半导体结构的形成方法技术

提供了一种半导体结构的形成方法，以及在形成半导体装置时进行高压退火工艺的方法与其装置。高压退火工艺可为高压干式高压退火工艺，其中退火的加压环境包括一或多种工艺气体。高压退火工艺可为湿式退火工艺，其中退火的加压环境包括蒸汽。

The formation of semiconductor structure

【技术实现步骤摘要】
半导体结构的形成方法
本专利技术实施例关于半导体结构的形成方法，更特别关于退火工艺。
技术介绍
半导体装置用于多种电子应用如个人电脑、手机、数码相机、与其他电子设备。半导体装置的制作方法一般为依续沉积绝缘或介电层、导电层、与半导体层的材料于半导体基板上，接着光刻图案化多种材料层以形成电路构件与单元于半导体基板上。半导体产业持续缩小最小结构尺寸以持续改善多种电子构件(如晶体管、二极管、电阻、电容、或类似物)的集成密度，以让更多构件整合至给定面积。然而随着最小结构缩小，需解决额外产生的问题。
技术实现思路
本专利技术一实施例提供的半导体结构的形成方法，包括：蚀刻多个沟槽于基板中，以形成鳍状物；采用可流动的化学气相沉积工艺，以沉积绝缘材料于沟槽的每一者中；将绝缘材料置入第一加压环境；以及在绝缘材料处于第一加压环境中时，在绝缘材料上进行第一退火，其中第一加压环境的压力大于10大气压；薄化绝缘材料以露出鳍状物；形成虚置栅极于基板上；形成层间介电层以围绕虚置栅极；移除虚置栅极以形成开口；以及形成栅极于开口中。本专利技术一些实施例提供的方法，包括形成虚置栅极于基板上；形成层间介电层以围绕虚置栅极；移除虚置栅极以形成开口；填充开口以形成栅极；形成多个内连线层于层间介电层上，且每一内连线层包括导体延伸穿过介电层；以及在形成内连线层之后，在第一加压环境中进行第一退火工艺，其中第一退火工艺为采用工艺气体的干式退火工艺，且第一加压环境的压力大于10大气压。本专利技术一实施例提供的工艺装置，包括：主体，包括：外侧壳体，具有腔室门，且腔室门设置由高压锁密封；以及内侧壳体，位于外侧壳体中；多个加压气体源，且每一加压气体源经由流水线连接至主体；水源，经由流水线连接至主体；装载腔室，与主体相邻；排出流水线，延伸于内侧壳体与排出区域之间，其中排出流水线包括多个清洁器，且清洁器设置以降低排出流水线中的工艺气体等级；以及检测器，耦接至排出流水线，其中检测器设置以检测排出流水线中的氢气与氧气的等级。附图说明图1是一些实施例中，鳍状场效晶体管的透视图。图2至图4是一些实施例中，鳍状场效晶体管装置于形成方法的中间阶段的剖视图。图5是一些实施例中，进行退火工艺后的鳍状场效晶体管装置的附图。图6是一些实施例中，鳍状场效晶体管装置于形成方法的中间阶段的剖视图。图7是一些实施例中，进行退火工艺后的膜分子改变图。图8是一些实施例中，湿蚀刻速率与蚀刻温度的关系变化图。图9是进行不同工艺步骤后的膜的浓度与扩散速率的比较图。图10是分别进行不同工艺步骤后的鳍状场效晶体管装置的深度与氮浓度的关系图。图11至图13图11至图13、图14A、图14B、图15A、图15B、图16A、图16B、图16C、图16D、图17A、图17B、图17C、与图18是一些实施例中，鳍状场效晶体管于形成方法的中间阶段的剖视图。图19是一些实施例中，进行退火工艺后的鳍状场效晶体管的附图。图20A、图20B、图20C、图21、图22A、图22B、图23A、图23B、图24A、图24B、图25A、图25B、图26A、图26B、图27A、与图27B是一些实施例中，鳍状场效晶体管于形成方法的中间阶段的剖视图。图28是一些实施例中，进行退火工艺后的鳍状场效晶体管装置的附图。图29是一些实施例中，进行不同工艺步骤后的鳍状场效晶体管的应力与温度的关系图。图30是一些实施例中，高压退火工艺装置的附图。