地去除ILD層414，因?yàn)闅怏w蝕刻工藝(操作112a)對(duì)于偽氧化物層222和ILD層414幾乎沒(méi)有選擇性。在一些實(shí)施例中，ILD層414可以和偽氧化物層222損失幾乎相同的厚度。然而，這僅僅是一小部分，例如，少于ILD層414的1%。因此，用于制造柵極結(jié)構(gòu)的方法100在ILD層414中幾乎不生成凹槽，克服了上面討論的與傳統(tǒng)的濕蝕刻和/或干蝕刻工藝相關(guān)的ILD損失問(wèn)題。此外，CESL412和柵極間隔件226通過(guò)操作112基本上保持不變，保持著期望的輪廓以進(jìn)一步地形成柵極堆疊件。在實(shí)施例中，偽氧化物層222和柵極間隔件226的通過(guò)蒸汽混合物702的去除速度的比率大于2。
[0069]方法100 (圖1)進(jìn)行至操作114，以在開(kāi)口 902中形成柵極堆疊件1010。參考圖10，在本實(shí)施例中，柵極堆疊件1010包括界面層1012、介電層1014、功函數(shù)金屬層1016和填充層1018。界面層1012可包括介電材料，諸如氧化硅(Si02)層或氮氧化硅(S1N)和/或其他合適的介電材料，并且可以通過(guò)化學(xué)氧化、熱氧化、原子層沉積(ALD)、CVD來(lái)形成。介電層1014可包括高k介電層，諸如氧化鉿(Hf02)、Al203、鑭系氧化物、Ti02、HfZr0、Ta203、HfSi04、Zr02、ZrSi02、它們的組合或其他合適的材料。可以通過(guò)ALD和/或其他合適的方法形成介電層1014。功函數(shù)金屬層1016可以是p型或η型功函數(shù)層。示例性ρ型功函數(shù)金屬包括 TiN、TaN、Ru、Mo、A1、WN、ZrSi2、MoSi2、TaSi2、NiSi2、WN、其他合適的 p 型功函數(shù)材料或它們的組合。示例性η型功函數(shù)金屬包括T1、Ag、TaAl、TaAlC、TiAIN、TaC、TaCN、TaSiN、Mn、Zr、其他合適的n型功函數(shù)材料或它們的組合。功函數(shù)層1016可包括多個(gè)層，并且可以通過(guò)CVD、PVD和/或其他合適的工藝沉積。填充層1018可包括鋁(A1)、鎢(W)、鈷(Co)、銅(Cu)和/或其他合適的材料?？梢酝ㄟ^(guò)CVD、PVD、電鍍和/或其他合適的工藝來(lái)形成填充層1018。柵極堆疊件1010填充柵極結(jié)構(gòu)220的開(kāi)口 902 (圖9)。可以實(shí)施CMP工藝以從柵極堆疊件1010去除過(guò)量的材料并且平坦化器件200的頂面1020。隨后可以實(shí)施諸如接觸件和通孔的形成、互連工藝等的進(jìn)一步的操作以完成器件200的制造。
[0070]盡管并不旨在限制，本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例對(duì)于半導(dǎo)體器件及其形成提供了很多益處。例如，如此形成的半導(dǎo)體器件基本上不含與在典型的后柵極形成工藝中的ILD氧化物損失和襯底材料損失相關(guān)的缺陷。例如，用本發(fā)明的實(shí)施例形成的FinFET器件將具有期望的鰭高度，并將氧化物材料保存在其隔離結(jié)構(gòu)中。例如，用本發(fā)明的實(shí)施例形成的FET器件將會(huì)有期望的柵極輪廓和改進(jìn)的閥值電壓。
[0071]在一個(gè)示例性方面，本發(fā)明涉及一種形成半導(dǎo)體器件的方法。該方法包括在第一溫度時(shí)將柵極結(jié)構(gòu)的偽氧化物層暴露于包括NH#P含氟化合物的蒸汽混合物中，其中偽氧化物層形成在襯底上方并且被包括與偽氧化物層的材料不同的材料的柵極間隔件包圍。該方法進(jìn)一步包括在第二溫度時(shí)用包含去離子水(DIW)的溶液沖洗襯底。
[0072]在另一個(gè)示例性方面，本發(fā)明涉及一種形成半導(dǎo)體器件的方法。該方法包括提供襯底，其中襯底包括偽氧化物層和包圍偽氧化物層的含氮介電層。該方法進(jìn)一步包括在第一溫度時(shí)將偽氧化物層暴露于包括NH3和含氟化合物的蒸汽混合物中，由此把偽氧化物層轉(zhuǎn)化為反應(yīng)產(chǎn)物。該方法進(jìn)一步包括在第二溫度時(shí)用包含去離子水(DIW)的溶液沖洗襯底以從襯底至少部分去除反應(yīng)產(chǎn)物。該方法進(jìn)一步包括將襯底加熱到比第一和第二溫度更高的第三溫度以弓I起反應(yīng)產(chǎn)物的升華，由此在含氮介電層中形成開(kāi)口。
[0073]在另一個(gè)示例性方面，本發(fā)明涉及一種形成半導(dǎo)體器件的方法。該方法包括在襯底上方形成柵極結(jié)構(gòu)，其中柵極結(jié)構(gòu)包括偽氧化物層、位于偽氧化物層上方的偽柵電極層、以及包圍偽氧化物層和偽柵電極層的含氮介電層。該方法進(jìn)一步包括去除偽柵電極層，由此暴露偽氧化物層。該方法進(jìn)一步包括:在第一溫度時(shí)將偽氧化物層暴露于包括NH3和含氟化合物的蒸汽混合物中；在第二溫度時(shí)用包含去離子水(DIW)的溶液沖洗襯底；以及將襯底加熱到比第一和第二溫度更高的第三溫度，由此在含氮介電層中形成開(kāi)口。該方法進(jìn)一步包括形成柵極堆疊件，柵極堆疊件至少部分地占據(jù)該開(kāi)口。
