制造半导体结构的蚀刻溶液与使用蚀刻溶液制造半导体结构的方法技术

本发明专利技术一些实施例涉及制造半导体结构的蚀刻溶液与使用蚀刻溶液制造半导体结构的方法。本发明专利技术一些实施例提供一种半导体结构蚀刻溶液，其包含蚀刻剂、在所述半导体结构蚀刻溶液中具有大于10

Etching solution for manufacturing semiconductor structure and method for manufacturing semiconductor structure using etching solution

【技术实现步骤摘要】
制造半导体结构的蚀刻溶液与使用蚀刻溶液制造半导体结构的方法
本专利技术实施例涉及制造半导体结构的蚀刻溶液与使用蚀刻溶液制造半导体结构的方法。
技术介绍
半导体集成电路(IC)产业已经历指数增长。IC材料及设计的技术进步已产生几代IC，其中各代具有比前代更小且更复杂的电路。在IC演变进程中，功能密度(即，每芯片面积的互连装置数目)通常已增大而几何大小(即，可使用工艺产生的最小组件(或线))减小。此按比例缩小工艺通常通过提高生产效率而提供益处。然而，此按比例缩小工艺还已增加处理及制造IC的复杂性。为实现这些进展，需要改进IC处理及制造。蚀刻操作是用于从膜、沟槽、表面或层移除一部分的技术。然而，蚀刻操作可能面临关于逐渐变小尺寸的挑战。
技术实现思路
本专利技术的一实施例涉及一种半导体结构蚀刻溶液，其包括：蚀刻剂；离子强度增强剂，其在所述半导体结构蚀刻溶液中具有大于10-3M的离子强度；及溶剂，其具有低于水的介电常数的介电常数。本专利技术的一实施例涉及一种将蚀刻剂输送至具有小于20nm的开口的半导体沟槽的底部的方法，所述方法包括：将离子强度增强剂与所述蚀刻剂施用至所述半导体沟槽。本专利技术的一实施例涉及一种在半导体结构中移除具有小于20nm的线宽的条带的方法，所述方法包括：形成条带；形成围绕所述条带的侧壁的侧壁间隔件；及将蚀刻溶液施用至所述条带，由此获得条带沟槽，其中所述蚀刻溶液包括：离子强度增强剂，其在所述蚀刻溶液中具有大于10-3M的离子强度；溶剂；及蚀刻剂。<br>附图说明当结合附图阅读时，从以下详细描述最佳理解本揭露的方面。应注意，根据产业中的标准实践，各种构件未按比例绘制。事实上，为了清楚论述可任意增大或减小各种构件的尺寸。图1A是在蚀刻操作期间在半导体衬底中形成沟槽的图解。图1B是展示根据本揭露的一些比较实施例的蚀刻操作下的沟槽顶部处及沟槽底部处的沟槽宽度与蚀刻速率之间的关系的图式。图2A至图2B是根据本揭露的一些比较实施例的制造操作的中间阶段期间的半导体结构的剖面。图2C是展示根据本揭露的一些比较实施例的蚀刻操作下的膜的膜厚度与蚀刻速率之间的关系的图式。图3A是展示根据本揭露的一些比较实施例的第一表面上的液体材料的润湿行为的Cassie-Baxter模型的示意图。图3B是展示根据本揭露的一些比较实施例的第二表面上的液体材料的润湿行为的Wenzel模型的示意图。图3C是图解说明根据本揭露的一些比较实施例的沟槽的纵横比与其上的水的临界接触角之间的关系的查找表。图3D是图解说明根据本揭露的一些比较实施例的水与具有不同材料的各个表面之间的接触角的查找表。图4A是展示根据本揭露的一些实施例的沟槽中的离子分布及其电位分布的示意图。图4B是展示根据本揭露的一些实施例的沟槽中的离子分布及其电位分布的示意图。图5A是展示根据本揭露的一些实施例的沟槽中的质子浓度分布的模拟结果的等质子浓度图式。图5B是展示根据本揭露的一些实施例的沟槽中的质子浓度分布的模拟结果的等质子浓度图式。图5C是展示根据本揭露的一些实施例的沟槽中的质子浓度分布的模拟结果的等质子浓度图式。图6是展示根据本揭露的一些实施例的沟槽宽度与基于模拟结果的沟槽中的质子浓度分布之间的关系的图式。图7是展示根据本揭露的一些实施例的沟槽宽度与基于模拟结果的沟槽底部处的质子浓度之间的关系的图式。图8是展示根据本揭露的一些实施例的沟槽宽度与蚀刻比之间的关系的图式，且进一步包含沟槽宽度与基于模拟结果的沟槽底部处的质子浓度之间的关系。图9是展示根据本揭露的一些实施例的蚀刻剂中的离子强度增强剂的摩尔浓度与形成于沟槽中的电双层的厚度之间的关系的图式。图10A展示表示根据本揭露的一些实施例的在半导体结构中移除具有小于20nm的线宽的条带的方法的流程图。