[0002] 本申请要求2018年9月4日提交于韩国知识产权局的韩国
专利申请No.10-2018-0105518的优先权，该申请的公开内容整体以引用方式并入本文中。
技术领域
[0003] 本公开涉及蚀刻，更具体地，涉及一种湿法蚀刻设备。
背景技术
[0004] 在
半导体器件制造工艺中，可执行通常使用蚀刻剂的湿法蚀刻工艺以选择性地去除膜的一部分，从而留下未被蚀刻的期望的图案或者仅蚀刻期望的图案。为了执行顺畅的蚀刻工艺，在蚀刻期间可维持高温。例如，在蚀刻氮化物的情况下，可维持160℃或以上的高温。
[0005] 在高温蚀刻期间，蚀刻剂可被加热至期望的
温度。然而，由于蚀刻剂的沸点或者其它器件的耐热性的限制，可能难以将蚀刻剂加热至足够高的工艺温度，并且根据正在蚀刻的
晶圆的区域(例如，是正在蚀刻的晶圆的中心还是该晶圆的边缘)，可能产生由于蚀刻剂的流速、温度的不均匀等导致蚀刻速率不均匀的问题。
发明内容
[0006] 一种湿法蚀刻设备包括：工艺槽，其具有被配置为接纳蚀刻剂的内部空间，并具有
支撑单元，晶圆被设置在该支撑单元上以与蚀刻剂
接触。激光单元被设置在工艺槽上方并被配置为将
激光束指向晶圆并由此对晶圆进行加热。蚀刻剂供应单元被配置为将蚀刻剂供应到工艺槽的内部空间。
[0007] 一种湿法蚀刻设备包括：工艺槽，其具有被配置为接纳蚀刻剂的内部空间，并且具有设置在内部空间中的支撑单元。支撑单元被配置为支撑与蚀刻剂接触的晶圆。激光单元被设置在工艺槽上方并具有发射激光束的激光
光源、以及光学系统，该光学系统扩展激光束的区域并被配置为利用扩展的激光束对晶圆进行曝光。蚀刻剂供应单元具有分别设置在工艺槽的相对侧的蚀刻剂注入单元和蚀刻剂排出单元。管道将蚀刻剂注入单元和蚀刻剂排出单元连接。
循环泵被安装在管道上。
[0008] 一种湿法蚀刻设备包括：工艺槽，其具有被配置为接纳蚀刻剂的内部空间，并且包括向内部空间中凹陷的开口。支撑部围绕开口设置并支撑晶圆的外周部。晶圆被设置在支撑部上与蚀刻剂接触。激光单元被设置在工艺槽上方并将激光束投射到晶圆的与该晶圆的待处理表面相对的表面上，使得晶圆被加热。蚀刻剂供应单元被配置为将蚀刻剂供应到工艺槽的内部空间。排出单元被配置为将蚀刻剂从工艺的内部空间排出。
附图说明
[0009] 通过参照以下结合附图进行的详细描述，将更容易获得对本公开及其许多附随方面的更完整的理解，同样地本公开及其许多附随方面将变得更好理解，附图中：
[0010] 图1是示出根据本公开的示例性
实施例的湿法蚀刻设备的示意性横截面图；
[0011] 图2是示出根据本公开的示例性实施例的湿法蚀刻设备的示意性横截面图；
[0012] 图3是示出图1的湿法蚀刻设备中的晶圆支撑单元(“A”部分)的放大横截面图；
[0013] 图4是示出图1的湿法蚀刻设备中的晶圆支撑单元(“A”部分)的平面图；
[0014] 图5是示出根据本公开的示例性实施例的湿法蚀刻设备的示意性透视图；
[0015] 图6A至图11A是示出根据本公开的示例性实施例的使用湿法蚀刻设备制造半导体器件的方法的平面图；
[0016] 图6B至图11B是分别沿图6A至图11A的线I-I'截取的横截面图；以及[0017] 图12至图15是示出根据本公开的示例性实施例的使用湿法蚀刻工艺制造半导体器件的方法的透视图。
具体实施方式
