑施加至所述襯底；使用第二蝕刻劑執(zhí)行第二蝕刻工藝，其中所述襯底以第二旋轉速率旋轉；以及 干燥所述襯底；以及重復所述循環(huán)，其中，隨后循環(huán)包括降低或維持所述先前循環(huán)的所述第一旋轉速率，且 降低或維持所述先前周期的所述第二旋轉速率。
9. 根據權利要求8所述的方法，其中，所述第一蝕刻劑包括氟化合物，并且所述第二蝕 刻劑包括胺衍生物。
10. 根據權利要求8所述的方法，其中，所述將清潔劑施加至所述襯底包括以下步驟之將多個受壓去離子水(DIW)滴噴射至所述襯底； 將包括C02和DIW的混合物施加至所述襯底；以及 它們的組合。
11. 根據權利要求8所述的方法，其中，用于所述第一蝕刻工藝的蝕刻工藝時間比用于 所述第二蝕刻工藝的蝕刻工藝時間少。
12. —種制造半導體器件的方法，包括通過一個循環(huán)去除位于襯底上的偽柵結構的多晶硅材料，包括 使用第一蝕刻劑執(zhí)行第一蝕刻工藝； 將多個受壓去離子水(DIW)滴噴射至所述襯底； 將包括C02和DIW的混合物施加至所述襯底； 干燥所述襯底；以及使用第二蝕刻劑執(zhí)行第二蝕刻工藝；以及 重復所述循環(huán)直至基本上去除全部所述多晶硅材料。
13. 根據權利要求12所述的方法，其中，所述噴射包括使用從約20L/min至約100L/ min的范圍內的惰性氣體流動速率的DIW納米噴射工藝以汽化所述DIW。
14. 根據權利要求12所述的方法，其中，所述第一蝕刻劑包括氟化合物，所述第二蝕刻 劑包括胺衍生物，并且重復所述循環(huán)包括降低用于所述第一蝕刻工藝的所述第一旋轉速率 和降低用于所述第二蝕刻工藝的所述第二旋轉速率。
15. 根據權利要求12所述的方法，其中，在執(zhí)行所述第二蝕刻工藝之后，所述循環(huán)進一 步包括將包括C02和DIW的另一混合物施加至所述襯底；以及 再次干燥所述襯底。
全文摘要
本發(fā)明提供一種半導體器件的制造方法。該方法包括通過一個循環(huán)從位于襯底上的柵極結構去除硅材料，該循環(huán)包括蝕刻硅材料以去除其一部分，其中，襯底以旋轉速率旋轉，將清潔劑施加至襯底，并干燥襯底；以及重復該循環(huán)，其中，隨后循環(huán)包括用于使襯底在蝕刻期間旋轉的隨后旋轉速率，并且隨后旋轉速率不超出先前循環(huán)的旋轉速率。
文檔編號H01L21/28GK101740518SQ20091022622
公開日2010年6月16日 申請日期2009年11月20日 優(yōu)先權日2008年11月20日
發(fā)明者古淑瑗, 葉明熙, 徐帆毅, 林舜武, 歐陽暉 申請人:臺灣積體電路制造股份有限公司