本發(fā)明一般地涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，更具體地涉及半導(dǎo)體制造工藝。

背景技術(shù)：

半導(dǎo)體制造方法通常使用多種類型的蝕刻工藝。一種類型的蝕刻工藝是干蝕刻工藝。干蝕刻工藝使用來(lái)自反應(yīng)氣體的離子轟擊，以從暴露的表面去除材料。另一種類型的蝕刻工藝是濕蝕刻工藝。濕蝕刻工藝使用化學(xué)溶液去除暴露的材料。

通常用于在半導(dǎo)體制造方法的另一種工藝是摻雜工藝。摻雜工藝包括將摻雜劑注入半導(dǎo)體材料中，以改變半導(dǎo)體材料的電氣特性。執(zhí)行摻雜工藝的一種方法是在襯底上沉積摻雜氧化物的薄層。摻雜氧化物包括預(yù)期類型的摻雜劑。然后，執(zhí)行退火工藝使摻雜氧化物層的摻雜劑擴(kuò)散到襯底中。因此，摻雜氧化物層作為固體擴(kuò)散源。

通常圖案化摻雜氧化物層，使得僅摻雜下面的襯底的合適區(qū)域。圖案化摻雜氧化物層包括使用諸如光刻膠層的圖案化層，以及去除摻雜氧化物層的暴露部分的蝕刻工藝。使用干蝕刻工藝會(huì)損壞下面的襯底。使用濕蝕刻工藝會(huì)導(dǎo)致越過(guò)圖案化層的側(cè)壁橫向蝕刻摻雜氧化物層。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的缺陷，根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種方法，包括：提供半導(dǎo)體襯底；在所述半導(dǎo)體襯底上形成摻雜氧化物層；在所述摻雜氧化物層上形成圖案化層，所述圖案化層保持所述摻雜氧化物層的暴露區(qū)；對(duì)所述襯底執(zhí)行濺射工藝；以及在所述濺射工藝之后，對(duì)所述半導(dǎo)體襯底執(zhí)行濕蝕刻工藝，以從所述暴露區(qū)去除所述摻雜氧化物層。

該方法還包括，在執(zhí)行所述濺射工藝之前，在所述圖案化層上以及所 述摻雜氧化物層的暴露區(qū)上形成保護(hù)層。

在該方法中，形成所述保護(hù)層包括：通過(guò)使用CH₄、C₄H₈、CH₃F、C₄F₈和C₅F₈中的至少一種形成聚合物層。

在該方法中，形成所述保護(hù)層包括：在干蝕刻工具中形成所述聚合物層；以及在所述干蝕刻工具中執(zhí)行所述濺射工藝。

在該方法中，所述濺射工藝去除聚合物層位于所述暴露區(qū)的所述摻雜氧化物層上的部分，由此保留所述圖案化層的側(cè)壁上的所述聚合物層。

在該方法中，用旋涂工藝形成所述保護(hù)層。

在該方法中，用于所述濺射工藝的濺射氣體包括Ar、N₂、He、O₂和H₂中的至少一種。

在該方法中，用于所述濺射工藝的濺射氣體的氣壓在約5mTorr至約100mTorr的范圍內(nèi)。

在該方法中，用于所述濺射工藝的電源功率在約100W至約2000W的范圍內(nèi)，以及偏置功率在約20V至約1000V的范圍內(nèi)。

在該方法中，以小于100轉(zhuǎn)每分鐘的轉(zhuǎn)速執(zhí)行所述濕蝕刻工藝。

在該方法中，所述濕蝕刻工藝包括：在約30s至約60s時(shí)間段內(nèi)應(yīng)用氫氟酸，在約120s至約180s的時(shí)間段內(nèi)應(yīng)用SC1材料，以及在約30s至約60s的時(shí)間段內(nèi)應(yīng)用氫氟酸。

該方法還包括：去除所述圖案化層；以及執(zhí)行熱工藝，由此將摻雜劑從所述摻雜氧化物層引入所述未暴露區(qū)中的所述半導(dǎo)體襯底。

在該方法中，所述半導(dǎo)體襯底的非暴露區(qū)對(duì)應(yīng)于鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FinFET)器件的一部分。