[0018] 在描述附图所示的本公开的示例性实施例时，为了清晰，采用了特定术语。然而，本公开并非旨在限于如此选择的特定术语，将理解，各个特定元件包括以类似方式操作的所有技术等同物。
[0019] 图1是示出根据本公开的示例性实施例的湿法蚀刻设备的示意性横截面图。
[0020] 参照图1，根据本公开的示例性实施例的湿法蚀刻设备100包括具有可接纳蚀刻剂10的内部空间20S(参见图2)的工艺槽20、设置在工艺槽20上方的激光单元40以及将蚀刻剂
10供应到工艺槽20的内部空间20S的蚀刻剂供应单元35。激光单元40可以是被配置为提供激光束的装置。
[0021] 工艺槽20包括支撑单元25，晶圆W被设置在支撑单元25上以与蚀刻剂10接触。如图1所示，支撑单元25位于工艺槽20的内部空间20S中，并且可被配置为使得设置在其上的晶圆W被浸没在蚀刻剂10中。晶圆W可被
定位成使得待处理(例如，蚀刻)表面P1面向上。
[0022] 在这样的布置方式中，从激光单元40发射的激光束LB可被投射到晶圆W的待处理表面P1上。
[0023] 如上所述，激光束LB可在待处理表面P1与蚀刻剂10接触的同时被直接投射到待处理表面P1上。因此，待通过蚀刻剂被蚀刻的部分被暴露。
[0024] 工艺槽20可包括透明窗口22，其用于将激光束LB投射到设置在支撑单元25上的晶圆W。此外，透明窗口22可铰
接地连接到工艺槽20以打开和关闭工艺槽20的内部空间20S。透明窗口22可被打开以将晶圆W放置在支撑单元25上。在放置晶圆W的过程中，激光单元40可从工艺槽20脱离。工艺槽20可另选地具有单独的入口，代替透明窗口22。
[0025] 激光单元40被设置在工艺槽20上方并被配置为将激光束LB投射到晶圆W的待处理表面P1上。为了平顺的蚀刻，使用适当的工艺温度。在该示例性实施例中，激光束LB可用作对晶圆W进行加热以获得期望的高工艺温度的手段。
[0026] 在一些方法中，蚀刻剂10可用作加热手段，但是此方法可能在工艺温度可有多高方面受限，并且根据诸如工艺槽20等的其它装置的耐热性，可能发生热
变形和/或损坏。
[0027] 为了解决这样的问题，在本公开的示例性实施例中，使用激光单元40将激光束LB直接投射到待处理的晶圆W，以将晶圆W加热到期望的工艺温度。
[0028] 在本公开的一些示例性实施例中，晶圆W可包括堆叠的氮化物膜(例如，氮化
硅膜)和
氧化物膜(例如，氧化硅膜)，并且可引入湿法蚀刻工艺以选择性地蚀刻晶圆W上的氮化物膜(参照图10A和图10B)。在这种情况下，用于蚀刻氮化物膜的蚀刻剂10可具有相对于氧化物膜的蚀刻选择性。例如，蚀刻剂10对氧化物膜的蚀刻速率可小于蚀刻剂10对氮化物膜的蚀刻速率。
[0029] 例如，为了蚀刻氮化物，
磷酸可用作蚀刻剂10，并且蚀刻工艺温度被设定为160℃或更高(例如，163℃)的高温。然而，由于期望的蚀刻工艺温度高于磷酸的沸点(例如，158℃)，所以通过直接加热蚀刻剂10(例如，使蚀刻剂10
沸腾)来实现期望的蚀刻工艺温度存在问题。
[0030] 如上所述，代替加热蚀刻剂10，可使用设置在工艺槽20上方的激光单元40对晶圆W进行加热以使其升高至期望的工艺温度。在本公开的一些示例性实施例中，激光单元40可连同蚀刻剂10的加热方法(即使蚀刻剂l0被加热至低于期望的蚀刻工艺温度的温度)一起使用。
[0031] 激光单元40包括发射激光束LB的激光光源45以及设置在激光光源45和工艺槽20之间的光学系统47。光学系统47被配置为扩展激光束LB的区域。
