自對準(zhǔn)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(zhǔn)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)體襯底上形成多晶硅層、氮化硅層、核心圖形層、硬掩膜層、抗反射層和光刻膠層；以所述光刻膠層為掩膜，對所述抗反射層、硬掩膜層和核心圖形層進行刻蝕工藝，形成正梯形狀的核心圖形層，去除所述抗反射層、光刻膠層和硬掩膜層；形成氧化硅層；進行氧化硅主刻蝕工藝和氧化硅過刻蝕工藝，降低所述位于核心圖形層兩側(cè)的氧化硅層的厚度，以該氧化硅層為掩膜對下方的氮化硅層進行刻蝕工藝，能夠形成具有穩(wěn)定的垂直形貌和尺寸的自對準(zhǔn)雙層圖形結(jié)構(gòu)。利用本發(fā)明的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)。
【專利說明】自對準(zhǔn)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(zhǔn)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(zhǔn)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(zhǔn)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兩側(cè)的氧化硅層16，保留于核心圖形層兩側(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(zhǔn)雙層圖形結(jié)構(gòu)。由于該保留于核心圖形層兩側(cè)的氧化硅層16為傾斜狀，其形貌影響了所述自對準(zhǔn)雙層圖形結(jié)構(gòu)的形貌，使得該自對準(zhǔn)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(zhǔn)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(zhǔn)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(zhǔn)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)體襯底上形成多晶硅層、氮化硅層、核心圖形層，所述核心圖形層的材質(zhì)為無定型碳；
[0014]在所述核心圖形層上形成硬掩膜層，所述硬掩膜層的材質(zhì)為SiOC ；
[0015]在所述硬掩膜層上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、硬掩膜層和核心圖形層進行刻蝕工藝，形成正梯形狀的核心圖形層，并且去除所述抗反射層、光刻膠層和硬掩膜層；
[0017]形成氧化硅層，所述氧化硅層覆蓋氮化硅層表面、核心圖形層的兩側(cè)和頂部；
[0018]進行氧化硅主刻蝕工藝，去除位于核心圖形層頂部和氮化硅層表面的氧化硅層，保留位于核心圖形層兩側(cè)的氧化硅層；
[0019]進行氧化硅過刻蝕工藝，降低所述位于核心圖形層兩側(cè)的氧化硅層的厚度；
[0020]進行刻蝕工藝，去除所述核心圖形層；
[0021]在氧化硅過刻蝕工藝之后，以所述位于核心圖形層兩側(cè)的氧化硅層為掩膜進行氮化硅刻蝕工藝，去除未被所述位于核心圖形層兩側(cè)的氧化層覆蓋的氮化硅層；
[0022]去除位于氮化硅頂部的剩余氧化硅層，形成自對準(zhǔn)雙層圖形結(jié)構(gòu)。
[0023]可選地，所述核心圖形層利用干法刻蝕工藝去除，所述干法刻蝕工藝?yán)肧02、O2的混合氣體進行。
[0024]可選地，所述氧化硅層利用原子層沉積工藝形成，所述氧化硅層的厚度范圍為10-30 埃。
[0025]可選地，所述氧化硅過刻蝕工藝將位于核心圖形層兩側(cè)的氧化硅層的厚度降低至少 1/3。
[0026]可選地，所述氧化硅過刻蝕工藝將位于核心圖形層兩側(cè)的氧化硅層的厚度降低1/3 至 4/5。
[0027]可選地，所述氧化硅主刻蝕工藝?yán)肅4F8和O2的混合氣體進行。[0028]可選地，所述氧化硅過刻蝕工藝?yán)肅4F6、O2的混合氣體進行。
[0029]可選地，所述氮化硅刻蝕工藝?yán)肅H2F2、CHF3的混合氣體進行。
