[发明专利]使用具有由不含氧材料形成的顶板的室进行蚀刻

说明书

一种方法包括蚀刻晶圆中的第一氧化物层。在具有与晶圆重叠的顶板的蚀刻器中实施蚀刻，并且顶板由不含氧材料形成。该方法还包括在蚀刻器中蚀刻位于第一氧化物层下方的氮化物层，直到暴露氮化物层下方的第二氧化物层的顶面。然后从蚀刻器去除晶圆，当去除晶圆时，暴露第二氧化物层的顶面。本发明实施例涉及使用具有由不含氧材料形成的顶板的室进行蚀刻。

技术领域

本发明实施例涉及一种形成半导体器件的方法，更具体地，涉及使用具有由不含氧材料形成的顶板的室进行蚀刻。

背景技术

随着集成电路不断按比例缩小并对集成电路的速度要求日益增加，需要晶体管在尺寸越来越小的同时具有更高的驱动电流。鳍式场效应晶体管(FinFET)由此得到发展。FinFET包括垂直的半导体鳍。半导体鳍用于形成源极区和漏极区，并且用于在源极区和漏极区之间形成沟道区。形成浅沟槽隔离(STI)区以限定半导体鳍。FinFET还包括形成在半导体鳍的侧壁和顶面上的栅极堆叠件。

在STI区的形成中，可以使用垫氧化物层和氮化物硬掩模来限定STI区的图案。首先使用图案化的芯轴结构作为蚀刻掩模来蚀刻垫氧化物层和氮化物硬掩模，然后使用氮化物硬掩模作为另一蚀刻掩模来蚀刻半导体衬底，以在半导体衬底中形成沟槽。然后用介电材料填充沟槽以形成STI区。

发明内容

根据本发明的一些实施例，提供了一种形成半导体器件的方法，包括：蚀刻晶圆中的第一氧化物层，其中，在包括与所述晶圆重叠的第一顶板的第一蚀刻器中实施所述蚀刻，并且所述第一顶板由不含氧材料形成；在所述第一蚀刻器中蚀刻位于所述第一氧化物层下方的氮化物层，直到暴露位于所述氮化物层下方的第二氧化物层的顶面；以及从所述第一蚀刻器去除所述晶圆，当去除所述晶圆时，暴露所述第二氧化物层的顶面。

根据本发明的另一些实施例，还提供了一种形成半导体器件的方法，包括：将晶圆放置在第一蚀刻室中，其中，所述第一蚀刻室包括与所述晶圆重叠的第一顶板，并且所述第一顶板由不含氧材料形成；在所述第一蚀刻室中蚀刻所述晶圆的第一氧化物层以暴露位于所述第一氧化物层下方的第一氮化物层；在所述第一蚀刻室中蚀刻第一氮化物层以暴露第二氧化物层，其中，在所述第一氧化物层和所述第一氮化物层的蚀刻中，所述第一顶板暴露于由相应蚀刻剂气体产生的等离子体；从所述第一蚀刻室中移出所述晶圆；在第二蚀刻室中蚀刻所述第二氧化物层以暴露半导体衬底；蚀刻所述半导体衬底以形成沟槽；以及用介电材料填充所述沟槽以形成浅沟槽隔离区。

根据本发明的又一些实施例，还提供了一种形成半导体器件的方法，包括：将晶圆放置到蚀刻室的电子卡盘上，其中，所述晶圆直接位于所述蚀刻室中的多个部件下方，并且所述多个部件与所述晶圆之间具有间隔，并且其中，所述多个部件由硅形成；以及使用蚀刻剂气体蚀刻所述晶圆中的氧化硅层，当蚀刻所述氧化硅层时在所述间隔中产生等离子体，其中，所述多个部件的底面暴露于所述等离子体，并且其中，在蚀刻所述氧化硅层中，产生作为蚀刻剂气体的部分的氧气(O₂)。

附图说明

当结合附图进行阅读时，从以下详细描述可最佳地理解本发明的各个方面。应该注意，根据工业中的标准实践，各个部件未按比例绘制。实际上，为了清楚的讨论，各种部件的尺寸可以被任意增大或减小。

图1A示出了根据一些实施例的干蚀刻器的部分的截面图。

图1B示出了根据一些实施例的干蚀刻器的部分的顶视图。

图2至图10示出了根据一些实施例的形成浅沟槽隔离区的中间阶段的截面图。

图11示出了根据一些实施例的另一干蚀刻器的截面图。

图12示出了根据一些实施例的用于形成浅沟槽隔离区和相应的鳍式场效应晶体管(FinFET)的工艺流程图。

具体实施方式