[发明专利]超细孔结构的制成工艺

说明书

本发明涉及超细孔结构的制成工艺，包括以下步骤：提供芯片结构；进行刻蚀，在芯片结构的顶层沉积膜内形成接触孔，使次顶层沉积膜内的钨插塞的上表面暴露在接触孔内；向接触孔内沉积二氧化硅，在接触孔的侧壁和钨插塞的上表面形成二氧化硅沉积层，进而形成超细孔；对二氧化硅沉积层进行高温退火；进行湿法清洗，除去超细孔内位于钨插塞的上表面的部分二氧化硅沉积层；向超细孔内沉积粘合材料，形成粘合层；向超细孔内沉积钨，使钨充满超细孔的剩余孔隙，形成超细孔结构。本发明通过在超细孔结构的形成工艺中加入二氧化硅侧墙的高温退火步骤，降低了后续湿法清洗和粘合材料沉积步骤对侧墙厚度的影响，保证了超细孔结构的尺寸。

技术领域

本发明涉及半导体的制造工艺领域，特别涉及超细孔结构的制成工艺。

背景技术

随着半导体技术的不断发展，目前存储器制造技术已经逐步从简单的平面结构过渡到较为复杂的三维结构，3DNAND的技术研发是国际研发的主流之一

3DNAND的结构通常采用多层薄膜沉积、然后刻蚀形成接触孔来实现，接触孔用于将3DNAND中的下层内的布线层与上层内的布线层连接。在最近的工艺中，并且为了提高存储器的性能，接触孔的直径变的超精细。

在超细孔的工艺制程中，经常使用二氧化硅侧墙技术缩小孔的尺寸，具体方法为，先在薄膜层内刻蚀形成普通尺寸的接触孔，暴露下层钨插塞的表面；然后通过沉积和湿法清洗在接触孔的侧壁形成二氧化硅层构成超细孔洞，接着在超细孔洞内壁沉积粘结层，并在其剩余孔隙中沉积钨最终形成超细孔结构。

实际的生产操作中，为防止下层钨插塞被氧化，二氧化硅侧墙需通过低温原子层沉积方式生长。低温原子层沉积生成的二氧化硅层具有两个不利因素，即湿法刻蚀速率快以及在高温下易收缩，由于上述两个不利因素，在沉积二氧化硅后的湿法清洗步骤和粘合层的沉积步骤中，会使得二氧化硅侧墙层的厚度有较多损耗，最终影响孔的尺寸。

发明内容

本发明的目的是为解决以上问题的至少一个，本发明提供一种超细孔结构的制成工艺。

一种超细孔结构的制成工艺，包括以下步骤：

提供芯片结构，芯片结构包括衬底和依次沉积在衬底表面的多层沉积膜，其中次顶层沉积膜内设有贯穿其中的钨插塞。

进行刻蚀，在顶层沉积膜内形成接触孔，接触孔由顶层沉积膜的上表面向下延伸直至次顶层沉积膜的上表面，并且使钨插塞的上表面暴露在接触孔内。

向接触孔内沉积二氧化硅，在接触孔的侧壁和钨插塞的上表面形成二氧化硅沉积层，形成超细孔。

对二氧化硅沉积层进行高温退火。

进行湿法清洗，除去超细孔内位于钨插塞的上表面的部分二氧化硅沉积层，使钨插塞的上表面暴露在超细孔内。

向超细孔内沉积粘合材料，在超细孔的内壁的剩余二氧化硅沉积层的表面和钨插塞的上表面形成粘合层。

向超细孔内沉积钨，使钨充满超细孔的剩余孔隙，形成超细孔结构。

其中，粘合材料沉积步骤中，粘合材料的沉积温度为550～650℃，高温退火步骤中，高温退火的温度为550～650℃。

其中，沉积二氧化硅步骤中，二氧化硅的沉积方法为低温原子层沉积。

其中，粘合材料的沉积温度为600℃，高温退火的温度为600℃。

其中，二氧化硅的沉积温度为50℃。

本发明具有以下有益效果：

本发明通过在超细孔结构的形成工艺中加入二氧化硅侧墙的高温退火步骤，降低了后续湿法清洗和粘合材料沉积步骤对侧墙厚度的影响，保证了超细孔结构的尺寸，并且通过将粘合层沉积的温度和高温退火的温度均安排在600度左右，达到精确控制超细孔尺寸的目的。