[發明專利]形成具有傾斜側壁的材料層的方法及半導體器件

在審

• 申請號: 201910981927.0
• 申請日: 2019-10-16
• 公開（公告）號: CN110828307A
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發明（設計）人: 鐘榮祥;王玨;陳政;鐘志鴻;武凌
• 申請（專利權）人: 中芯集成電路制造（紹興）有限公司
• 主分類號: H01L21/3065
• 分類號: H01L21/3065;H01L21/308;H01L21/027
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 虞凌霄

本發明涉及一種形成具有傾斜側壁的材料層的方法及半導體器件。該方法包括：在第一薄膜上形成底層光刻膠和頂層光刻膠；頂層光刻膠與底層光刻膠均為正膠，底層光刻膠比頂層光刻膠的光敏度低；或底層光刻膠與頂層光刻膠均為負膠，底層光刻膠的光敏度比頂層光刻膠的光敏度高；曝光、顯影后形成光刻層，刻蝕第一薄膜形成側壁傾角小于等于80度的材料層。本方法避免了在材料層形成后沉積二氧化硅時材料層側壁沉積的二氧化硅偏薄，后續濕法工藝去除多余的二氧化硅時，腐蝕液鉆蝕到材料層下方形成空洞的問題，以及材料層形成后濺射金屬薄膜，刻蝕去除多余的金屬薄膜時側壁金屬薄膜的殘留問題，提高了器件的良率。

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，特別是涉及一種形成具有傾斜側壁的材料層的方法及半導體器件。

背景技術

傳統工藝中多晶硅層的形成方式是在多晶硅薄膜淀積后通過涂覆光刻膠、曝光和顯影形成光刻層，然后采用干法刻蝕去除未被光刻膠覆蓋的多晶硅薄膜及光刻層，從而形成多晶硅層，但是這種方式形成的多晶硅層，側壁形貌比較陡直，多晶硅層的側壁傾角通常大于80度。如果在多晶硅層形成后淀積二氧化硅，在二氧化硅沉積過程中側壁形成的二氧化硅相對較薄，后續采用濕法工藝去除多余的二氧化硅時，腐蝕液容易鉆蝕并在多晶硅層下方形成空洞，影響器件的性能。如果在多晶硅層形成后濺射金屬薄膜，經光刻曝光、顯影后側壁處容易殘留光刻膠，后續刻蝕去除多余的金屬薄膜時側壁殘留有金屬，導致器件失效。

發明內容

基于此，有必要針對上述問題，提供一種形成具有傾斜側壁的材料層的方法及半導體器件。

一種形成具有傾斜側壁的材料層的方法，包括：

獲取襯底，所述襯底上形成有第一薄膜；

在所述第一薄膜上形成底層光刻膠；

在所述第一薄膜上形成頂層光刻膠；所述頂層光刻膠與所述底層光刻膠均為正膠，所述底層光刻膠的光敏度比所述頂層光刻膠的光敏度低；或所述頂層光刻膠與所述低層光刻膠均為負膠，所述底層光刻膠的光敏度比所述頂層光刻膠的光敏度高；

對所述底層光刻膠和所述頂層光刻膠進行曝光、顯影，形成光刻層；

刻蝕所述第一薄膜并去除所述光刻層形成側壁傾角小于等于80度的材料層；

其中，側壁傾角是指材料層側壁與材料層底部的夾角。

在其中一個實施例中，刻蝕所述第一薄膜并去除所述光刻層形成側壁傾角小于等于80度的材料層的步驟包括：

通過控制刻蝕工藝對所述第一薄膜和所述光刻層的刻蝕選擇比，使得在刻蝕所述第一薄膜過程中所述光刻層被部分刻蝕，從而使得所述材料層的側壁形成具有小于等于80度側壁傾角的的形貌；

對剩余的光刻層進行去膠處理。

在其中一個實施例中，所述頂層光刻膠的厚度大于所述底層光刻膠的厚度。

在其中一個實施例中，所述底層光刻膠的厚度大于等于0.7微米且小于等于1.5微米，所述頂層光刻膠的厚度大于3微米且小于5微米。

在其中一個實施例中，所述底層光刻膠的厚度大于等于0.7微米且小于等于1微米，所述頂層光刻膠的厚度大于3微米且小于5微米。

在其中一個實施例中，所述材料層為多晶硅層，所述材料層的側壁傾角大于等于50度。

在其中一個實施例中，所述材料層為多晶硅層，所述材料層的側壁傾角大于等于60度且小于等于70度。

在其中一個實施例中，所述曝光的曝光能量大于等于臨界曝光能量且小于等于臨界曝光能量的1.2倍，臨界曝光能量指的是所述底層光刻膠與所述頂層光刻膠均能曝光的臨界能量。

在其中一個實施例中，所述刻蝕為感應耦合等離子體刻蝕。