[實(shí)用新型]一種用于形成狹縫結(jié)構(gòu)的溝槽結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201821459082.6
• 申請(qǐng)日: 2018-09-06
• 公開（公告）號(hào): CN209216945U
• 公開（公告）日: 2019-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高瑋
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)鑫存儲(chǔ)技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/762
• 分類號(hào): H01L21/762;H01L29/423;H01L27/105
• 代理公司: 上海光華專利事務(wù)所(普通合伙) 31219
• 代理人: 余明偉

本實(shí)用新型提供一種用于形成狹縫結(jié)構(gòu)的溝槽結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型的狹縫結(jié)構(gòu)，在形成過程中通過間隔層覆蓋第一溝槽側(cè)壁和底部，在第一溝槽內(nèi)形成溝槽寬度較第一溝槽寬度縮小的第二溝槽，通過對(duì)覆蓋第一溝槽側(cè)壁和底部、以及覆蓋光刻膠層的間隔層進(jìn)行改性，使得該間隔層不同區(qū)域具有不同的分子結(jié)構(gòu)，利用不同分子結(jié)構(gòu)的材質(zhì)的刻蝕速率的差異，實(shí)現(xiàn)在對(duì)該間隔層進(jìn)行蝕刻時(shí)，該第二溝槽內(nèi)的刻蝕速率快于該第二溝槽外的刻蝕速率，最終得到完整的狹縫結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型的狹縫結(jié)構(gòu)的深寬比可以介于1：500~500：1，例如，狹縫結(jié)構(gòu)的寬度介于2nm~1000nm，深度介于2nm~1000nm，并且狹縫結(jié)構(gòu)的尺寸可以在其形成過程中被有效控制。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及集成電路制造領(lǐng)域，具體涉及一種狹縫結(jié)構(gòu)及半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件。

背景技術(shù)

隨著集成電路技術(shù)的不斷發(fā)展，集成電路的尺寸也越來越小。這就使得集成電路中半導(dǎo)體器件的圖案尺寸必須盡可能小。然而現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體器件中，尤其是半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件中，通過普通光刻工藝形成的溝槽結(jié)構(gòu)或狹縫結(jié)構(gòu)的寬度一般在90nm～65nm之間。

現(xiàn)有技術(shù)中常用的RELACS(resolution enhancement lithography assisted bychemical shrink，分辨率增強(qiáng)光刻輔助化學(xué)收縮)技術(shù)中，溝槽寬度的收縮尺寸是的固定，只能使溝槽的寬度收縮約20-30nm，無(wú)法對(duì)狹縫尺寸進(jìn)行自由控制。另一現(xiàn)有技術(shù)是，光刻后在溝槽和光刻膠上形成一層間隔層，使溝槽變小形成狹縫，再經(jīng)由刻蝕形成狹縫圖形的技術(shù)。這一技術(shù)往往因?yàn)殚g隔層的蝕刻速率的不同，造成不能形成理想的狹縫結(jié)構(gòu)，或者會(huì)對(duì)襯底造成其他缺陷，無(wú)法在集成電路中發(fā)揮良好的功能性。

例如，在集成電路基片上形成圖形的方法一般是，首先，如圖1-2所示，經(jīng)由光刻工藝將圖案從掩模104轉(zhuǎn)印到光刻膠103；其次，如圖3-4所示，再經(jīng)由刻蝕工藝通過帶有圖案的光刻膠103將圖案轉(zhuǎn)印到集成電路的基片101上，具體地，轉(zhuǎn)印到基片101的半導(dǎo)體層 102上。在集成電路圖形制程中，狹縫的成型顯然要比在晶圓上形成細(xì)線等其它圖案要困難許多，因?yàn)閷?duì)于常規(guī)光刻工藝而言，如圖5所示，若使用具有較小尺寸的狹縫圖形的光罩 504會(huì)使得光刻光束經(jīng)過光罩后衍射角變大，導(dǎo)致光刻光束無(wú)法聚焦在光刻膠503上，也就無(wú)法聚焦在基片501上，因此無(wú)法在基片501的半導(dǎo)體層502上形成圖6所示的光刻圖形。

目前，微小尺寸的圖形(例如狹縫)常用的技術(shù)是RELACS(resolutionenhancement lithography assisted by chemical shrink，分辨率增強(qiáng)光刻輔助化學(xué)收縮)技術(shù)，該技術(shù)首先利用水溶性的化學(xué)收縮試劑RELACS，涂在曝光完成的光刻圖形上，然后借由混合烘焙讓光刻膠中的光酸分子因受熱而產(chǎn)生擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)并進(jìn)入到RELACS試劑中，催化RELACS試劑，讓RELACS試劑中的高分子與交鏈分子產(chǎn)生交鏈反應(yīng)，使得光刻膠表面形成新的一層不溶于水的交鏈層而達(dá)到使得溝槽寬度收縮的目的。然而這一方法的缺點(diǎn)是收縮的寬度固定，只能使溝槽的寬度收縮約20-30nm，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)狹縫尺寸的自由控制。

另外一種常用技術(shù)是光刻后在溝槽和光刻膠上形成一層間隔層，使溝槽變小形成狹縫，再經(jīng)由刻蝕形成狹縫圖形。如圖7所示，在光刻膠層703上形成溝槽705；然后，如圖8所示，在光刻膠層703上及溝槽705中形成間隔層704，使得溝槽變小形成狹縫706；然后對(duì)間隔層704進(jìn)行干刻蝕，由于狹縫外的間隔層的刻蝕速率比狹縫內(nèi)的間隔層的刻蝕速率快，因此，如圖9所示，會(huì)使得基片701上的硬掩模702(圖9附圖標(biāo)記錯(cuò)誤)上尚未形成狹縫圖案，但是狹縫外的間隔層已經(jīng)被蝕刻損耗完畢。因此，這一方法的缺點(diǎn)是狹縫內(nèi)與狹縫外的刻蝕速率不同，這就造成硬掩模上狹縫圖形尚未形成但狹縫外面的間隔層與光刻膠已經(jīng)損耗完畢，無(wú)法在硬掩模上有效形成狹縫，進(jìn)而也就無(wú)法在基片或襯底上形成需要的狹縫結(jié)構(gòu)。

實(shí)用新型內(nèi)容

有鑒于此，本實(shí)用新型提供了一種具有縮小的尺寸的狹縫結(jié)構(gòu)及具有該狹縫結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，并且可以通過控制相關(guān)參數(shù)來控制所述狹縫結(jié)構(gòu)的尺寸。