[0074]上面概述了若干實(shí)施例的特征，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，他們可以容易地使用本發(fā)明作為基礎(chǔ)來(lái)設(shè)計(jì)或修改用于實(shí)施與本文所介紹實(shí)施例相同的目的和/或?qū)崿F(xiàn)相同優(yōu)點(diǎn)的其它工藝和結(jié)構(gòu)。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員也應(yīng)該意識(shí)到，這種等效結(jié)構(gòu)不背離本公開(kāi)的精神和范圍，并且在不背離本公開(kāi)的精神和范圍的情況下，他們可以做出多種變化、替換和改變。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種形成半導(dǎo)體器件的方法，包括如下步驟: 在第一溫度時(shí)將柵極結(jié)構(gòu)的偽氧化物層暴露于包括nh3和含氟化合物的蒸汽混合物中，所述偽氧化物層在襯底上方形成并且被包括與所述偽氧化物層的材料不同的材料的柵極間隔件包圍；以及 在第二溫度時(shí)用包含去離子水(DIW)的溶液沖洗所述襯底。2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，沖洗步驟包括: 用旋轉(zhuǎn)干燥工藝和異丙醇(IPA)干燥工藝中的一種干燥所述襯底。3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，進(jìn)一步包括: 在室中烘烤所述襯底，所述襯底被加熱到比所述第一溫度和所述第二溫度高的第三溫度， 其中，所述暴露、所述沖洗和所述烘烤步驟去除所述偽氧化物層由此在所述柵極間隔件中形成開(kāi)口。4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，進(jìn)一步包括: 形成具有高k介電層和金屬柵電極的柵極堆疊件，所述柵極堆疊件至少部分地占據(jù)所述開(kāi)口。5.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中，所述第一溫度的范圍從約20°C至約70°C，所述第二溫度的范圍從約20°C至約80°C，以及所述第三溫度的范圍從約90°C至約200°C。6.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中，所述暴露步驟、所述沖洗步驟和所述烘烤步驟各自在集群工具的三個(gè)室中的相應(yīng)的一個(gè)室中進(jìn)行。7.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中，所述烘烤步驟伴有在所述襯底上方的惰性氣體流。8.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，所述溶液具有范圍從約3至約7的pH值。9.一種形成半導(dǎo)體器件的方法，包括: 提供襯底，其中，所述襯底包括偽氧化物層和包圍所述偽氧化物層的含氮介電層； 在第一溫度時(shí)將所述偽氧化物層暴露于包括NH3和含氟化合物的蒸汽混合物中，由此把所述偽氧化物層轉(zhuǎn)化為反應(yīng)產(chǎn)物； 在第二溫度時(shí)用包含去離子水(DIW)的溶液沖洗所述襯底，以從所述襯底至少部分地去除所述反應(yīng)產(chǎn)物；以及 將所述襯底加熱到比所述第一溫度和所述第二溫度高的第三溫度以引起所述反應(yīng)產(chǎn)物的任何剩余部分的升華，由此在所述含氮介電層中形成開(kāi)口。10.一種形成半導(dǎo)體器件的方法，包括: 在襯底上方形成柵極結(jié)構(gòu)，其中，所述柵極結(jié)構(gòu)包括偽氧化物層、位于所述偽氧化物層上方的偽柵電極層、以及包圍所述偽氧化物層和所述偽柵電極層的含氮介電層； 去除所述偽柵電極層，由此暴露所述偽氧化物層； 在第一溫度時(shí)將所述偽氧化物層暴露于包括NH#P含氟化合物的蒸汽混合物中； 在第二溫度時(shí)用包含去離子水(DIW)的溶液沖洗所述襯底； 將所述襯底加熱到比所述第一溫度和所述第二溫度高的第三溫度，由此在所述含氮介電層中形成開(kāi)口 ；以及 形成柵極堆疊件，所述柵極堆疊件至少部分地占據(jù)所述開(kāi)口。
【專利摘要】公開(kāi)一種形成半導(dǎo)體器件的方法。該方法包括，在第一溫度時(shí)將柵極結(jié)構(gòu)的偽氧化物層暴露于包括NH3和含氟化合物的蒸汽混合物中，其中偽氧化物層在襯底上方形成并且被包括與偽氧化物層的材料不同的材料的柵極間隔件包圍。該方法進(jìn)一步包括，在第二溫度時(shí)用包含去離子水(DIW)的溶液沖洗襯底。該方法可進(jìn)一步包括，在室中烘烤襯底，襯底被加熱到比第一溫度和第二溫度高的第三溫度。所述暴露、沖洗和烘烤步驟去除偽氧化物層，由此在柵極間隔件中形成開(kāi)口。該方法可進(jìn)一步包括在所述開(kāi)口中形成具有高k柵極介電層和金屬柵電極的柵極堆疊件。本發(fā)明還涉及一種半導(dǎo)體器件的制造方法。
【IPC分類】H01L21/336, H01L21/28
【公開(kāi)號(hào)】CN105280499
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510245409
【發(fā)明人】葉明熙, 呂信諺, 陳昭成, 章勛明
【申請(qǐng)人】臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司
【公開(kāi)日】2016年1月27日
【申請(qǐng)日】2015年5月14日
【公告號(hào)】US20150364573