[0032] 激光光源45可被配置为发射具有10nm至1mm(或者更优选地，200nm至900nm)的范围(其可从紫外光跨到红外光)内的
波长的激光束LB。可根据要蚀刻和使用的物质来适当地选择激光束LB的波长。此外，可根据加热温度适当地选择激光功率条件。
[0033] 光学系统47可包括多个透镜的布置，其被配置用于扩展从激光光源45生成的激光束LB的区域。例如，多个透镜的布置可以是诸如凹透镜和/或凸透镜的各种透镜等的布置。通过光学系统47扩展的激光束LB的区域可具有能够基本上
覆盖晶圆W的待处理表面P1的面积。
[0034] 激光单元40可包括密封激光光源45和光学系统47的壳体41。壳体41的密封空间可连接到
真空泵49。通过操作与
真空泵49关联的
阀VO，壳体41的密封空间可被减压或维持在接近真空。通过减压/真空操作，可防止激光被蚀刻工艺中可能生成的灰尘、烟雾等部分地阻挡或以其它方式被干扰。
[0035] 湿法蚀刻设备100可包括将蚀刻剂10供应到工艺槽20的内部空间20S的蚀刻剂供应单元35。蚀刻剂供应单元35可被配置为允许蚀刻剂10以预定范围内的速度流到工艺槽20的内部空间20S中。例如，蚀刻剂供应单元35可以0.1m/sec至1m/sec的范围内的流速供应蚀刻剂。
[0036] 蚀刻剂供应单元35可包括设置在工艺槽20的第一侧并将蚀刻剂10注入到内部空间20S中的蚀刻剂注入单元的第一连接器35A以及设置在工艺槽20的第二侧并将蚀刻剂10从内部空间20S排出的蚀刻剂排出单元的第二连接器35B。工艺槽的第一侧和第二侧可被设置为彼此面对。
[0037] 另外，由于蚀刻剂注入单元的第一连接器35A和蚀刻剂排出单元的第二连接器35B各自具有沿着工艺槽20的相应的相对侧表面布置的多个连接器，所以可在内部空间20S的整个区域内相对均匀地维持蚀刻剂10的流速。
[0038] 工艺槽20可具有足以将晶圆W淹没的体积以及高度小于宽度的结构。工艺槽20可具有相对小的内部空间20S，使得可仅接纳用于蚀刻一个晶圆的足够量的蚀刻剂10。
[0039] 例如，当使用300mm直径晶圆时，工艺槽20可具有面积稍大(例如，310mm×310mm)的内部空间20S。此外，内部空间20S的体积可在1升至10升的范围内。
[0040] 图2是根据本公开的示例性实施例的湿法蚀刻设备的示意性横截面图，图3和图4分别是示出图1的湿法蚀刻设备中的晶圆支撑单元(“A”部分)的放大横截面图和平面图。
[0041] 参照图2，除了支撑单元25’的结构不同以及蚀刻剂供应单元30还包括蚀刻剂循环系统和浓度检测系统之外，湿法蚀刻设备100A可以是与图1所示的示例性实施例相似的结构。因此，除非另外具体地说明，否则图1所示的描述可与关于此示例性实施例的描述组合。
[0042] 支撑单元25’可包括位于工艺槽20的上部并在内部空间20S中凹陷的开口OP以及位于开口OP周围并在其中设置晶圆W的外周部的支撑部25T。
[0043] 如图3所示，晶圆W可被设置为使得待处理表面P1在支撑部25T处指向内部空间20S。与晶圆W的待处理表面P1相对的表面P2通过晶圆W的这样设置而向上取向，并且激光束LB可照射位于相对侧的表面P2。
[0044] 在这样设置晶圆W的情况下，激光束LB被投射到与待处理表面P1相对的表面P2上，待处理表面P1与蚀刻剂10接触以被蚀刻。特别地，当待通过蚀刻剂10被蚀刻的部分没有暴露于外部，而是位于相当深的内部(例如，诸如V-NAND的三维半导体元件，参照图6至图10)时，可通过照射和加热相对表面来确保厚度方向上的均匀加热。