[0030]可選地，所述位于氮化硅頂部的剩余氧化硅利用等離子體刻蝕工藝去除，所述等離子體刻蝕工藝的氣體包括c4F6、02。
[0031]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
[0032]本發(fā)明在正梯形形貌的核心圖形層的基礎(chǔ)上，利用具有較高選擇比的氣體，對正梯形形貌的核心圖形層兩側(cè)的氧化硅層的厚度進行過刻蝕工藝，目的是為了降低核心圖形層兩側(cè)的氧化硅層的厚度，在核心圖形層兩側(cè)的氧化硅層厚度降低之后，以該氧化硅層為掩膜對下方的氮化硅層進行刻蝕工藝，能夠形成具有穩(wěn)定的垂直形貌和尺寸的自對準(zhǔn)雙層圖形結(jié)構(gòu)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0033]圖1-圖7是現(xiàn)有技術(shù)的自對準(zhǔn)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；
[0034]圖8是利用圖6和圖7的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)制作的原理分析圖；
[0035]圖9-圖16是本發(fā)明一個實施例的自對準(zhǔn)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】
[0036]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具有正梯形形貌，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(zhǔn)雙層圖形的尺寸和形貌不穩(wěn)定。
[0037]請參考圖6，由于受到核心圖形層的正梯形形貌的限制，因此核心圖形層兩側(cè)的氧化硅層16具有傾斜角度，該氧化層16的傾斜角度固定。請結(jié)合圖7，以該氧化硅層16為掩膜對下方的氮化硅層11進行刻蝕，形成的氮化硅層11 (即自對準(zhǔn)雙層圖形結(jié)構(gòu))具有正梯形形貌。
[0038]發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，最終形成的氮化硅層11的形貌與其刻蝕工藝時候的掩膜層(即所述保留于核心圖形層兩側(cè)的氧化硅層16)的形貌有關(guān)系。進一步地，所述保留于核心圖形層兩側(cè)的氧化硅層16為菱形形貌，并且，該保留于核心圖形層兩側(cè)的氧化硅層16的寬度大于后續(xù)刻蝕工藝后的氮化硅層11正梯形的上底邊的寬度，該保留于核心圖形層兩側(cè)的氧化硅層16的寬度小于后續(xù)刻蝕工藝后的氮化硅層11的正梯形的下底邊的寬度。由于對氮化硅層11進行的刻蝕工藝是一個以所述保留于核心圖形層兩側(cè)的氧化硅層16為掩膜進行的圖形轉(zhuǎn)移過程。在對氮化硅層11的刻蝕工藝過程中，氮化硅層11的下底寬度B取決于氧化硅層16能夠覆蓋的最大區(qū)域的寬度，而氮化硅層11的上底寬度A取決于氧化硅層16作為阻擋層的最厚的寬度，在此范圍內(nèi)覆蓋的氮化硅層是被氧化硅層16作為阻擋層保護最好的，該部分是不會被刻蝕的。
[0039]請參考圖8，圖8是利用圖6和圖7的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)制作的原理分析圖。為了便于分析，圖8中的圖形標(biāo)號與圖6和圖7中的圖形標(biāo)號相同,保留位于核心圖形層兩側(cè)的氧化娃層16具有傾斜形貌，其高度為T，其寬度為L，傾斜角度為α，經(jīng)過刻蝕工藝形成的氮化硅層11為正梯形形貌，其上底邊的長度為Α，下底邊的長度為B，該正梯形的高度為H，該正梯形的底角為β，則:
[0040]參考圖8 所示，A = L-T/tang α，
[0041]B = L+T/tang α
[0042]tang β = H/[ (B-A) /2]
[0043]tang β = H/ [ (L+T/tang a -L+T/tang a ) /2] = (H*tanga)/T
[0044]根據(jù)上述分析過程:在以所述保留于核心圖形層兩側(cè)的氧化硅層16為掩膜對氮化娃層進行刻蝕工藝，形成的氮化娃層11的傾斜角度β (tang β )與氮化娃層11的厚度H、所述保留于核心圖形層兩側(cè)的氧化硅層16的傾斜角度α成正比，與進行刻蝕工藝時保留于核心圖形層兩側(cè)的氧化硅層16的厚度T成反比。