在該方法中，所述圖案化層包括底部抗反射涂層(BARC)材料和抗蝕劑材料。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種方法，包括：在襯底上形成摻雜氧化物層；在所述摻雜氧化物層上形成圖案化的抗蝕劑層，所述圖案化的抗蝕劑層保持所述摻雜氧化物層的暴露區(qū)；在所述襯底上執(zhí)行軟濺射工藝，以弱化所述暴露區(qū)中的所述摻雜氧化物層；以及在所述軟濺射工藝之后，執(zhí)行濕蝕刻工藝，以從所述暴露區(qū)去除所述摻雜氧化物層。

該方法還包括，在執(zhí)行所述軟濺射工藝之前，保護(hù)層沉積在所述圖案化的抗蝕劑層上，以及所述圖案化的抗蝕劑層的部件的側(cè)壁和所述摻雜氧化物層的所述暴露區(qū)上。

在該方法中，對(duì)所述暴露區(qū)中的所述摻雜氧化物層應(yīng)用所述軟濺射工藝，使得降低所述摻雜氧化物層的抗蝕刻性；以及所述濕蝕刻工藝選擇性地蝕刻所述暴露區(qū)中的所述摻雜氧化物層，使得基本不會(huì)越過(guò)所述圖案化的抗蝕劑層的部件的側(cè)壁橫向蝕刻所述摻雜氧化物層。

根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種方法，包括：在半導(dǎo)體襯底上形成摻雜氧化物層；在所述摻雜氧化物上形成圖案化層，所述圖案化層保持所述摻雜氧化物層的暴露區(qū)；在所述圖案化層上以及所述摻雜氧化物層的所述暴露區(qū)上沉積保護(hù)層；在沉積所述保護(hù)層之后，對(duì)所述半導(dǎo)體襯底執(zhí)行濺射工藝，由此去除所述保護(hù)層位于所述暴露區(qū)中的部分；以及在所述濺射工藝之后，對(duì)所述襯底執(zhí)行濕蝕刻工藝，以從所述暴露區(qū)去除所述保護(hù)層和所述摻雜氧化物層。

在該方法中，在干蝕刻工具中執(zhí)行沉積所述保護(hù)層和所述濺射工藝。

在該方法中，執(zhí)行所述濺射工藝包括：執(zhí)行所述濺射工藝，以降低所述暴露區(qū)中的所述摻雜氧化物層的抗蝕刻性。

附圖說(shuō)明

當(dāng)結(jié)合附圖進(jìn)行閱讀時(shí)，根據(jù)下面詳細(xì)的描述可以更好地理解本發(fā)明的各個(gè)方面。應(yīng)該注意，根據(jù)工業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐，各種部件沒(méi)有被按比例繪制。實(shí)際上，為了清楚的討論，各種部件的尺寸可以被任意地增大或減小。

圖1A至圖1C是示出根據(jù)本文所述原理的一個(gè)實(shí)例的示例性的改進(jìn)型濕蝕刻工藝的示圖。

圖2A至圖2C是示出了根據(jù)本文所述原理的一個(gè)實(shí)例使用保護(hù)層的示例性改進(jìn)型濕蝕刻工藝的示圖。

圖3是示出根據(jù)本文所述原理的一個(gè)實(shí)例執(zhí)行改進(jìn)型濕蝕刻工藝的示例性方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

以下公開(kāi)內(nèi)容提供了許多不同實(shí)施例或?qū)嵗糜趯?shí)現(xiàn)所提供主題的不同特征。以下將描述組件和布置的特定實(shí)例以簡(jiǎn)化本發(fā)明。當(dāng)然，這些僅是實(shí)例并且不旨在限制本發(fā)明。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觸的實(shí)施例，也可以包括形成在第一部件和第二部件之間的附加部件使得第一部件和第二部件不直接接觸的實(shí)施例。另外，本發(fā)明可以在多個(gè)實(shí)例中重復(fù)參考標(biāo)號(hào)和/或字符。這種重復(fù)是為了簡(jiǎn)化和清楚的目的，并且其本身不指示所討論的各個(gè)實(shí)施例和/或配置之間的關(guān)系。

此外，為了便于描述，本文中可以使用諸如“在…下方”、“在…下面”、“下部”、“在…上面”、“上部”等的空間關(guān)系術(shù)語(yǔ)以描述如圖所示的一個(gè)元件或部件與另一元件或部件的關(guān)系。除圖中所示的方位之外，空間關(guān)系術(shù)語(yǔ)旨在包括使用或操作過(guò)程中的器件的不同的方位。裝置可以以其它方式定位(旋轉(zhuǎn)90度或在其他方位)，并且在本文中使用的空間關(guān)系描述符可同樣地作相應(yīng)地解釋。

