自對準雙層圖形半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種自對準雙層圖形半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制作方法，包括：提供半導(dǎo)體襯底，在所述半導(dǎo)體襯底上形成第一氧化硅層、多晶硅層；在所述多晶硅層上形成第二氧化硅層，所述第二氧化硅層作為核心圖形層；在所述第二氧化硅層上依次形成抗反射層和光刻膠層，所述光刻膠層定義了核心圖形；以所述光刻膠層為掩膜對所述抗反射層和第二氧化硅層進行刻蝕，將所述核心圖形的圖案轉(zhuǎn)移至所述第二氧化硅層上，所述多晶硅層上留下的第二氧化硅層具有垂直形貌，在所述留下的第二氧化硅層兩側(cè)形成具有垂直形貌的氮化硅層；以所述具有垂直形貌的氮化硅層為掩膜對多晶硅層和第一氧化硅層進行刻蝕，形成具有垂直形貌的自對準雙層圖形結(jié)構(gòu)。
【專利說明】自對準雙層圖形半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種自對準雙層圖形半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在20nm及其以下節(jié)點，自對準雙層圖形(SADP)工藝已經(jīng)被應(yīng)用于有源區(qū)域(AA)和多晶硅(Poly)等關(guān)鍵半導(dǎo)體層次的制作。
[0003]請參考圖1-圖7所示的現(xiàn)有技術(shù)的自對準雙層圖形半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制作方法剖面結(jié)構(gòu)示意圖。請參考圖1，首先，提供半導(dǎo)體襯底10，在所述半導(dǎo)體襯底10上依次形成氮化硅層11、核心圖形層13、硬掩膜層17、抗反射層14和光刻膠層15，所述核心圖形層13的材質(zhì)為無定型碳(APF)，所述硬掩膜層17的材質(zhì)為SiOC。
[0004]然后，參考圖2并結(jié)合圖1，以所述光刻膠層15為掩膜進行刻蝕工藝，將未被光刻膠層15覆蓋的抗反射層14去除，保留的抗反射層14作為后續(xù)工藝的掩膜，該工藝步驟將消耗一部分光刻膠層15。接著以所述保留的抗反射層14為掩膜，進行刻蝕工藝，對所述硬掩膜層17進行刻蝕工藝，將未被所述保留的抗反射層14覆蓋的硬掩膜層17去除，保留的部分硬掩膜層17將作為后續(xù)工藝步驟的掩膜。經(jīng)過該工藝步驟，光刻膠層15和抗反射層14被消耗完畢。
[0005]接著，繼續(xù)參考圖2，以所述保留的部分硬掩膜層17為掩膜進行刻蝕工藝，將未被所述保留的部分硬掩膜層17覆蓋的部分核心圖形層13去除，將圖形轉(zhuǎn)移至保留的部分核心圖形層13中，該保留的部分核心圖形層13將作為后續(xù)刻蝕工藝的掩膜層。在刻蝕核心圖形層13時，需要考慮硬掩膜層17與核心圖形層13之間的刻蝕選擇比，所述刻蝕工藝需要對核心圖形層13和硬掩膜層17具有較高的刻蝕選擇比，以使得硬掩膜層17對核心圖形層13的刻蝕工藝具有足夠的阻擋。為了獲得上述刻蝕選擇比，現(xiàn)有技術(shù)通常利用SO2和O2混合氣體在較為潔凈的反應(yīng)腔體中對核心圖形層13進行刻蝕；利用O2和碳的等離子體反應(yīng)生成CO或者CO2來對核心圖形層13進行刻蝕。但是上述工藝過程的缺點是氧氣和碳的反應(yīng)更傾向于各向同性的化學(xué)反應(yīng)；因此在整個刻蝕過程中，所述核心圖形層13由上而下在等離子體中暴露的時間越來越少，導(dǎo)致核心圖形層13的側(cè)向受到O2損傷自上而下減少，最終形成一個正梯形形貌的核心圖形層13。
[0006]接著，請參考圖3去除所述掩膜層17，所述保留的核心圖形層13將作為后續(xù)刻蝕工藝的掩膜使用。
[0007]然后，請參考圖4，利用原子層沉積工藝，形成覆蓋核心圖形層13和氮化硅層11表面的氧化硅層16。所述核心圖形層13兩側(cè)的氧化硅層16將保留形成側(cè)墻結(jié)構(gòu)，而覆蓋于核心圖形層13頂部以及氮化硅層11表面的氧化硅層16被去除。由于核心圖形層13的形狀為正梯形，因此，位于核心圖形層13兩側(cè)的氧化硅層16呈現(xiàn)傾斜狀。