[0045]結(jié)合圖2，發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)，在執(zhí)行圖2中的步驟對，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中時，該步驟中刻蝕工藝參數(shù)對保留的部分核心圖形層13的形貌產(chǎn)生影響，在該步驟刻蝕工藝參數(shù)相對固定的情況下，形成的核心圖形層13的形貌固定，因而在后續(xù)以該核心圖形層13為掩膜形成的氧化硅層的形貌固定，參考圖5和圖6，從而保留位于核心圖形層兩側(cè)的氧化硅層16的形貌固定，即該保留于核心圖形層16兩側(cè)的氧化硅層16的傾斜角度α固定，并且，氮化硅層11的厚度H也是工藝設(shè)定好的。
[0046]根據(jù)公式:tangP= H/[ (L+T/tang a -L+T/tang α )/2] = (H*tang α )/T 可知:形成的氮化硅層11的傾斜角度β (tang^)與氮化硅層11的厚度H、所述保留于核心圖形層兩側(cè)的氧化硅層16的傾斜角度α成正比，與進行刻蝕工藝時保留于核心圖形層兩側(cè)的氧化硅層16的厚度T成反比。在H與a (tanga)固定的情況下，要使得形成的氮化硅層11的傾斜角度β (tangii)盡可能的接近垂直角度，則需要將刻蝕工藝時，該保留于核心圖形層16兩側(cè)的氧化硅層16的高度T盡可能減小。
[0047]因此，發(fā)明人提出，在以位于核心圖形層兩側(cè)的氧化硅層為掩膜對氮化硅層進行刻蝕之前，將該氧化硅層的厚度盡可能的減小，以保證后續(xù)以該氧化硅層為掩膜進行刻蝕工藝形成的氮化硅層(即自對準(zhǔn)雙層圖形結(jié)構(gòu))的傾斜角度接近垂直角度。具體地，本發(fā)明提供的自對準(zhǔn)雙層圖形半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制作方法包括:
[0048]提供半導(dǎo)體襯底，在所述半導(dǎo)體襯底上形成多晶硅層、氮化硅層、核心圖形層，所述核心圖形層的材質(zhì)為無定型碳；
[0049]在所述核心圖形層上形成硬掩膜層，所述硬掩膜層的材質(zhì)為SiOC ；
[0050]在所述硬掩膜層上形成抗反射層和光刻膠層，所述光刻膠層定義了核心圖形；
[0051]以所述光刻膠層為掩膜，對所述抗反射層、硬掩膜層和核心圖形層進行刻蝕工藝，形成正梯形狀的核心圖形層，并且去除所述抗反射層、光刻膠層和硬掩膜層；
[0052]形成氧化硅層，所述氧化硅層覆蓋氮化硅層表面、核心圖形層的兩側(cè)和頂部；
[0053]進行氧化硅主刻蝕工藝，去除位于核心圖形層頂部和氮化硅層表面的氧化硅層，保留位于核心圖形層兩側(cè)的氧化硅層；
[0054]進行氧化硅過刻蝕工藝，降低所述位于核心圖形層兩側(cè)的氧化硅層的厚度；[0055]進行刻蝕工藝，去除所述核心圖形層；
[0056]在氧化硅過刻蝕工藝之后，以所述位于核心圖形層兩側(cè)的氧化硅層為掩膜進行氮化硅刻蝕工藝，去除未被所述位于核心圖形層兩側(cè)的氧化層覆蓋的氮化硅層；
[0057]去除位于氮化硅頂部的剩余氧化硅層，形成自對準(zhǔn)雙層圖形結(jié)構(gòu)。
[0058]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9-圖16是本發(fā)明一個實施例的自對準(zhǔn)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。
[0059]首先，請參考圖9，提供半導(dǎo)體襯底100，在所述半導(dǎo)體襯底100上依次形成氮化硅層101、核心圖形層103、硬掩膜層107、抗反射層104和光刻膠層105，所述核心圖形層103的材質(zhì)為無定型碳(APF)，所述硬掩膜層107的材質(zhì)為SiOC。
[0060]然后，以所述光刻膠層為掩膜，對所述抗反射層、硬掩膜層和核心圖形層進行刻蝕工藝，形成正梯形狀的核心圖形層，并且去除所述抗反射層、光刻膠層和硬掩膜層。