[0045] 另外，如图4所示，可与晶圆W的形状和尺寸对应形成凹陷的开口OP，使得开口OP的支撑部25T位于晶圆W的外周部。
[0046] 可提供覆盖工艺槽20的开口OP的单独的输入窗口，但是如本公开的此示例性实施例中一样，可配置为通过待蚀刻的晶圆W来覆盖开口OP，而没有单独的输入窗口。晶圆W的外周部可与支撑部25T紧密接触，使得在晶圆W的待处理表面P1与蚀刻剂10接触的同时，晶圆W可通过开口OP封闭并基本上密封工艺槽20的内部空间20S。晶圆W的外周部可通过具有预定
粘度的蚀刻剂来与支撑部25T紧密接触，使得在晶圆W的待处理表面P1与蚀刻剂10接触的同时，晶圆W可封闭开口OP以基本上密封工艺槽20的内部空间20S。
[0047] 蚀刻剂供应单元30可包括蚀刻剂注入单元30A和蚀刻剂排出单元30B。湿法蚀刻设备100A还可包括蚀刻剂循环单元60，其连接到蚀刻剂注入单元30A和蚀刻剂排出单元30B，以与蚀刻剂注入单元30A和蚀刻剂排出单元30B一起使蚀刻剂10循环。
[0048] 蚀刻剂循环单元60可包括将蚀刻剂注入单元30A和蚀刻剂排出单元30B连接的管道61以及安装在管道61上的
循环泵65。以恒定速度流到工艺槽20的内部空间20S中的蚀刻剂10可通过循环泵65的操作来循环和供应。
[0049] 蚀刻剂注入单元30A和蚀刻剂排出单元30B可分别包括第一子槽31A和第二子槽31B，其能够与连接到工艺槽20的内部空间20S的第一连接器35A和第二连接器35B一起在其中临时地容纳蚀刻剂10。
[0050] 因此，蚀刻剂循环单元60可维持蚀刻剂10的流速以确保均匀和平顺的蚀刻。随着在蚀刻过程中蚀刻剂的循环周期数增加，蚀刻剂10的特性可能改变(例如，可能被污染)，导致蚀刻性能劣化或失败。为了防止这种情况，湿法蚀刻设备100A可包括浓度检测单元70A和70B以检测蚀刻剂10的至少一种特性，例如，蚀刻剂10的浓度和待蚀刻的元素的浓度。
[0051] 湿法蚀刻设备100A可包括检测待蚀刻的元素的浓度的第一浓度检测单元70A以及检测蚀刻剂10的浓度的第二浓度检测单元70B。可通过选择性地操作第一检测阀V2a和第二检测阀V2b在期望的点对恒定量的蚀刻剂10进行
采样，以检测待蚀刻的元素的浓度和蚀刻剂10的浓度。
[0052] 第一浓度检测单元70A可连接到管道61，并且可检测从工艺槽20排出的待蚀刻元素的浓度。类似地，第二浓度检测单元70B可连接到管道61，并且可检测从工艺槽20排出的蚀刻剂10的浓度。
[0053] 在本公开的此示例性实施例中，可从管道61的与蚀刻剂排出单元35B相邻的部分中检测蚀刻剂10，但是另选地，第一浓度检测单元70A和第二浓度检测单元70B可直接连接到蚀刻剂排出单元35B。
[0054] 湿法蚀刻设备100A还可包括蚀刻剂存储单元90A，其连接到蚀刻剂循环单元60并且根据所检测的待蚀刻的元素的浓度来供应纯净的蚀刻剂。
[0055] 类似地，湿法蚀刻设备100A还可包括去离子
水存储单元90B，其连接到蚀刻剂循环单元60并且根据所检测的蚀刻剂10的浓度来向蚀刻剂供应去离子(D.I.)水。
