[發明專利]半導體元件的制法

有效

• 申請號: 200910169143.4
• 申請日: 2009-09-11
• 公開（公告）號: CN101789367A
• 公開（公告）日: 2010-07-28
• 發明（設計）人: 張慶裕
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L21/28
• 分類號: H01L21/28;G03F7/00
• 代理公司: 隆天國際知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 姜燕;陳晨

技術領域

本發明涉及一種半導體元件的制法，且特別涉及一種形成犧牲層的方 法。

背景技術

隨著集成電路工業技術節點(node)的進步，目前已采用高介電常數材料 (high?k?dielectric?material)與金屬以形成金屬氧化物半導體場效應晶體管 (metal-oxide-semiconductor?field-effect?transistors，MOSFETs)的金屬柵極堆 疊。在形成金屬柵極堆疊結構的方法中，沉積并蝕刻金屬層。在金屬蝕刻的 工藝中，其工藝寬裕度(processing?window)不足且光致抗蝕劑有剝落之虞。 此外，暴露在光致抗蝕劑外的金屬膜無法通過蝕刻完全移除，且圖案化的光 致抗蝕劑會從其所覆蓋的金屬膜上剝落。再者，濕式蝕刻工藝所使用的蝕刻 溶液可能會滲入圖案化光致抗蝕劑與金屬膜之間的界面，并且氧化位于圖案 化光致抗蝕劑之下的金屬膜，將導致金屬膜變質以及元件效能降低。

發明內容

為了解決現有技術存在的上述缺陷，本發明提供一種半導體元件的制 法，包括以下步驟：形成一材料層于一基材之上；形成一犧牲層于該材料層 之上，其中該材料層與該犧牲層各自具有一厚度小于100埃；形成一圖案化 光致抗蝕劑層于該犧牲層之上；利用該圖案化光致抗蝕劑層作為一掩模，施 加一第一濕式蝕刻工藝以蝕刻該犧牲層，借以形成一圖案化犧牲層；施加一 第二濕式蝕刻工藝以蝕刻該材料層；以及施加一第三濕式蝕刻工藝以移除該 圖案化犧牲層。

本發明另外提供一種半導體元件的制法，包括以下步驟：形成一鉭化鈦 (TiN)層于一基材上；形成一氧化鑭(LaO)層于該鉭化鈦層上；形成一圖案化 光致抗蝕劑層于該氧化鑭層上；利用該圖案化光致抗蝕劑層作為一掩模，對 該基材施加一第一濕式蝕刻工藝以蝕刻該氧化鑭層，借以形成一圖案化氧化 鑭層；對該基材施加一氫氧化銨-過氧化氫-水的混合物(ammonia hydroxide-hydrogen?peroxide-water?mixture，APM)以蝕刻該鉭化鈦層；以及施 加一第二濕式蝕刻工藝于該基材以移除該氧化鑭層。

本發明所揭示的每一實施例各自表現出其不同的優點，例如，有的實施 例可將蝕刻時間延長而不會發生光致抗蝕劑剝落(peeling)的問題；有的實施 例可以減少對第二材料層進行濕式蝕刻的時間，且可解決光致抗蝕劑剝落的 問題；有的實施例可解決氮化鈦表面殘留光致抗蝕劑殘余物的問題。

為讓本發明的上述和其他目的、特征、和優點能更明顯易懂，下文特舉 出較佳實施例，并配合附圖，作詳細說明如下。

附圖說明

圖1為一流程圖，用以說明本發明的流程。

圖2～圖8為一系列剖面圖，用以說明本發明一實施例的流程。

上述附圖中的附圖標記說明如下：

100～半導體元件的制法

102～提供半導體基材

104～形成金屬層與犧牲材料層于基材之上

106～形成圖案化光致抗蝕劑層于基材之上

108～對基材施加第一濕式蝕刻工藝以圖案化犧牲材料層

110～施加APM溶液以圖案化金屬層

112～施加溶劑剝離工藝以移除圖案化光致抗蝕劑層

114～對基材施加第二濕式蝕刻工藝以移除犧牲材料層

200～半導體結構

210～基材

212～第一材料層(或金屬層)

214～第二材料層(或犧牲層)

216～圖案化光致抗蝕劑層

218～清潔材料

220～第一濕式蝕刻劑

222～剝離溶液

具體實施方式

以下特舉出本發明的實施例，并配合附圖作詳細說明。以下實施例的元 件和設計為了簡化本發明，并非用以限定本發明。雖然本發明提供許多實施 例用以揭示本發明的應用，并非用以限定本發明。此外，本發明于各個實施 例中可能使用重復的參考符號和/或文字。這些重復符號或文字為了簡化與清 晰的目的，并非用以限定各個實施例和/或所述結構之間的關系。再者，說明 書中提及形成第一特征位于第二特征之上，其包括第一特征與第二特征是直 接接觸的實施例，另外也包括于第一特征與第二特征之間另外有其他特征的 實施例，因此，第一特征與第二特征并非直接接觸。