[0061]具體地，請參考圖10并結(jié)合圖9，以所述光刻膠層105為掩膜進行刻蝕工藝，將未被光刻膠層105覆蓋的抗反射層104去除，保留的抗反射層104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105。接著以所述保留的抗反射層104為掩膜，進行刻蝕工藝，對所述硬掩膜層107進行刻蝕工藝，將未被所述保留的抗反射層104覆蓋的硬掩膜層107去除，保留的部分硬掩膜層107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105和抗反射層104被消耗完畢。
[0062]接著，繼續(xù)參考圖10，以所述保留的部分硬掩膜層107為掩膜進行刻蝕工藝，將未被所述保留的部分硬掩膜層107覆蓋的部分核心圖形層103去除，將圖形轉(zhuǎn)移至保留的部分核心圖形層103中，該保留的部分核心圖形層103具有正梯形形狀。該保留的部分核心圖形層103將作為后續(xù)刻蝕工藝的掩膜層。
[0063]作為一個實施例，本發(fā)明采用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103進行刻蝕；通過O2和碳的等離子體反應(yīng)生成CO或者CO2來對核心圖形層103進行刻蝕。但是上述工藝過程的特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103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103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 103。
[0064]接著，請參考圖11，去除所述掩膜層107，所述保留的核心圖形層103(具有正梯形形貌)將作為后續(xù)刻蝕工藝的掩膜使用。
[0065]然后，請參考圖12，利用原子層沉積工藝，形成覆蓋核心圖形層103和氮化硅層101表面的氧化硅層106。所述核心圖形層103兩側(cè)的氧化硅層106將保留形成側(cè)墻結(jié)構(gòu)，而覆蓋于核心圖形層103頂部以及氮化硅層101表面的氧化硅層106被去除。由于核心圖形層103的形狀為正梯形，因此，位于核心圖形層103兩側(cè)的氧化硅層106呈現(xiàn)傾斜狀。作為一個實施例，所述氧化硅層103的厚度范圍為10-30埃。
[0066]接著，請參考圖13，對所述氧化硅層106進行氧化硅主刻蝕工藝，去除位于核心圖形層103頂部和氮化娃層101表面的氧化娃層106,保留位于核心圖形層103兩側(cè)的氧化娃層106。至此，該氧化硅層106的形貌確定，其傾斜角度固定。在后續(xù)的工藝步驟中，將通過降低該氧化硅層106的高度，調(diào)整最終形成的子最準(zhǔn)雙層圖形結(jié)構(gòu)的形貌。作為一個實施例，所述氧化硅主刻蝕工藝干法刻蝕工藝，所述氧化硅主刻蝕工藝?yán)肅4F8和O2的混合氣體進行。
[0067]接著，請參考圖14，進行氧化硅過刻蝕工藝，降低位于核心圖形層兩側(cè)的氧化硅層106的厚度。作為一個實施例，所述氧化硅過刻蝕工藝將位于核心圖形層兩側(cè)的氧化硅層106的厚度降低至少1/3。優(yōu)選地，所述氧化硅過刻蝕工藝將位于核心圖形層兩側(cè)的氧化硅層106的厚度降低1/3至4/5。作為一個實施例，所述氧化硅過刻蝕工藝?yán)肅4F6、02的混合氣體進行。
[0068]通過該氧化硅過刻蝕工藝，降低了核心圖形層兩側(cè)的氧化硅層106的厚度，從而有利于后續(xù)步驟中以該氧化硅層106為掩膜對下放的氮化硅層進行刻蝕工藝，更有利于形成具有穩(wěn)定的垂直形貌和尺寸的自對準(zhǔn)雙圖形結(jié)構(gòu)。
[0069]接著，請參考圖15，進行刻蝕工藝，去除核心圖形層13，保留的氧化硅層106的高度較圖13中的氧化硅層的厚度有顯著降低。
[0070]接著，請參考圖16，以所述氧化硅層106為掩膜，對下方的氮化硅層101進行刻蝕工藝，去除未被所述氧化硅層106覆蓋的氮化硅層101，保留的氮化硅層101即為自對準(zhǔn)雙層圖形結(jié)構(gòu)。由于該保留于氧化層106的厚度已經(jīng)通過氧化硅過刻蝕工藝降低，因此，以該氧化硅層106為掩膜形成的氮化硅層101的形貌更加接近垂直形貌。
[0071]作為一個實施例，所述氮化硅刻蝕工藝?yán)肅H2F2、CHF3的混合氣體進行。
[0072]然后，繼續(xù)參考圖16，進行刻蝕工藝，去除位于氮化硅頂部的剩余氧化硅層。所述位于氮化硅頂部的剩余氧化硅層利用等離子體刻蝕工藝去除，所述等離子體刻蝕工藝的氣體包括C4F6' O2。