如上所述，使用干蝕刻工藝會(huì)損壞下面的襯底。使用濕蝕刻工藝會(huì)導(dǎo)致越過(guò)圖案化層的側(cè)壁橫向蝕刻摻雜氧化物層。但是，根據(jù)本文所述的原理，改進(jìn)型濕蝕刻工藝可去除摻雜氧化物層而不會(huì)導(dǎo)致越過(guò)圖案化層的側(cè)壁過(guò)多地橫向蝕刻摻雜氧化物層。

根據(jù)本文所述的原理，在應(yīng)用濕蝕刻工藝之前，執(zhí)行軟濺射工藝會(huì)損壞暴露的摻雜氧化物層。由此，通過(guò)濕蝕刻工藝可以更快地去除被損壞的摻雜氧化物層。通過(guò)減少濕蝕刻工藝所用的時(shí)間，使越過(guò)圖案化層部件橫向蝕刻摻雜氧化物層的時(shí)間更少。在一些實(shí)施例中，在執(zhí)行濺射工藝之前，將保護(hù)層沉積到襯底上。這也有助于減少橫向蝕刻，并且保護(hù)圖案化層的部件的側(cè)壁。

圖1A至圖1C示出了根據(jù)一些實(shí)施例的改進(jìn)型濕蝕刻工藝的示例性方法的示圖。圖1A示出了襯底102、摻雜氧化物層104和圖案化層106。根據(jù)本實(shí)例，在襯底上形成摻雜氧化物層104。然后，在摻雜氧化物層的上 方形成圖案化層106。對(duì)圖案化層106進(jìn)行圖案化，使得具有暴露區(qū)114和未暴露區(qū)112。

襯底102可以是標(biāo)準(zhǔn)的半導(dǎo)體晶圓。例如，晶圓的直徑可近似為300mm，并且晶圓的厚度小于1mm。襯底102可由諸如硅的半導(dǎo)體材料制成。在一些實(shí)例中，諸如鍺III-V族半導(dǎo)體材料的其他材料用于襯底102。

將摻雜氧化物層104沉積到襯底102的表面上。摻雜氧化物層可由多種材料制成，包括二氧化硅(SiO₂)、三氧化二砷(As₂O₃)、磷硅玻璃(PSG)、硼硅玻璃(BSG)。摻雜氧化物層用作摻雜劑的固體擴(kuò)散源。在特定的條件下，摻雜氧化物層104內(nèi)的摻雜劑會(huì)擴(kuò)散到下面的襯底102中。例如，包括高溫的熱退火工藝會(huì)使摻雜劑從摻雜氧化物層104擴(kuò)散到下面的襯底102中，由此摻雜襯底102。在一些實(shí)例中，摻雜氧化物層104的厚度在至的范圍內(nèi)。

集成電路的制造通常包括摻雜半導(dǎo)體晶圓上的特定區(qū)域，以形成特定部件。例如，摻雜晶圓上的某些區(qū)，以形成場(chǎng)效應(yīng)晶體管或其他適當(dāng)?shù)碾娐菲骷脑礃O或漏極區(qū)。因此，圖案化摻雜氧化物層104，使得從襯底或下面的部件的不意欲被摻雜的區(qū)域中去除摻雜氧化物層。

為了圖案化摻雜氧化物層，在摻雜氧化物層104上形成圖案化層106。在一些實(shí)施例中，圖案化層包括光刻膠層110，該光刻膠層110對(duì)光子敏感，并能夠通過(guò)光刻工藝進(jìn)行圖案化。在一個(gè)實(shí)例中，圖案化層包括底部抗反射涂層(BARC)108和光刻膠層110。BARC有助于將抗蝕劑層暴露到光源下。具體地，因?yàn)閺墓庠窗l(fā)出光穿過(guò)光刻膠層110而沒(méi)有反射，并且到達(dá)光刻膠層中不意欲暴露的部分，所以BARC層可滿足更高的分辨率。