[0008]接著，請參考圖5，對所述氧化硅層16進行刻蝕工藝，去除位于核心圖形層13頂部以及氮化硅層11表面的氧化硅層16，保留位于核心圖形層13兩側(cè)的氧化硅層16，保留于核心圖形層13兩側(cè)的氧化硅層16具有傾斜狀的形貌。該保留于核心圖形層13兩側(cè)的氧化硅層16作為后續(xù)刻蝕工藝的掩膜。
[0009]接著，請參考圖6，并結(jié)合圖5，進行刻蝕工藝，去除核心圖形層13。所述保留于核心圖形層13兩側(cè)的氧化硅層16的形貌形成如圖6所示的梯形。接著，以所述保留于核心圖形層13兩側(cè)的氧化硅層16為掩膜，對下方的氮化硅層11進行刻蝕工藝，去除未被所述保留于核心圖形層13兩側(cè)的氧化硅層16覆蓋的氮化硅層11，保留的氮化硅層11即為自對準雙層圖形結(jié)構(gòu)。由于該保留于核心圖形層13兩側(cè)的氧化硅層16為傾斜狀，其形貌影響了所述自對準雙層圖形結(jié)構(gòu)的形貌，使得該自對準雙層圖形結(jié)構(gòu)的形貌和尺寸不穩(wěn)定。
[0010]因此，需要對現(xiàn)有技術(shù)進行改進，以獲得具有穩(wěn)定形貌和尺寸的自對準雙層圖形半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明解決的問題提供一種自對準雙層圖形半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制作方法，能夠形成具有穩(wěn)定形貌和尺寸的雙層圖形半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。
[0012]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種自對準雙層圖形半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制作方法，包括:
[0013]提供半導(dǎo)體襯底，在所述半導(dǎo)體襯底上形成第一氧化硅層、多晶硅層；
[0014]在所述多晶硅層上形成第二氧化硅層，所述第二氧化硅層作為核心圖形層；
[0015]在第二氧化硅層上依次形成抗反射層和光刻膠層，所述光刻膠層定義了核心圖形；
[0016]以所述光刻膠層為掩膜對所述抗反射層和第二氧化硅層進行刻蝕，將所述核心圖形的圖案轉(zhuǎn)移至所述第二氧化硅層上，所述多晶硅層上保留的第二氧化硅層具有垂直形貌；
[0017]去除所述光刻膠層和抗反射層；
[0018]在所述保留的第二氧化硅層上形成氮化硅層，所述氮化硅層覆蓋所述第二氧化硅層以及所述多晶硅層的表面；
[0019]進行刻蝕工藝，保留位于第二氧化硅層兩側(cè)的氮化硅層，將多晶硅層表面以及第二氧化硅層上方的氮化硅層去除；
[0020]去除所述保留的第二氧化硅層；
[0021]以所述位于第二氧化硅層兩側(cè)的氮化硅層為掩膜，對所述多晶硅層、第一氧化硅層進行刻蝕工藝，形成具有垂直形貌的自對準雙層圖形結(jié)構(gòu)。
[0022]可選地，所述以所述光刻膠層為掩膜對所述抗反射層和第二氧化硅層進行刻蝕工藝為干法刻蝕工藝，在對抗反射層進行刻蝕后，未被光刻膠層覆蓋的抗反射層將被去除，剩余的抗反射層作為刻蝕第二氧化硅層的掩膜。
[0023]可選地，所述抗反射層的干法刻蝕工藝的刻蝕氣體包括:CF4、CHF3和02，所述第二氧化硅層作為刻蝕抗反射層的停止層。
[0024]可選地，所述第二氧化硅層的刻蝕工藝利用含有C4F8、O2的混合氣體進行，多晶硅層作為刻蝕停止層。
[0025]可選地，所述抗反射層和光刻膠層利用干法刻蝕工藝去除，所述干法刻蝕工藝的刻蝕氣體包括O2氣體。
[0026]可選地，所述氮化硅層利用原子層沉積工藝制作，所述氮化硅層的厚度范圍為10-30納米。
[0027]可選地，所述將多晶硅層表面以及第二氧化硅層上方的氮化硅層去除為利用干法刻蝕工藝進行，所述干法刻蝕工藝利用含有CF4、CHF3的混合氣體進行。
[0028]可選地，所述去除所述保留的第二氧化硅層通過濕法刻蝕工藝進行，所述濕法刻蝕工藝利用氫氟酸溶液進行。
[0029]可選地，所述氫氟酸溶液的濃度范圍為40% -58%。
[0030]可選地，所述多晶硅層、第一氧化硅層的刻蝕工藝包括:
[0031 ] 多晶硅刻蝕層刻蝕工藝步驟，利用含有CF4、SF6、N2、02的混合氣體對多晶硅層進行刻蝕；