图10B至图10D是根据本揭露的一些实施例的制造操作的中间阶段期间的半导体结构的剖面。具体实施方式以下揭露提供用于实施所提供的主题的不同构件的许多不同实施例或实例。下文描述组件及布置的特定实例以简化本揭露。当然，这些仅为实例且非意欲限制。举例来说，在以下描述中的第一构件形成于第二构件上方或上可包含其中所述第一构件及所述第二构件经形成直接接触的实施例，且还可包含其中额外构件可形成在所述第一构件与所述第二构件之间，使得所述第一构件及所述第二构件可不直接接触的实施例。另外，本揭露可在各个实例中重复参考数字及/或字母。此重复出于简化及清楚的目的且本身不指示所论述的各个实施例及/或配置之间的关系。此外，为便于描述，例如“在…下面”、“在…下方”、“下”、“在…上方”、“上”及类似者的空间相对术语可在本文中用于描述一个元件或构件与另一(些)元件或构件的关系，如图中图解说明。空间相对术语意欲涵盖除在图中描绘的定向以外的使用或操作中的装置的不同定向。设备可以其它方式定向(旋转90度或按其它定向)且因此可同样解释本文中使用的空间相对描述符。虽然陈述本揭露的广泛范围的数值范围及参数是近似值，但尽可能精确地报告在具体实例中陈述的数值。然而，任何数值本质上含有必然由各自测试测量中发现的标准偏差所引起的某些误差。此外，如本文中使用，术语“大致上”、“约”或“大约”通常意指在一般技术人员可预期的值或范围内。替代地，术语“大致上”、“约”或“大约”意指在由一般技术人员考量时在平均值的可接受标准误差内。一般技术人员可了解，可接受标准误差可根据不同技术而变动。除了在操作/工作实例中之外，或除非另有明确指定，否则全部数值范围、量、值及百分比(例如针对材料数量、持续时间、温度、操作条件、量的比率及本文中揭示的其类似者的数值范围、量、值及百分比)应理解为在全部例子中由术语“大致上”、“约”或“大约”修饰。因此，除非相反地指示，否则本揭露及随附权利要求书中陈述的数值参数是可视需要变动的近似值。至少，各数值参数应至少依据所报告有效数字的数目且通过应用普通舍入技术而理解。可在本文中将范围表达为从一个端点至另一端点或在两个端点之间。除非另有指定，否则本文中揭示的全部范围皆包含端点。参考图1A及图1B，图1A是在蚀刻操作期间在半导体衬底中形成沟槽的图解，图1B是展示根据本揭露的一些比较实施例的蚀刻操作下的沟槽顶部处及沟槽底部处的沟槽宽度与蚀刻速率之间的关系的图式。通过在运用适当遮蔽结构的湿式蚀刻操作期间施用蚀刻溶液2而形成沟槽15，其中沟槽15的开口的位置被称为沟槽顶部15t，且沟槽15的与沟槽顶部15t相对的端部被称为沟槽底部15b。在一些实施例中，在蚀刻操作之后，归因于关于蚀刻溶液2的不同可接近性，沟槽顶部15t处的宽度W及沟槽底部15b处的宽度W'可不同。鉴于施用于其上的蚀刻溶液2是否可被输送至沟槽底部15b，沟槽15的尺寸可为影响湿式蚀刻的结果的因素的一者。在一些实施例中，当宽度W小于20nm时，沟槽底部15b处的蚀刻速率可能显著减小，其可能源于蚀刻溶液无法被输本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体结构蚀刻溶液，其包括：/n蚀刻剂；/n离子强度增强剂，其在所述半导体结构蚀刻溶液中具有大于10

【技术特征摘要】
20181025 US 62/750,522;20190401 US 16/372,0961.一种半导体结构蚀刻溶液，其包括：
蚀刻剂；
离子强度增强剂，其在所述半导体结构蚀刻溶液中具有大于10-3M的离子强度；及
溶剂，其具有低于水的介电常数的介电常数。


2.根据权利要求1所述的蚀刻溶液，其中所述蚀刻剂包括HCl、四甲基氢氧化铵、或氨。


3.根据权利要求1所述的蚀刻溶液，其中所述离子强度增强剂及所述蚀刻剂包括相同阳离子。


4.根据权利要求1所述的蚀刻溶液，其中所述离子强度增强剂包括Li+、Na+、K+、Mg2+、Ca2+、NH4+、N(CH3)+、N(C2H5)4+。


5.根据权利要求1所述的蚀刻溶液，其中所述离子强度增强剂包括F-、Cl-、Br-、I-、S...

【专利技术属性】
技术研发人员：李中杰，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71