[0056] 当第一浓度检测单元70A所检测的待蚀刻的元素的浓度超过预定值时，工艺控制单元80可通过蚀刻剂排出管道51排出蚀刻剂10并且可从蚀刻剂存储单元90A向工艺槽20再供应纯净的(例如，未污染的)蚀刻剂。
[0057] 蚀刻剂排出管道51可被配置为将蚀刻剂10从工艺槽20的内部空间20S排出到外部。蚀刻剂排出管道51可连接到排出泵55，并且工艺控制单元80可控制排出阀V1以使用排出泵55来将已经使用的蚀刻剂10从蚀刻剂排出管道51中排出。接下来，工艺控制单元80可通过操作第一供应阀V3a来通过管道61从蚀刻剂存储单元90A供应新的纯净的蚀刻剂。
[0058] 类似地，当第二浓度检测单元70B所检测的蚀刻剂10的浓度超过预定值时，工艺控制单元80可控制向蚀刻剂10再供应去离子水。工艺控制单元80可操作第二供应阀V3b通过管道61从去离子水存储单元90B再供应适当量的去离子水。
[0059] 在本公开的一些示例性实施例中，蚀刻剂10可包括用于蚀刻氮化硅的磷酸，并且待蚀刻的元素可包括硅(Si)。
[0060] 在这种情况下，蚀刻剂10可包括通过氮化硅膜的蚀刻生成的硅(Si)，并且蚀刻剂10中的硅浓度可随着蚀刻工艺进行而增加。当蚀刻剂10中的硅浓度达到预定值(例如，
阈值)时，在氧化硅膜的表面上可能生长氧化物从而增加氧化硅膜的厚度。
[0061] 为了抑制这种异常生长现象，使用第一浓度检测单元70A来测量蚀刻剂10中的硅的浓度，并且当第一浓度检测单元70A所检测的待蚀刻的元素(例如，硅)的浓度超过预定值时，工艺控制单元80可通过蚀刻剂排出管道51排出蚀刻剂10并且可从蚀刻剂存储单元90A向工艺槽20再供应纯净的蚀刻剂。
[0062] 类似地，由于在加热状态下使用蚀刻剂10，所以随着蚀刻工艺进行可能
蒸发水分，并且磷酸的浓度可能逐渐增加。当蚀刻剂10的浓度达到预定值(例如，阈值)时，粘度变得过高，使得可加工性可能极度劣化。
[0063] 为了解决这样的问题，使用第二浓度检测单元70B测量蚀刻剂10的浓度，并且当第二浓度检测单元70B所检测的蚀刻剂10的浓度超过预定值时，工艺控制单元80可从去离子水存储单元90B向管道61再供应去离子水，从而稳定蚀刻剂的浓度。
[0064] 图5是示出根据本公开的示例性实施例的湿法蚀刻设备的示意性透视图。
[0065] 参照图5，除了激光单元40’通过扫描方法实现之外以及仅除了支撑单元25’和蚀刻剂供应单元30的结构之外，湿法蚀刻设备100B可被理解为与图1所示的结构相似的结构。因此，除非另外具体地说明，否则图1所示的示例性实施例的描述可与此示例性实施例的描述组合。
[0066] 激光单元40’可包括发射线型激光束的激光光源45’以及使激光束移动以使得晶圆W被其照射的扫描单元。扫描单元的移动方向SD可以是线型激光束的宽度方向。例如，当使用具有300mm直径的晶圆时，线型激光束的长度可为至少300mm。因此，可通过扫描来照射晶圆W的几乎整个区域，以确保相对均匀的加热。
[0067] 在本公开的示例性实施例中，扫描单元可被配置为物理地移动激光光源。在本公开的示例性实施例中，扫描单元可通过固定激光光源并操作光学系统来移动激光束。
[0068] 激光单元40’包括壳体41，其具有激光束的路径所在的封闭空间，并且该封闭空间可被减压或维持在真空状态。
[0069] 支撑单元25’和蚀刻剂供应单元30可具有与图2所示的湿法蚀刻设备100A的支撑单元25’和蚀刻剂供应单元30相似的结构。特别地，在图5中，未示出蚀刻剂循环系统和浓度检测系统，但是湿法蚀刻设备100B可采用蚀刻剂循环系统和浓度检测系统。