[0032]第一氧化硅層刻蝕工藝步驟，利用CF4氣體對所述第一氧化硅層進行刻蝕工藝，將所述位于第二氧化硅層兩側(cè)的氮化硅層的圖形轉(zhuǎn)移至刻蝕后的多晶硅層中；
[0033]氮化硅層刻蝕工藝步驟，利用含有熱磷酸溶液去除所述多晶硅層頂部的氮化硅層，形成所述自對準雙層圖形結(jié)構(gòu)。
[0034]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
[0035]本發(fā)明的方法通過在半導(dǎo)體襯底上形成第一氧化硅層、多晶硅層，利用第二氧化硅層作為核心圖形層，在進行光刻工藝將光刻膠的圖形轉(zhuǎn)移至該第二氧化硅層(即核心圖形層)時，能夠形成具有垂直形貌的第二氧化硅層，該第二氧化硅層(即核心圖形層)兩側(cè)的氮化硅層也能夠具有垂直形貌，從而能夠保證以該第二氧化硅層兩側(cè)的氮化硅層為掩膜對多晶硅層和第一氧化硅層進行的刻蝕工藝，最終形成的自對準雙層圖形結(jié)構(gòu)也具有垂直形貌。因而本發(fā)明通過半導(dǎo)體襯底上形成的各種膜層的優(yōu)化搭配，能夠利用現(xiàn)有的成熟工藝技術(shù)形成具有垂直形貌的自對準雙層圖形結(jié)構(gòu)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0036]圖1-圖7是現(xiàn)有技術(shù)的自對準雙層圖形半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制作方法剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖8-圖14是本發(fā)明一個實施例的自對準雙層圖形半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制作方法剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0038]現(xiàn)有技術(shù)由于在以光刻膠層為掩膜對核心圖形層進行刻蝕時，由于核心圖形層的材質(zhì)為無定型碳，為了保證該核心圖形層與下方的氮化硅層以及上方的硬掩膜層之間的刻蝕選擇比，采用SO2和O2混合氣體作為刻蝕氣體，而導(dǎo)致最終形成的核心圖形層的側(cè)壁的形貌為傾斜狀，在氮化硅層上方形成的核心圖形層呈現(xiàn)正梯形形貌，也導(dǎo)致了在核心圖形層兩側(cè)的氧化硅層的傾斜形貌，最終使得以該核心圖形層兩側(cè)的氧化硅層為掩膜形成的自對準雙層圖形的尺寸和形貌不穩(wěn)定。
[0039]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種自對準雙層圖形半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制作方法，包括:[0040]提供半導(dǎo)體襯底，在所述半導(dǎo)體襯底上形成第一氧化硅層、多晶硅層；
[0041]在所述多晶硅層上形成第二氧化硅層，所述第二氧化硅層作為核心圖形層；
[0042]在第二氧化硅層上依次形成抗反射層和光刻膠層，所述光刻膠層定義了核心圖形；
[0043]以所述光刻膠層為掩膜對所述抗反射層和第二氧化硅層進行刻蝕，將所述核心圖形的圖案轉(zhuǎn)移至所述第二氧化硅層上，所述多晶硅層上保留的第二氧化硅層具有垂直形貌；
[0044]去除所述光刻膠層和抗反射層；
[0045]在所述保留的第二氧化硅層上形成氮化硅層，所述氮化硅層覆蓋所述第二氧化硅層以及所述多晶硅層的表面；
[0046]進行刻蝕工藝，保留位于第二氧化硅層兩側(cè)的氮化硅層，將多晶硅層表面以及第二氧化硅層上方的氮化硅層去除；
[0047]去除所述保留的第二氧化硅層；
[0048]以所述位于第二氧化硅層兩側(cè)的氮化硅層為掩膜，對所述多晶硅層、第一氧化硅層進行刻蝕工藝，形成具有垂直形貌的自對準雙層圖形結(jié)構(gòu)。
