[發(fā)明專利]半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的處理方法

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• 申請日: 2020-03-11
• 公開（公告）號: CN113394074A
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李世鴻
• 申請（專利權(quán)）人: 長鑫存儲技術(shù)有限公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;H01L27/108;H01L21/762
• 代理公司: 上海盈盛知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31294
• 代理人: 孫佳胤;陳麗麗

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的處理方法。所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的處理方法包括如下步驟：提供一半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括基底以及位于所述基底表面區(qū)域的若干個刻蝕結(jié)構(gòu)；形成至少覆蓋所述刻蝕結(jié)構(gòu)內(nèi)壁的過渡層，所述過渡層用于減少流體對所述刻蝕結(jié)構(gòu)的毛細(xì)管力及當(dāng)作修復(fù)倒塌結(jié)構(gòu)的犧牲層；干燥所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)；去除所述過渡層。本發(fā)明減少了刻蝕結(jié)構(gòu)在清洗過程中出現(xiàn)坍塌或變形的概率，改善了半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的性能，提高了半導(dǎo)體器件的產(chǎn)率和良率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的處理方法。

背景技術(shù)

隨著近些年半導(dǎo)體行業(yè)的飛速發(fā)展，高深寬比(High-aspect-ratio，HAR)納米結(jié)構(gòu)在各領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。隨著在技術(shù)上越來越追求納米器件，芯片生產(chǎn)過程中的特征尺寸不斷縮小，整個半導(dǎo)體生產(chǎn)技術(shù)仍然朝著關(guān)鍵尺寸進(jìn)一步微細(xì)化方向發(fā)展。

在DRAM等半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)完成溝槽等圖案的刻蝕工藝之后，通常需要進(jìn)行濕法清洗和干燥步驟，以除去刻蝕過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物或者刻蝕殘留的聚合物。然而，在濕法清洗和干燥的過程中，會因為毛細(xì)力作用導(dǎo)致圖案出現(xiàn)坍塌或者變形。當(dāng)刻蝕形成的溝槽尺寸越小時，半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中可能出現(xiàn)的流體張力就越大。常見的引起圖案坍塌的因素有三種：第一種是，拉普拉斯壓力(Laplace pressure)；第二種是，粘附力；第三種是，靜電力、范德華力和氫鍵作用。在先進(jìn)DRAM制程工藝中，圖案坍塌會嚴(yán)重影響后期芯片的良率和產(chǎn)率，也越來越成為決定制程成敗的關(guān)鍵因素。特別的，具有高深寬比的淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)(Shallow TrenchIsolation，STI)在濕法清洗過程中因毛細(xì)力作用導(dǎo)致圖案坍塌或變形的情況更為嚴(yán)重。因此，消除或者降低圖案坍塌的風(fēng)險，對DARM等半導(dǎo)體器件的生產(chǎn)起著至關(guān)重要的作用。

但是，在更加先進(jìn)的DRAM制程工藝中，隨著結(jié)構(gòu)尺寸的減小和對HAR的需求，對清洗時液體環(huán)境的穩(wěn)定性提出了很大的挑戰(zhàn)，清洗液體的表面效應(yīng)成為影響制程質(zhì)量的主要因素。具體來說，在濕法清洗過程中，作用于圖案結(jié)構(gòu)上的毛細(xì)力可能導(dǎo)致圖案的坍塌。雖然，現(xiàn)有技術(shù)可以通過對HAR結(jié)構(gòu)進(jìn)行表面修飾處理，來減少圖案的坍塌，但是，這種處理方法會導(dǎo)致其他負(fù)面效應(yīng)的出現(xiàn)，例如HAR結(jié)構(gòu)的超疏水效應(yīng)。這種超疏水效應(yīng)會阻止水溶液滲透到結(jié)構(gòu)之間，從而導(dǎo)致濕法清洗的效果降低。此外，以STI制程為例，清洗后于干燥工藝前添加表面修飾劑，雖然可有效地防止圖案的坍塌，但表面修飾添加劑可能會殘留在STI結(jié)構(gòu)的底處，進(jìn)而導(dǎo)致半導(dǎo)體器件異常。

因此，如何減少半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)在清洗過程中易出現(xiàn)圖案坍塌變形的問題，以改善半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的性能，并提高半導(dǎo)體器件的良率，是目前亟待解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的處理方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)在清洗過程中易出現(xiàn)圖案坍塌變形的問題，以改善半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的性能，并提高半導(dǎo)體器件的良率。

為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的處理方法，包括如下步驟：

提供一半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括基底以及位于所述基底表面區(qū)域的若干個刻蝕結(jié)構(gòu)；

形成至少覆蓋所述刻蝕結(jié)構(gòu)內(nèi)壁的過渡層，所述過渡層用于減少流體對所述刻蝕結(jié)構(gòu)的毛細(xì)管力及當(dāng)作修復(fù)倒塌結(jié)構(gòu)的犧牲層；

干燥所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)；

去除所述過渡層。

可選的，所述刻蝕結(jié)構(gòu)為溝槽，且位于所述基底的表面區(qū)域的所述溝槽的數(shù)量為多個；

所述溝槽的深度與所述溝槽的最小寬度之間的比值大于8。

可選的，多個所述溝槽平行排列于所述基底的表面區(qū)域；

相鄰所述溝槽之間的圖形線寬小于20nm。

可選的，提供一半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)具體包括如下步驟：