[0070] 湿法蚀刻设备可用在各种半导体器件制造方法中。以下，将描述诸如V-NAND的三维半导体器件的制造工艺(特别地，氮化硅去除工艺)以及逻辑器件的制造工艺(特别地，用于栅极结构的替换工艺)。
[0071] 图6A至图11A是示出根据本公开的示例性实施例的使用湿法蚀刻工艺制造半导体器件(例如，V-NAND)的方法的平面图，图6B至图11B分别是沿图6A至图11A的线I-I'截取的横截面图。
[0072] 参照图6A至图6B，可在衬底300上形成下绝缘膜302。例如，衬底300可以是硅衬底、锗衬底或硅锗衬底。下绝缘膜302可以是通
过热氧化工艺形成的氧化硅膜或者使用沉积技术形成的氧化硅膜。可通过在下绝缘膜302上交替地和重复地沉积牺牲膜304和绝缘膜306来形成
薄膜结构TS。
[0073] 在本公开的一些示例性实施例中，牺牲膜304可具有相同的厚度。在本公开的其它示例性实施例中，薄膜结构TS的底层和顶层的牺牲膜304可形成为比位于其间的牺牲膜304厚。各绝缘膜306可具有相同的厚度，或者各绝缘膜306中的一部分可具有不同的厚度。下绝缘膜302可具有比形成于其上的牺牲膜304和绝缘膜306小的厚度。
[0074] 在本公开的一些示例性实施例中，牺牲膜304和绝缘膜306可包括具有不同蚀刻选择性的材料。在此方法中，牺牲膜304可由氮化硅膜形成，并且绝缘膜306可由氧化硅膜形成。
[0075] 参照图7A至图7B，可形成穿过薄膜结构TS暴露衬底300的穿透孔H。穿透孔H可按照多个形成在薄膜结构TS中，并且这多个穿透孔H可二维地形成在薄膜结构TS的上表面上。根据一些示例实施例，穿透孔H可被布置为沿着第一方向D1形成一行。在本公开的其它示例性实施例中，穿透孔H可在第一方向D1上按照之字形方式布置。
[0076] 穿透孔H可通过在薄膜结构TS上形成具有限定要形成穿透孔H的区域的开口的第一掩模图案来形成，并且可通过使用第一掩模图案作为蚀刻掩模
各向异性地蚀刻薄膜结构TS来形成。第一掩模图案可由相对于牺牲膜304和绝缘膜306具有蚀刻选择性的材料形成。通过蚀刻工艺将衬底300的上表面过蚀刻，使得衬底300的上部可凹陷。因此，穿透孔H可穿透衬底300的至少一部分。
[0077] 参照图8A和图8B，可在穿透孔H中形成半导体图案322。在本公开的一些示例性实施例中，半导体图案322可按照穿透衬底300的至少一部分的柱形状形成。可通过在薄膜结构TS上形成填充穿透孔H的半导体膜、然后将半导体膜平坦化直至薄膜结构TS的上表面暴露，来形成半导体图案322。半导体膜可包括通过
原子层沉积(ALD)或
化学气相沉积(CVD)形成的半导体材料(例如，
多晶硅膜、
单晶硅膜或非晶硅膜)。可通过平坦化工艺在穿透孔H中局部地形成半导体图案322。
[0078] 参照图9A和图9B，可对薄膜结构TS进行构图以在相邻半导体图案322之间形成暴露衬底300的沟槽T。可通过在薄膜结构TS上形成限定在其上要形成沟槽T的平面
位置的第二掩模图案、然后使用第二掩模图案作为蚀刻掩模各向异性地蚀刻薄膜结构TS，来形成沟槽T。沟槽T可与半导体图案322间隔开，并且可形成为暴露牺牲膜304和绝缘膜306的
侧壁。在蚀刻工艺期间，衬底300的上部被过蚀刻，使得衬底300的上部可凹陷。当沟槽T形成时，薄膜结构TS可具有在一个方向(例如，第一方向D1)上延伸的线形状。单线形状的形式的薄膜结构TS可被多个半导体图案322穿透。
