[發明專利]自對準雙層圖形半導體結構的制作方法

在審

• 申請號: 201410253257.8
• 申請日: 2014-06-09
• 公開（公告）號: CN103996603A
• 公開（公告）日: 2014-08-20
• 發明（設計）人: 崇二敏;黃君
• 申請（專利權）人: 上海華力微電子有限公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 王宏婧

1.一種自對準雙層圖形半導體結構的制作方法，其特征在于，包括：

提供半導體襯底，在所述半導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硅層的表面；

進行刻蝕工藝，保留位于第二氧化硅層兩側的氮化硅層，將多晶硅層表面以及第二氧化硅層上方的氮化硅層去除；

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構。

2.如權利要求1所述的自對準雙層圖形半導體結構的制作方法，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.如權利要求2所述的自對準雙層圖形半導體結構的制作方法，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.如權利要求2所述的自對準雙層圖形半導體結構的制作方法，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.如權利要求1所述的自對準雙層圖形半導體結構的制作方法，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.如權利要求1所述的自對準雙層圖形半導體結構的制作方法，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.如權利要求1所述的自對準雙層圖形半導體結構的制作方法，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.如權利要求1所述的自對準雙層圖形半導體結構的制作方法，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.如權利要求1所述的自對準雙層圖形半導體結構的制作方法，其特征在于，所述氫氟酸溶液的濃度范圍為40％-58％。

10.如權利要求1所述的自對準雙層圖形半導體結構的制作方法，其特征在于，所述多晶硅層、第一氧化硅層的刻蝕工藝包括：

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的氮化硅層的圖形轉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構。