[0049]下面結(jié)合具體的實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進行詳細的說明。為了更好地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，請參考圖8-圖14所示的本發(fā)明一個實施例的自對準雙層圖形半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制作方法剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0050]首先，請參考圖8，提供半導(dǎo)體襯底100，在所述半導(dǎo)體襯底100上形成第一氧化硅層101、多晶硅層102。所述第一氧化硅層101利用爐管工藝制作。所述爐管工藝與現(xiàn)有技術(shù)相同，在此不做贅述。所述多晶硅層102利用現(xiàn)有的化學(xué)氣相沉積工藝制作。
[0051]接著，繼續(xù)參考圖8，所述多晶硅層102上形成第二氧化硅層103，所述第二氧化硅層103作為核心圖形層。所述第二氧化硅層103與下方的多晶硅層102以及在后續(xù)的工藝步驟中形成的抗反射層104之間具有較高的刻蝕選擇比，并且在刻蝕所述第二氧化層103 (即核心圖形層)的時候，能夠避免形成化學(xué)性的各向同性刻蝕，進而形成具有垂直形貌的核心圖形，有利于最終形成具有穩(wěn)定形貌和尺寸的自對準雙層圖形結(jié)構(gòu)。
[0052]本發(fā)明正是通過第二氧化硅層103、多晶硅層102、抗反射層104的膜層搭配，使得該第二氧化硅層103與多晶硅層102、第二氧化硅層103與抗反射層104之間具備較高的刻蝕選擇比，在后續(xù)容易利用現(xiàn)有的刻蝕工藝形成垂直形貌，最終保證形成具有垂直形貌的自對準雙層圖形結(jié)構(gòu)，具體將在本發(fā)明后續(xù)步驟中進行詳細說明。
[0053]接著，繼續(xù)參考圖8，在所述第二氧化硅層103上依次形成抗反射層104和光刻膠層105，所述光刻膠層105定義了核心圖形。所述光刻膠層105和抗反射層104利用現(xiàn)有的光刻工藝制作。
[0054]在后續(xù)的工藝步驟中，將以所述光刻膠層105為掩膜對所述抗反射層104和第二氧化硅層103進行刻蝕，將光刻膠層105定義的核心圖形的圖案轉(zhuǎn)移至所述第二氧化硅層103上，最終保留于所述多晶硅層102上的第二氧化硅層103將具有垂直形貌(請參考圖9)。
[0055]然后，請參考圖9，并結(jié)合圖8，以所述光刻膠層105為掩膜對所述抗反射層104和第二氧化硅層103進行刻蝕，將所述光刻膠層105的核心圖形的圖案轉(zhuǎn)移至所述第二氧化硅層103上，最終所述多晶硅層102上保留的第二氧化硅層103具有垂直形貌。
[0056]具體地，作為一個實施例，所述以所述光刻膠層105為掩膜對所述抗反射層104和第二氧化硅層103進行刻蝕工藝為干法刻蝕工藝。在以光刻膠層105為掩膜，對抗反射層104進行刻蝕后，未被光刻膠層105覆蓋的抗反射層104將被去除，剩余的抗反射層104將作為刻蝕第二氧化硅層103時的掩膜。
[0057]作為一個實施例，所述抗反射層104的干法刻蝕工藝的刻蝕氣體包括:CF4、CHF3和O2，所述第二氧化硅層103作為刻蝕抗反射層的停止層。
[0058]本發(fā)明所述第二氧化硅層103的刻蝕工藝利用含有C4F8、02的混合氣體進行，對所述第二氧化硅層103進行刻蝕工藝時，所述第二氧化硅層103下方的多晶硅層102作為刻
蝕停止層。
[0059]由于所述多晶硅層102與第二氧化硅層103之間以及第二氧化硅層103與抗反射層104之間具有較高的刻蝕選擇比，因此能夠利用現(xiàn)有的刻蝕工藝對第二氧化硅層103進行刻蝕，并且在多晶硅層102上保留的第二氧化硅層103具有垂直形貌。
[0060]然后，繼續(xù)參考圖9 (結(jié)合圖8)，利用含O2的氣體進行刻蝕工藝，去除所述光刻膠層105和抗反射層104。
[0061]至此，在多晶硅層102上形成具有垂直形貌的第二氧化硅層103，該第二氧化硅層103的垂直形貌有利于后續(xù)步驟的進行，有利于在保留的第二氧化硅層103兩側(cè)形成具有垂直形貌的氮化硅層以及有利于最終形成具有垂直形貌的自對準雙層圖形結(jié)構(gòu)。
[0062]接著，參考圖10，在所述保留的第二氧化硅層103上形成氮化硅層106，所述氮化娃層106覆蓋所述第二氧化娃層103以及所述多晶娃層102的表面。