[0079] 参照图10A和图10B，可去除通过沟槽T暴露的牺牲膜304，使得可在绝缘膜306之间形成凹陷区域R。可通过使用相对于绝缘膜306、半导体图案322、下绝缘膜302和衬底300具有蚀刻选择性的蚀刻条件各向同性地蚀刻牺牲膜304，来形成凹陷区域R。可通过
各向同性蚀刻工艺完全去除牺牲膜304。例如，当牺牲膜304是氮化硅膜，并且绝缘膜306是氧化硅膜时，蚀刻工艺可以是使用包含磷酸的蚀刻剂的湿法蚀刻工艺。
[0080] 如上所述，在使用包含磷酸的蚀刻剂的蚀刻工艺中，通过牺牲膜304的蚀刻工艺生成硅(Si)，蚀刻剂中的硅浓度可随着蚀刻工艺进行而增加。当蚀刻剂内硅浓度达到阈值时，如同图10B中指示为“I”的那样，异常生长氧化物DS会在氧化硅膜的表面上生长，这会导致可靠性降低并且导致失败。然而，根据此方法，如图2所示，使用第一浓度检测单元70A来测量待蚀刻的元素的浓度，并且当从第一浓度检测单元70A检测的待蚀刻的元素的浓度超过预定值时，工艺控制单元80可通过蚀刻剂排出管道51排出蚀刻剂，并且从蚀刻剂存储单元90A向工艺槽20再供应纯净的磷酸作为蚀刻剂，从而防止由异常生长氧化物导致的失败。
[0081] 参照图11A和图11B，在形成凹陷区域R之后，可形成覆盖凹陷区域R的内表面的水平绝缘体360和填充凹陷区域R的剩余空间的栅
电极350。水平绝缘体360和栅电极350可以这样形成：分别形成顺序地覆盖凹陷区域R的水平绝缘膜和导电膜，然后通过去除沟槽T中的水平绝缘膜和导电膜来在凹陷区域R中局部地形成水平绝缘体360和栅电极350。水平绝缘膜可由一个薄膜或多个薄膜组成。
[0082] 在本公开的一些示例性实施例中，水平绝缘膜可包括与半导体图案322相邻的隧道绝缘膜、与栅电极350相邻的阻挡绝缘膜以及介于隧道绝缘膜与阻挡绝缘膜之间的电荷存储膜。导电膜可形成为在填充凹陷区域R的同时共形地覆盖沟槽T的内壁。在这种情况下，形成栅电极350可包括通过各向同性蚀刻的方法去除沟槽T中的导电膜。栅电极350以及插入其间的绝缘膜306可被定义为堆叠结构SS。
[0083] 在形成栅电极350之后，可在衬底300上形成公共源极区域370。可通过在通过沟槽T暴露的衬底300上执行
离子注入工艺来形成公共源极区域370。公共源极区域370可具有不同于半导体图案322的导电类型。
[0084] 另选地，衬底300的与半导体图案322接触的区域可具有与半导体图案322相同的导电类型。多个公共源极区域370中的每一个可彼此连接以处于等电位状态。然而，在本公开的其它示例性实施例中，多个公共源极区域370中的每一个可电分离以具有不同的电位。
[0085] 可在公共源极区域370上形成填充沟槽T的电极分离图案375。例如，电极分离图案375可包括氧化硅膜、氮化硅膜或氮氧化硅膜。
[0086] 接下来，可通过形成连接到半导体图案322的导电焊盘、接触插塞以及连接到接触插塞的位线来制造期望的三维半导体器件。
[0087] 图12至图15是示出根据本公开的示例性实施例的使用湿法蚀刻工艺制造半导体器件的方法的透视图。
[0088] 参照图12，在半导体衬底501上形成有源引脚505，并且在形成于半导体衬底501上方的虚设栅电极535的两侧暴露的有源引脚505上形成包括晶体半导体区域510A的源极/漏极区域510。