光刻膠層110被設(shè)計(jì)為響應(yīng)于暴露至光源而發(fā)生改變。對(duì)于正性光刻膠，光刻膠的暴露到光源的部分可溶于顯影液。對(duì)于負(fù)性光刻膠，光刻膠的暴露到光源下的部分不溶于相應(yīng)的顯影液。光刻膠層的顯影去除可溶部分，同時(shí)保持不可溶部分完好無(wú)損。因此，在顯影光刻膠層110之后，圖案化光刻膠層110，以形成具有多個(gè)開(kāi)口的圖案化層。圖案化層的開(kāi)口內(nèi)的摻雜氧化物層是未覆蓋的(或裸露的)。因此，具有暴露區(qū)114和未暴露區(qū)112。因此，執(zhí)行蝕刻工藝，使得從暴露區(qū)114去除摻雜氧化物層104。 通常，期望沒(méi)有穿過(guò)圖案化層106的側(cè)壁橫向蝕刻摻雜氧化物層104。

在一些實(shí)施例中，通過(guò)光掩模將光刻膠層110暴露到光源下。在一些其他實(shí)施例中，圖案化層是對(duì)其他輻射(諸如，電子束、X射線、帶電粒子或其他合適的輻射束)敏感的其他合適的抗蝕劑材料。因此，通過(guò)諸如電子束光刻工藝的相應(yīng)的光刻工藝圖案化的抗蝕劑層。

圖1B示出了用于弱化摻雜氧化物層104的暴露部分的軟濺射工藝116，由此相對(duì)于摻雜氧化物層的未暴露部分的抗蝕刻性，改變摻雜氧化物層104的暴露部分的抗蝕刻性。傳統(tǒng)的濺射包括材料從靶子噴射到襯底上，以用于濺射沉積。在本發(fā)明中，軟濺射工藝被用于處理和/或蝕刻。在本實(shí)施例中，偏置功率用于為等離子體提供朝向襯底102的定向能量，以用于預(yù)期的處理和/或蝕刻。特別地，以相應(yīng)的電場(chǎng)朝向襯底的方式應(yīng)用偏置功率，使得等離子體中的離子被引導(dǎo)至襯底。而且，軟濺射被設(shè)計(jì)為處理?yè)诫s氧化物層104，而不損壞半導(dǎo)體襯底。因此，等離子體能量和相應(yīng)的偏置功率被設(shè)計(jì)為足夠有效地處理?yè)诫s氧化物層，以降低抗蝕刻性，并且等離子體能量和相應(yīng)的偏置功率足夠弱而不會(huì)損壞半導(dǎo)體襯底。在一些實(shí)施例中，偏置功率在約20V至約1000V或約20W至約1000W的范圍內(nèi)。

根據(jù)本實(shí)例，用于濺射工藝116的濺射氣體可以是氬(Ar)、氦(He)、氮?dú)?N₂)、氧氣(O₂)和氫氣(H₂)中的一種。提供給處理室的濺射氣體的流量在約10sccm(標(biāo)況毫升每分鐘)至約1000sccm范圍內(nèi)。處理室中的壓力保持在約5mTorr至約100mTorr的范圍內(nèi)。電源功率可在約100W至約2000W的范圍內(nèi)。把電源施加到濺射氣體上，以生成等離子體。吸盤(pán)(諸如靜電吸盤(pán))的溫度在約0℃至約120℃的范圍內(nèi)。

根據(jù)一個(gè)實(shí)例，因?yàn)橐恍└晌g刻工具能夠執(zhí)行濺射工藝，所以可以在干蝕刻工具中執(zhí)行濺射工藝116。在軟濺射工藝期間，通過(guò)等離子體處理?yè)诫s氧化物層104，因此在暴露區(qū)114上方產(chǎn)生弱化的(或被損壞的)摻雜氧化物層118。該弱化的材料更容易受到蝕刻工藝的影響。

圖1C是示出在襯底102上執(zhí)行示例性濕蝕刻工藝120的示圖。如上所述，濕蝕刻使用化學(xué)溶液，該化學(xué)溶液被設(shè)計(jì)為去除特定類型的材料，同時(shí)保持其他材料完好無(wú)損。具體地，圖案化層106作為蝕刻掩模，以保護(hù) 摻雜氧化物層的未暴露部分免于蝕刻。