[0073]綜上，本發(fā)明在正梯形形貌的核心圖形層的基礎(chǔ)上，利用具有較高選擇比的氣體，對正梯形形貌的核心圖形層兩側(cè)的氧化硅層的厚度進行過刻蝕工藝，目的是為了降低核心圖形層兩側(cè)的氧化硅層的厚度，在核心圖形層兩側(cè)的氧化硅層厚度降低之后，以該氧化硅層為掩膜對下方的氮化硅層進行刻蝕工藝，能夠形成具有穩(wěn)定的垂直形貌和尺寸的自對準(zhǔn)雙層圖形結(jié)構(gòu)。
[0074]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(zhǔn)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)體襯底上形成多晶硅層、氮化硅層、核心圖形層，所述核心圖形層的材質(zhì)為無定型碳； 在所述核心圖形層上形成硬掩膜層，所述硬掩膜層的材質(zhì)為SiOC ； 在所述硬掩膜層上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、硬掩膜層和核心圖形層進行刻蝕工藝，形成正梯形狀的核心圖形層，并且去除所述抗反射層、光刻膠層和硬掩膜層； 形成氧化硅層，所述氧化硅層覆蓋氮化硅層表面、核心圖形層的兩側(cè)和頂部； 進行氧化硅主刻蝕工藝，去除位于核心圖形層頂部和氮化硅層表面的氧化硅層，保留位于核心圖形層兩側(cè)的氧化硅層； 進行氧化硅過刻蝕工藝，降低所述位于核心圖形層兩側(cè)的氧化硅層的厚度；進行刻蝕工藝，去除所述核心圖形層； 在氧化硅過刻蝕工藝之后，以所述位于核心圖形層兩側(cè)的氧化硅層為掩膜進行氮化硅刻蝕工藝，去除未被所述位于核心圖形層兩側(cè)的氧化層覆蓋的氮化硅層； 去除位于氮化硅頂部的剩余氧化硅層，形成自對準(zhǔn)雙層圖形結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的自對準(zhǔn)雙層圖形半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，所述核心圖形層利用干法刻蝕工藝去除，所述干法刻蝕工藝?yán)肧02、02的混合氣體進行。
3.如權(quán)利要求1所述的自對準(zhǔn)雙層圖形半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，所述氧化硅層利用原子層沉積工藝形成，所述氧化硅層的厚度范圍為10-30埃。
4.如權(quán)利要求1所述的自對準(zhǔn)雙層圖形半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，所述氧化硅過刻蝕工藝將位于核心圖形層兩側(cè)的氧化硅層的厚度降低至少1/3。
5.如權(quán)利要求4所述的自對準(zhǔn)雙層圖形半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，所述氧化硅過刻蝕工藝將位于核心圖形層兩側(cè)的氧化硅層的厚度降低1/3至4/5。
6.如權(quán)利要求1所述的自對準(zhǔn)雙層圖形半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，所述氧化硅主刻蝕工藝?yán)肅4F8和O2的混合氣體進行。
7.如權(quán)利要求1或6所述的自對準(zhǔn)雙層圖形半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，所述氧化硅過刻蝕工藝?yán)胏4f6、o2的混合氣體進行。
8.如權(quán)利要求1所述的自對準(zhǔn)雙層圖形半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，所述氮化硅刻蝕工藝?yán)肅H2F2、CHF3的混合氣體進行。
9.如權(quán)利要求1所述的自對準(zhǔn)雙層圖形半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，所述位于氮化硅頂部的剩余氧化硅層利用等離子體刻蝕工藝去除，所述等離子體刻蝕工藝的氣體包括 c4f6、o2。
【文檔編號】H01L21/033GK104008958SQ201410254084
【公開日】2014年8月27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