[0089] 可通过选择性
外延生长(SEG)工艺来形成晶体半导体区域510A。在生长工艺期间有源引脚505上的晶体半导体区域510A可彼此融合。源极/漏极区域510的横截面形状不限于此，例如，沿着源极/漏极区域510的Y-Z平面切割的横截面形状可成形为诸如四边形、六边形、圆形或椭圆形的多边形。源极/漏极区域510可具有比有源引脚505的上表面更高的上表面。源极/漏极区域510可由掺杂有杂质的半导体层形成。在本公开的一些示例性实施例中，源极/漏极区域510可由掺杂有杂质的Si、SiGe或SiC构成。
[0090] 参照图13，可在源极/漏极区域510上形成栅极间绝缘层562。
[0091] 栅极间绝缘层562可覆盖源极/漏极区域510、虚设栅电极535和绝缘间隔物550至足够的厚度。例如，栅极间绝缘层562可包括氧化物、氮化物和/或氮氧化物。然后，将栅极间绝缘层562的局部部分(虚线部分)平坦化以暴露虚设栅电极535。可去除掩模图案层536，并且虚设栅电极535的上表面可在本平坦化工艺中暴露。
[0092] 参照图14，可去除虚设栅极绝缘膜532和虚设栅电极535以提供用于形成栅极结构的开放区域E。
[0093] 可相对于下器件分离层507和有源引脚505选择性地去除虚设栅极绝缘膜532和虚设栅电极535，使得开放区域E可暴露下器件分离层507和有源引脚505。虚设栅极绝缘膜532和虚设栅电极535的去除工艺可使用干法蚀刻工艺和/或湿法蚀刻工艺。在外围
电路中，虚设栅极绝缘膜532可保留以形成栅极绝缘体。
[0094] 在本公开的一些示例性实施例中，本蚀刻工艺可使用图1至图5所示的湿法蚀刻设备来执行。例如，可使用图1所示的湿法蚀刻设备100。如图1所示，此示例实施例中所使用的支撑单元25位于工艺槽20的内部空间20S中，并且设置在其上的晶圆W暴露于蚀刻剂流EC，并且与蚀刻剂流接触的待处理表面P1指向上，因此，从激光单元40发射的激光束LB可被投射到晶圆W的待处理表面P1上。因此，当待蚀刻的部分(例如，虚设栅电极535)暴露于待处理表面时使用本文所描述的装置。这里，蚀刻剂流EC被示出为X方向，但是可以是位于X-Y平面中的另一方向(例如，Y方向)。
[0095] 参照图15，可在开放区域E中形成栅极绝缘膜542以及第一栅电极545a和第二栅电极545b(栅电极545)以形成栅极结构540。
[0096] 可沿着开放区域E的侧壁和下表面基本上共形地形成栅极绝缘膜542。栅极绝缘膜542可包括氧化物、氮化物或高k膜。如本文所用，“高k”意指具有比
二氧化硅的
介电常数更高的介电常数。第一栅电极545a和第二栅电极545b可包括金属或半导体材料。然后，可通过形成层间绝缘层并形成在穿透层间绝缘层的同时连接到源极/漏极区域510的接触插塞来制造期望的半导体器件。
[0097] 如上所述，根据本公开的示例性实施例，通过使用设置在工艺槽上方的激光单元均匀地加热晶圆，可在整个区域中确保均匀的蚀刻速率。例如，可以均匀的蚀刻速率有效地去除各种类型的三维半导体器件中需要高处理温度的待蚀刻的厚层。
[0098] 本发明的各种特征和方面不限于以上描述，可在描述本发明的特定实施例的过程中更容易地理解。
[0099] 尽管上面示出和描述了本公开的示例性实施例，但是对于本领域技术人员而言将显而易见的是，在不脱离本发明构思的范围的情况下，可进行
修改和变化。