在一個(gè)實(shí)例中，濕蝕刻工藝包括在約30s至約60s的范圍內(nèi)的持續(xù)時(shí)間段使用氫氟酸(HF)溶液。在一個(gè)實(shí)例中，氫氟酸可以是具有0.5％的HF的水溶液。然后，蝕刻工藝120包括在約120s至約180s的范圍內(nèi)的持續(xù)時(shí)間段內(nèi)使用SC1溶液。SC1材料含有的去離子水、NH₄OH水(氫氧化銨)和H₂O₂水(過(guò)氧化氫)的比率為1:0.1:5。然后，再次在約30s至約60s的范圍內(nèi)的持續(xù)時(shí)間段內(nèi)使用氫氟酸。這種持續(xù)時(shí)間段短于傳統(tǒng)的濕蝕刻工藝所使用的時(shí)間。

在一些實(shí)例中，以較慢的轉(zhuǎn)速執(zhí)行濕蝕刻工藝。在傳統(tǒng)的濕蝕刻工藝中，保持半導(dǎo)體的吸盤(pán)旋轉(zhuǎn)，由此引起晶圓的旋轉(zhuǎn)。晶圓的轉(zhuǎn)速通常在約300RPM(轉(zhuǎn)每分鐘)至約800RPM的范圍內(nèi)。但是，根據(jù)本文所描述的原理，以小于100RPM的較慢轉(zhuǎn)速執(zhí)行濕蝕刻工藝。

通常，濕蝕刻工藝基本上是各向同性的，并且橫向蝕刻未暴露的部分，從而改變了預(yù)期的尺寸。在所公開(kāi)的方法中，因?yàn)椴糠謸诫s氧化物層104被濺射工藝116損壞或弱化，所以暴露部分的蝕刻率大于未暴露部分的蝕刻率。由于摻雜氧化物層的暴露部分和未暴露部分的蝕刻率不同，所以減少或基本上消除了橫向蝕刻偏移。

在一些情況下，襯底102是諸如鰭結(jié)構(gòu)的外延生長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的一部分。在一些情況中，襯底102是通過(guò)除了外延以外的方法所形成的鰭結(jié)構(gòu)。通過(guò)使用本文所描述的方法，執(zhí)行濕蝕刻工藝，使得減少對(duì)鰭結(jié)構(gòu)的任何損壞，同時(shí)基本沒(méi)有越過(guò)圖案化層106的側(cè)壁122蝕刻摻雜氧化物層104。

圖2A至圖2C示出了利用根據(jù)一些實(shí)施例所構(gòu)造的保護(hù)層的示例性改進(jìn)型濕蝕刻工藝的方法的示圖。在濕蝕刻工藝期間，保護(hù)層可為圖案化層106的側(cè)壁提供附加保護(hù)。圖2A示出了沉積工藝204，以形成保護(hù)層202?？梢酝ㄟ^(guò)多種不同的方法形成保護(hù)層202，并且該保護(hù)層202可由多種材料制成。在一些實(shí)施例中，保護(hù)層202是聚合物層。

可使用化學(xué)汽相沉積(CVD)工藝形成保護(hù)層202。CVD是在半導(dǎo)體工業(yè)中經(jīng)常用于制造具有不同材料的薄層的化學(xué)工藝。在典型的CVD工藝中，將襯底暴露于一種或多種揮發(fā)性前體。這種前體在襯底表面發(fā)生反應(yīng)， 以制造預(yù)期的沉積材料。

用以制造保護(hù)層202的CVD工藝可使用多種前體。例如，前體可包括甲烷(CH₄)、1-丁烯(C₄H₈)、八氟環(huán)丁烷(C₄F₈)、氟甲烷(CH₃F)、或C₅F₈。CVD氣體的流量在10sccm至1000sccm的范圍內(nèi)。在一些實(shí)施例中，CVD工藝還包括諸如氬(Ar)或氦(He)的載氣。在一些實(shí)例中，以在0sccm至2000sccm的范圍內(nèi)的相應(yīng)的氣體流量來(lái)提供氦(He)。在一些實(shí)施例中，在沉積期間，工藝室中的壓力保持在5mTorr至100mTorr的范圍內(nèi)。在一些實(shí)例中，電源功率可在100W至2000W的范圍內(nèi)。偏置功率可在0V至1000V或0W至1000W的范圍內(nèi)。保持晶圓的吸盤(pán)的溫度在約0℃至約120℃的范圍內(nèi)。也可在干蝕刻工具中執(zhí)行保護(hù)層沉積工藝204。在一些實(shí)例中，諸如旋涂的其他方法也可用于施加保護(hù)層202。