附图标记说明：A-A、B-B、C-C参考剖面50基板50B、50C区域51分隔线52、58鳍状物53、73、165工艺腔室54绝缘材料55、75高压湿式退火工艺56浅沟槽隔离区60虚置介电层62虚置栅极层64遮罩层72虚置栅极74遮罩80栅极密封间隔物82源极/漏极区86栅极间隔物87接点蚀刻停止层88、108层间介电层90凹陷92栅极介电层94栅极100鳍状场效晶体管装置110、112接点128内连线层129内连线区130通孔132、132’导电线路133蚀刻停止层138、138’介电层140钝化膜160晶粒连接物162介电材料167高压干式退火工艺170、174、176数据点200高压退火工艺装置202、204、206、208加压气体源210水源212主体214外侧壳体216内侧壳体218焊管220阀件222流速测量/控制装置224腔室门226锁228泵浦230装载腔室232晶舟234晶圆座236安全排出口238工厂屋顶240、240A、240B工艺排出流水线242手动阀244控制器246检测器248清洁器250稀释氮气源252水分离器254第一出口256设计区域258第二出口260控温装置262排出流水线具体实施方式下述内容提供的不同实施例或实例可实施本专利技术的不同结构。下述特定构件与排列的实施例是用以简化本
技术实现思路
而非局限本专利技术。举例来说，形成第一构件于第二构件上的叙述包含两者直接接触的实施例，或两者之间隔有其他额外构件而非直接接触的实施例。此外，本专利技术的多个实例可重复采用相同标号以求简洁，但多种实施例及/或设置中具有相同标号的元件并不必然具有相同的对应关系。此外，空间性的相对用语如“下方”、“其下”、“较下方”、“上方”、“较上方”、或类似用语可用于简化说明某一元件与另一元件在图示中的相对关系。空间性的相对用语可延伸至以其他方向使用的元件，而非局限于图示方向。元件亦可转动90°或其他角度，因此方向性用语仅用以说明图示中的方向。多种实施例提供在形成半导体装置时，进行一或多次高压退火工艺所用的方法，以及进行高压退火工艺所用的装置。举例来说，可在形成浅沟槽隔离区的绝缘材料之后、在形成层间介电层于虚置栅极之后、及/或在形成内连线结构之后，在半导体装置上进行一或多道高压退火工艺。高压退火工艺可为湿式退火工艺或干式退火工艺。在高压湿式退火工艺中，可采用加压蒸汽产生加压工艺环境。在高压干式退火工艺中，可采用加压气体产生加压工艺环境。在一些实施例中，可在形成浅沟槽隔离区的绝缘材料及/或形成层间介电层于虚置栅极上之后，在半导体装置上进行一或多道高压湿式退火工艺。在一些实施例中，可在形成内连线结构之后，在半导体装置上进行高压干式退火工艺。在一些实施例中，可采用可流动的化学气相沉积工艺形成浅沟槽隔离区及/或层间介电层的绝缘材料。举例来说，可沉积化学气相沉积为主本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体结构的形成方法，包括：/n蚀刻多个沟槽于一基板中，以形成一鳍状物；/n采用可流动的化学气相沉积工艺，以沉积一绝缘材料于该些沟槽的每一者中；/n将该绝缘材料置入一第一加压环境；以及/n在该绝缘材料处于该第一加压环境中时，在该绝缘材料上进行一第一退火，其中该第一加压环境的压力大于10大气压；/n薄化该绝缘材料以露出该鳍状物；/n形成一虚置栅极于该基板上；/n形成一层间介电层以围绕该虚置栅极；/n移除该虚置栅极以形成一开口；以及/n形成一栅极于该开口中。/n

【技术特征摘要】
20180629 US 62/692,168;20190520 US 16/417,0071.一种半导体结构的形成方法，包括：
蚀刻多个沟槽于一基板中，以形成一鳍状物；
采用可流动的化学气相沉积工艺，以沉积一绝缘材料于该些沟槽的每一者中；...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈思颖，邱雅文，赵晟博，詹易哲，廖志评，王永豪，薛森鸿，
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