[0063]本實施例中，所述氮化硅層106利用原子層沉積工藝制作，所述氮化硅層106的厚度范圍為10-30納米。作為一個實施例，所述氮化硅層106的厚度為20納米。
[0064]由于所述保留的第二氧化硅層103具有垂直形貌，因此，在該保留的第二氧化硅層103兩側(cè)形成的氮化硅層106也具有垂直形貌，避免了現(xiàn)有技術(shù)由于核心圖形層的形貌為傾斜造成的氮化硅層的傾斜形貌。
[0065]接著，請參考圖11，進行刻蝕工藝，保留位于第二氧化硅層兩側(cè)的氮化硅層106，將多晶硅層102表面以及位于保留的第二氧化硅層103上方的氮化硅層106去除，在所述保留的第二氧化硅層103的兩側(cè)形成垂直形貌的氮化硅層106，該位于第二氧化硅層103兩側(cè)的氮化硅層106將作為后續(xù)工藝步驟掩膜。所述刻蝕工藝為干法刻蝕工藝，本實施例中，所述刻蝕工藝利用含有CF4和CHF3的混合氣體進行。
[0066]然后，請參考圖12，并結(jié)合圖11，進行刻蝕工藝，去除所述留下的第二氧化硅層103。所述刻蝕工藝為濕法刻蝕工藝，所述濕法刻蝕工藝利用氫氟酸溶液進行。氫氟酸溶液對所述第二氧化硅層103和下方的多晶硅層102具有較高的刻蝕選擇比，能夠?qū)⒌诙趸鑼虞^為干凈的去除，并且使得位于第二氧化硅層兩側(cè)的氮化硅層106仍然具有垂直形貌。所述氫氟酸溶液的濃度范圍為40% -58%，本發(fā)明所述的氫氟酸溶液的濃度是指氫氟酸與純水混合形成的氫氟酸溶液中氫氟酸的體積百分比。優(yōu)選的，所述氫氟酸溶液的濃度范圍為40 % -58 %，本實施例中，所述氫氟酸溶液的濃度為49 %。在該濃度范圍下，氫氟酸溶液能較為快速而干凈的將第二氧化硅層去除，并且保留于第二氧化硅層兩側(cè)的氮化硅層106仍然為垂直形貌。[0067]接著，以所述位于第二氧化硅層兩側(cè)的氮化硅層106為掩膜，對所述多晶硅層102、第一氧化硅層101進行刻蝕工藝，形成具有垂直形貌的自對準雙層圖形結(jié)構(gòu)。
[0068]具體地，上述刻蝕工藝包括:
[0069]參考圖13，執(zhí)行多晶硅刻蝕層刻蝕工藝步驟，利用含有CF4、SF6, N2, O2的混合氣體對多晶硅層102進行刻蝕；執(zhí)行第一氧化硅層刻蝕工藝步驟，利用CF4氣體對所述第一氧化硅層101進行刻蝕工藝，將所述位于第二氧化硅層兩側(cè)的氮化硅層106的圖形轉(zhuǎn)移至刻蝕后的多晶硅層102上；參考圖14并結(jié)合圖13，執(zhí)行氮化硅層刻蝕工藝步驟，利用熱磷酸溶液對位于所述多晶硅層102頂部的所述氮化硅層106進行刻蝕工藝，形成所述自對準雙層圖形結(jié)構(gòu)。所述熱磷酸溶液的溫度范圍為150-175攝氏度，優(yōu)選的，所述熱磷酸溶液的溫度范圍為160-170攝氏度，本實施例中，所述熱磷酸溶液的溫度為165攝氏度。在該溫度范圍下，熱磷酸溶液能較為快速而干凈的將多晶硅層102頂部的氮化硅層106去除，使得形成的自對準雙層圖形結(jié)構(gòu)仍然具有垂直形貌。
[0070]綜上，本發(fā)明的方法通過在半導(dǎo)體襯底上形成第一氧化硅層、多晶硅層，利用第二氧化硅層作為核心圖形層，在進行光刻工藝將光刻膠的圖形轉(zhuǎn)移至該第二氧化硅層時，能夠形成具有垂直形貌的第二氧化硅層，該第二氧化硅層兩側(cè)的氮化硅層也能夠具有垂直形貌，從而能夠保證以該第二氧化硅層兩側(cè)的氮化硅層為掩膜對多晶硅層和第一氧化硅層進行的刻蝕工藝，最終形成的自對準雙層圖形結(jié)構(gòu)也具有垂直形貌。因而本發(fā)明通過半導(dǎo)體襯底上形成的各種膜層的優(yōu)化搭配，能夠利用現(xiàn)有的成熟工藝技術(shù)形成具有垂直形貌的自對準雙層圖形結(jié)構(gòu)。
[0071]因此，上述較佳實施例僅為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