在本實(shí)施例中，在摻雜氧化物層104、圖案化層106的側(cè)壁122和圖案化層106的頂部上直接形成保護(hù)層202。保護(hù)層202的厚度基本一致。在一些實(shí)施例中，選擇諸如聚合物作為保護(hù)層202的材料，以通過(guò)濺射工藝去除該材料。

圖2B示出了在襯底上執(zhí)行的軟濺射工藝206，即對(duì)保護(hù)層202執(zhí)行軟濺射工藝206。根據(jù)本實(shí)施例，用于濺射工藝206的濺射氣體可以是氬(Ar)、氦(He)、氮?dú)?N₂)、氧氣(O₂)、氫氣(H₂)中的一種或它們的組合。

可調(diào)整濺射工藝，使得去除保護(hù)層202的水平部分，同時(shí)保持保護(hù)層202的垂直部分完好無(wú)損。水平部分包括保護(hù)層202位于摻雜氧化物層104和圖案化層106上的部分。垂直部分包括圖案化層106的側(cè)壁122上的保護(hù)層202。在一些實(shí)施例中，軟濺射工藝也處理?yè)诫s氧化物層104的暴露部分，以降低摻雜氧化物層的暴露部分的抗蝕刻性，而不損壞襯底。

在一些實(shí)例中，所提供的濺射氣體的流量在約10sccm至約1000sccm的范圍內(nèi)。在一些實(shí)例中，工藝室的壓力保持在約5mTorr至約100mTorr的范圍內(nèi)。電源功率可在約100W至約2000W的范圍內(nèi)。偏置功率可在約20V至約1000V或20W至約1000W的范圍內(nèi)。支撐襯底102的吸盤(pán)(諸如靜電吸盤(pán))的溫度在約0℃至約120℃的范圍內(nèi)。

圖2C示出了去除摻雜氧化物層104的暴露部分和圖案化層106的側(cè)壁 122上的剩余的保護(hù)層202的濕蝕刻工藝。在一個(gè)實(shí)例中，濕蝕刻工藝208包括在約30s至約60s的范圍內(nèi)的持續(xù)時(shí)間段內(nèi)應(yīng)用氫氟酸。在一個(gè)實(shí)例中，氫氟酸是0.5％的HF的水溶液。然后，蝕刻工藝208包括在約120s至約180s的范圍內(nèi)的持續(xù)時(shí)間段內(nèi)應(yīng)用SC1溶液。SC1材料含有的去離子水、NH₄OH水(氫氧化銨)和H₂O₂水(過(guò)氧化氫)的比率為1:0.1:5。然后，再次在約30s至約60s的持續(xù)時(shí)間段內(nèi)應(yīng)用氫氟酸。

因?yàn)楸Ｗo(hù)層202位于沿著圖案化層106的側(cè)壁122的適當(dāng)位置處，所以減少了越過(guò)側(cè)壁122橫向蝕刻摻雜氧化物層104。附加地，側(cè)壁122免于蝕刻工藝。附加地，因?yàn)橐淹ㄟ^(guò)濺射工藝116處理了部分摻雜氧化物層104，所以降低了摻雜氧化物層的暴露部分的抗蝕刻性。由于暴露部分和未暴露部分的蝕刻率偏差，所以近一步減少了橫向蝕刻偏移。

圖3是示出用于執(zhí)行改進(jìn)型濕蝕刻工藝的示例性方法的流程圖。根據(jù)本實(shí)例，方法300包括提供半導(dǎo)體襯底的步驟302。襯底可以是用于制造集成電路的標(biāo)準(zhǔn)的半導(dǎo)體晶圓。在多種制造工藝期間襯底被固定到諸如靜電吸盤(pán)的吸盤(pán)上。

方法300還包括在襯底上形成摻雜氧化物層的步驟304。如上所述，摻雜氧化物層作為摻雜襯底的固體擴(kuò)散源。在諸如高溫的特定條件下，來(lái)自摻雜氧化物層的摻雜劑會(huì)擴(kuò)散到下面的襯底中。摻雜氧化物層用于實(shí)現(xiàn)預(yù)期的摻雜輪廓。

