[發明專利]形成半導體結構的方法

在審

• 申請號: 202110709302.6
• 申請日: 2021-06-25
• 公開（公告）號: CN115346867A
• 公開（公告）日: 2022-11-15
• 發明（設計）人: 賴振益
• 申請（專利權）人: 南亞科技股份有限公司
• 主分類號: H01L21/308
• 分類號: H01L21/308;H01L21/02;B08B5/00
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理有限公司 11270
• 代理人: 薛恒;徐川

一種形成半導體結構的方法包括形成圖案化硬遮罩在半導體材料層上、借由蝕刻工藝和圖案化硬遮罩移除半導體材料層的一部分以形成數個半導體柱和數個溝槽。蝕刻工藝的過程中產生殘留物在溝槽內。方法還包括移除殘留物。移除殘留物包括使用第一氣相清潔工藝以移除殘留物的至少一部分，以及在使用第一氣相清潔工藝之后，使用第二氣相清潔工藝以移除殘留物的剩余部分。第一氣相清潔工藝的條件不同于第二氣相清潔工藝的條件。本發明提供的形成半導體結構的方法是使用多步驟的氣相清潔工藝以移除半導體結構上的殘留物作為蝕刻后清潔的操作。借由氣體組成的選擇以及工藝條件的安排，在進行蝕刻后清潔的操作中最小化對半導體結構的影響。

技術領域

本發明是關于形成半導體結構的方法，尤其是形成具有較大高寬比的半導體結構的方法。

背景技術

在形成半導體結構的工藝中，蝕刻后可借由濕式清潔工藝移除工藝產生的副產物或殘留的蝕刻劑以清潔半導體結構。在清潔及干燥半導體結構過程中，液體，例如清潔溶液、去離子水或易揮發溶液，會進入至半導體結構的間距(pitch)以進行清潔。

隨著科技進步，動態隨機存取內存(dynamic random access memory,DRAM)變得更加高度整合。借由縮小DRAM內的半導體結構形成了更細長的半導體結構(即，具有較大高寬比的結構)和間距以達到技術發展目標。在蝕刻后清潔工藝中，液體對半導體結構的影響漸趨顯著，例如半導體結構無法承受液體產生的作用力而變形及/或塌陷。

因此，如何在不影響半導體結構的情況下完成蝕刻后清潔成為一個重要的課題。

發明內容

根據本發明的一些實施例，一種形成半導體結構的方法包括形成圖案化硬遮罩在半導體材料層上、借由蝕刻工藝和圖案化硬遮罩移除半導體材料層的一部分以形成數個半導體柱和數個溝槽。蝕刻工藝的過程中產生殘留物在溝槽內。方法還包括移除殘留物。移除殘留物包括使用第一氣相清潔工藝以移除殘留物的至少一部分，以及在使用第一氣相清潔工藝之后，使用第二氣相清潔工藝以移除殘留物的剩余部分。第一氣相清潔工藝的條件不同于第二氣相清潔工藝的條件。

在一些實施例中，第一氣相清潔工藝的第一氣體組成包括含氧氣體。

在一些實施例中，第一氣體組成包括含氟氣體，其中含氟氣體包括CF₄、SF₆、NF₃、或CHF₃中的至少一者。

在一些實施例中，含氧氣體比含氟氣體的成分比為約10比1。

在一些實施例中，第二氣相清潔工藝的第二氣體組成包括含氫氣體和載流氣體。

在一些實施例中，在使用第一氣相清潔工藝之后，半導體柱包括第一部分和第二部分，其中第一部分受殘留物的剩余部分覆蓋，第二部分未受殘留物的剩余部分覆蓋并暴露于溝槽內而形成氧化物。

在一些實施例中，氧化物在第二氣相清潔工藝中還原。

在一些實施例中，第一氣相清潔工藝的操作溫度為第一溫度，第二氣相清潔工藝的操作溫度為第二溫度，其中第二溫度高于第一溫度。

在一些實施例中，第一溫度在約10℃和約120℃的范圍之內。

在一些實施例中，第一氣相清潔工藝的操作時間為第一時間，第二氣相清潔工藝的操作時間為第二時間，其中第二時間小于第一時間。

在一些實施例中，第一氣相清潔工藝或第二氣相清潔工藝為等向性蝕刻。

本發明提供的形成半導體結構的方法是使用多步驟的氣相清潔工藝以移除半導體結構上的殘留物作為蝕刻后清潔的操作。借由氣體組成的選擇以及工藝條件的安排，在進行蝕刻后清潔的操作中最小化對半導體結構的影響。

附圖說明