[0072]因此，上述較佳實施例僅為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種自對準雙層圖形半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，包括: 提供半導(dǎo)體襯底，在所述半導(dǎo)體襯底上形成第一氧化硅層、多晶硅層； 在所述多晶硅層上形成第二氧化硅層，所述第二氧化硅層作為核心圖形層； 在第二氧化硅層上依次形成抗反射層和光刻膠層，所述光刻膠層定義了核心圖形； 以所述光刻膠層為掩膜對所述抗反射層和第二氧化硅層進行刻蝕，將所述核心圖形的圖案轉(zhuǎn)移至所述第二氧化硅層上，所述多晶硅層上保留的第二氧化硅層具有垂直形貌； 去除所述光刻膠層和抗反射層； 在所述保留的第二氧化硅層上形成氮化硅層，所述氮化硅層覆蓋所述第二氧化硅層以及所述多晶娃層的表面； 進行刻蝕工藝，保留位于第二氧化硅層兩側(cè)的氮化硅層，將多晶硅層表面以及第二氧化娃層上方的氮化娃層去除； 去除所述保留的第二氧化硅層； 以所述位于第二氧化硅層兩側(cè)的氮化硅層為掩膜，對所述多晶硅層、第一氧化硅層進行刻蝕工藝，形成具有垂直形貌的自對準雙層圖形結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的自對準雙層圖形半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，所述以所述光刻膠層為掩膜對所述抗反射層和第二氧化硅層進行刻蝕工藝為干法刻蝕工藝，在對抗反射層進行刻蝕后，未被光刻膠層覆蓋的抗反射層將被去除，剩余的抗反射層作為刻蝕第二氧化硅層的掩膜。
3.如權(quán)利要求2所述的自對準雙層圖形半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，所述抗反射層的干法刻蝕工藝的刻蝕氣體包括:cf4、CHF3和O2，所述第二氧化硅層作為刻蝕抗反射層的停止層。
4.如權(quán)利要求2所述的自對準雙層圖形半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，所述第二氧化硅層的刻蝕工藝利用含有C4F8、O2的混合氣體進行，多晶硅層作為刻蝕停止層。
5.如權(quán)利要求1所述的自對準雙層圖形半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，所述抗反射層和光刻膠層利用干法刻蝕工藝去除，所述干法刻蝕工藝的刻蝕氣體包括O2氣體。
6.如權(quán)利要求1所述的自對準雙層圖形半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，所述氮化硅層利用原子層沉積工藝制作，所述氮化硅層的厚度范圍為10-30納米。
7.如權(quán)利要求1所述的自對準雙層圖形半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，所述將多晶硅層表面以及第二氧化硅層上方的氮化硅層去除為利用干法刻蝕工藝進行，所述干法刻蝕工藝利用含有cf4、CHF3的混合氣體進行。
8.如權(quán)利要求1所述的自對準雙層圖形半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，所述去除所述保留的第二氧化硅層通過濕法刻蝕工藝進行，所述濕法刻蝕工藝利用氫氟酸溶液進行。
9.如權(quán)利要求1所述的自對準雙層圖形半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，所述氫氟酸溶液的濃度范圍為40% -58%。
10.如權(quán)利要求1所述的自對準雙層圖形半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，所述多晶娃層、第一氧化娃層的刻蝕工藝包括: 多晶硅刻蝕層刻蝕工藝步驟，利用含有CF4、SF6, N2, O2的混合氣體對多晶硅層進行刻蝕；第一氧化硅層刻蝕工藝步驟，利用CF4氣體對所述第一氧化硅層進行刻蝕工藝，將所述位于第二氧化硅層兩側(cè)的氮化硅層的圖形轉(zhuǎn)移至刻蝕后的多晶硅層中； 氮化硅 層刻蝕工藝步驟，利用含有熱磷酸溶液去除所述多晶硅層頂部的氮化硅層，形成所述自對準雙層圖形結(jié)構(gòu)。
【文檔編號】H01L21/02GK103996603SQ201410253257
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年6月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月9日
【發(fā)明者】崇二敏, 黃君 申請人:上海華力微電子有限公司