方法300還包括在摻雜氧化物層上形成圖案化層的步驟306。通過(guò)光刻工藝形成圖案化層，并且圖案化層包括限定摻雜氧化物層的暴露區(qū)和未暴露區(qū)的多個(gè)開(kāi)口。圖案化層可包括抗蝕劑材料。在一些實(shí)例中，在沉積光刻膠材料之前沉積BARC層。然后根據(jù)在光掩模上或數(shù)據(jù)庫(kù)中定義的IC圖案，暴露圖案化層。在顯影圖案化層之后，就形成了圖案化層。圖案化層覆蓋摻雜氧化物層的未暴露區(qū)，同時(shí)摻雜氧化物層的未暴露區(qū)被覆蓋。覆蓋的區(qū)域?qū)?yīng)于意欲通過(guò)氧化物層的摻雜劑進(jìn)行摻雜的區(qū)域。在一些實(shí)例中，覆蓋區(qū)對(duì)應(yīng)于鰭結(jié)構(gòu)或鰭結(jié)構(gòu)中意欲被摻雜的一部分。

方法300還包括在圖案化層和摻雜氧化物層的暴露區(qū)上沉積保護(hù)層的步驟308。在一些實(shí)施例中，該步驟被省略。保護(hù)層可以是聚合物材料。 可在干蝕刻工具中形成保護(hù)層。可使用CVD工藝形成保護(hù)層。也可使用旋涂工藝形成保護(hù)層。在一些實(shí)例中，在圖案化層的側(cè)壁上，以及在圖案化層的頂部和摻雜氧化物層的頂部上形成保護(hù)層。

用來(lái)制造保護(hù)層的CVD工藝可使用多種前體。例如，前體可包括甲烷(CH₄)、1-丁烯(C₄H₈)、八氟環(huán)丁烷(C₄F₈)、氟甲烷(CH₃F)或C₅F₈。CVD氣體的流量在10sccm至1000sccm范圍內(nèi)。該氣體可攜帶有或不攜帶氬(Ar)。在一些實(shí)例中，稀釋的氦(He)的流量在0sccm至2000sccm范圍內(nèi)。氣體增壓，以使壓力在5mTorr至100mTorr的范圍內(nèi)。在一些實(shí)例中，電源功率在100W至2000W的范圍內(nèi)。偏置功率在0V至1000V或0W至1000W的范圍內(nèi)。保持晶圓的吸盤(pán)的溫度在0℃至120℃的范圍內(nèi)。也可在干蝕刻工具中執(zhí)行保護(hù)層沉積工藝204。在一些實(shí)例中，諸如旋涂的其他的方法也可用于施加保護(hù)層202。

方法300還包括對(duì)襯底執(zhí)行軟濺射工藝的步驟310。因此，軟濺射工藝會(huì)影響襯底上的所有暴露材料。例如，如果保護(hù)層位于適當(dāng)?shù)奈恢?，則濺射工藝會(huì)影響保護(hù)層的所有區(qū)。軟濺射工藝具有各向異性蝕刻效果，并且去除摻雜氧化物層的頂部和圖案化層的頂部上的圖案化層。但是，濺射工藝保持圖案化層的側(cè)壁上的保護(hù)層基本完好無(wú)損。

在一些實(shí)例中，用于軟濺射工藝的軟濺射氣體可以是氬(Ar)、氦(He)、氮?dú)?N₂)、氧氣(O₂)和氫氣(H₂)中的一種。濺射氣體的流量在約10sccm至約1000sccm的范圍內(nèi)。工藝室中的壓力保持在約5mTorr至約100mTorr的范圍內(nèi)。電源功率在約100W至約2000W的范圍內(nèi)。偏置功率在約20V至約1000V或20W至約1000W的范圍內(nèi)。這可以通過(guò)將功率施加給支撐襯底的吸盤(pán)來(lái)實(shí)現(xiàn)。諸如靜電吸盤(pán)的吸盤(pán)的溫度在約0℃至約120℃的范圍內(nèi)。在一些實(shí)施例中，在相同的干蝕刻工具中實(shí)施步驟308和310，因此降低了其間的污染并且提高了制造產(chǎn)量。

具有或沒(méi)有位于適當(dāng)位置處的保護(hù)層，濺射工藝可弱化暴露的摻雜氧化物層，因此使該摻雜氧化物層更容易受到下面將要描述的濕蝕刻工藝的影響。這使得執(zhí)行濕蝕刻工藝具有各向異性蝕刻效果。因?yàn)閾诫s氧化物層的暴露部分和未暴露部分的蝕刻率差異，所以消除或減少了濕蝕刻工藝期 間的橫向蝕刻偏移。

方法300還包括步驟312，對(duì)襯底執(zhí)行濕蝕刻工藝，以從暴露區(qū)去除摻雜氧化物層。因?yàn)檐洖R射工藝已經(jīng)處理了暴露的摻雜氧化物層，所以降低了暴露部分的濕蝕刻率。這導(dǎo)致了越過(guò)圖案化層的側(cè)壁更少地橫向蝕刻摻雜氧化物層。這使得摻雜氧化物層的最終圖案更精確。在一些實(shí)例中，以比傳統(tǒng)濕蝕刻工藝更低的轉(zhuǎn)速執(zhí)行濕蝕刻工藝。如果使用了保護(hù)層，則圖案化層的側(cè)壁上的保護(hù)層會(huì)有助于減少橫向蝕刻，以及保護(hù)圖案化層的側(cè)壁免于蝕刻損失。

在一個(gè)實(shí)例中，濕蝕刻工藝包括：在約30s至約60s的范圍內(nèi)的持續(xù)時(shí)間段內(nèi)應(yīng)用氫氟酸(HF)溶液。在一個(gè)實(shí)例中，氫氟酸是具有0.5％的HF的水溶液。然后，蝕刻工藝120包括：在約120s至約180s的范圍內(nèi)的持續(xù)時(shí)間段內(nèi)應(yīng)用SC1溶液。SC1材料含有的去離子水、NH₄OH水(氫氧化銨)和H₂O₂水(過(guò)氧化氫)的比率為1:0.1:5。然后，再次在約30s至約60s的范圍內(nèi)的持續(xù)時(shí)間段內(nèi)應(yīng)用氫氟酸。這樣的持續(xù)時(shí)間段小于傳統(tǒng)濕蝕刻工藝所使用的時(shí)間。

在從通過(guò)圖案化層所暴露的區(qū)域去除摻雜氧化物層之后，圖案化層被去除。該去除工藝將保留襯底上的摻雜氧化材料的特定區(qū)域。然后，進(jìn)行退火工藝。退火工藝的高溫會(huì)使來(lái)自摻雜氧化物層的摻雜劑移動(dòng)到下面的襯底中。因此，最初被圖案化層覆蓋的區(qū)域成為下面的襯底被摻雜的區(qū)域。

根據(jù)一些實(shí)施例，方法包括：提供半導(dǎo)體襯底；在半導(dǎo)體襯底上形成摻雜氧化物層；在摻雜氧化物層上形成圖案化層，圖案化層保持摻雜氧化物層的暴露區(qū)；對(duì)襯底執(zhí)行濺射工藝；并且在濺射工藝之后，對(duì)半導(dǎo)體襯底執(zhí)行濕蝕刻工藝，以從暴露區(qū)去除摻雜氧化物層。

根據(jù)一些實(shí)施例，方法包括：在襯底上形成摻雜氧化物層；在摻雜氧化物層上形成圖案化的抗蝕劑層，圖案化的抗蝕劑層保持暴露的摻雜氧化物層的區(qū)域；在襯底上執(zhí)行軟濺射工藝，以弱化暴露區(qū)中的摻雜氧化物層；并且在軟濺射工藝之后，執(zhí)行濕蝕刻工藝，以從暴露區(qū)去除摻雜氧化物層。

根據(jù)一些實(shí)施例，方法包括：在半導(dǎo)體襯底上形成摻雜氧化物層；在摻雜氧化物層上形成圖案化層，圖案化層保持摻雜氧化物層的暴露區(qū)；在 圖案化層和摻雜氧化物層的暴露區(qū)上沉積保護(hù)層；在沉積保護(hù)層之后，對(duì)半導(dǎo)體襯底執(zhí)行濺射工藝，由此去除暴露區(qū)中的部分保護(hù)層；并且在濺射工藝之后，對(duì)襯底執(zhí)行濕蝕刻工藝，以從暴露區(qū)去除保護(hù)層和摻雜氧化物層。

上面論述了若干實(shí)施例的部件，使得本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以更好地理解本發(fā)明的各個(gè)方面。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，可以很容易地使用本發(fā)明作為基礎(chǔ)來(lái)設(shè)計(jì)或更改其他用于達(dá)到與這里所介紹實(shí)施例相同的目的和/或?qū)崿F(xiàn)相同優(yōu)點(diǎn)的處理和結(jié)構(gòu)。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員也應(yīng)該意識(shí)到，這種等效構(gòu)造并不背離本發(fā)明的精神和范圍，并且在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以進(jìn)行多種變化、替換以及改變。