[發明專利]一種雙重圖形刻蝕方法和DRAM的制造方法

在審

• 申請號: 202011173181.X
• 申請日: 2020-10-28
• 公開（公告）號: CN114420548A
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 姜東勛;周娜;王佳;李琳;李俊杰
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所;真芯(北京)半導體有限責任公司
• 主分類號: H01L21/033
• 分類號: H01L21/033;H01L27/108
• 代理公司: 北京天達知識產權代理事務所(普通合伙) 11386
• 代理人: 牛洪瑜

本發明涉及一種雙重圖形刻蝕方法和DRAM的制造方法，屬于半導體技術領域，解決了現有技術中在工藝腔室中實施所有刻蝕工藝而導致制造成本提高的問題。該方法包括：在工藝腔室中提供包括半導體襯底；在半導體襯底上方順序形成第一硬掩模層、第二硬掩模層、底部掩模層和頂部掩模層；通過光刻工藝對頂部掩模層進行圖案化；在圖案化的頂部掩模層上方沉積側墻材料層；對側墻材料層和頂部氮氧化硅掩模層進行刻蝕以暴露旋涂碳掩模層的頂面；以及將半導體襯底從工藝腔室轉移至光刻膠剝離室中，通過去膠工藝去除旋涂碳掩模層。在工藝腔室中實施側墻氧化物和SiON刻蝕工藝而在光刻膠剝離室中實施旋涂碳刻蝕工藝，以縮減工藝腔室的使用時間。

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，尤其涉及一種雙重圖形刻蝕方法和DRAM的制造方法。

背景技術

存儲器是數字系統中用以存儲大量信息的設備或部件，是計算機和數字設備中的重要組成部分。存儲器可分為隨機存取存儲器(RAM)和只讀存儲器(ROM)兩大類。RAM包括DRAM、PRAM、MRAM等，電容器是制造這些RAM的關鍵部件之一。DRAM器件中的每個存儲單元由1T1C(即1個晶體管和1個電容器)組成。

一般刻蝕工具的組成可能只有工藝腔室，但工藝腔室也可能與光刻膠PR(PhotoResist)剝離室一起組成。在工藝腔室內實施電容孔結構刻蝕菜單(Recipe)包含以下最少三個刻蝕步驟：原子層沉積(ALD)側墻氧化物刻蝕、氮氧化硅(SiON)刻蝕和旋涂碳(SOC)刻蝕。由于全部使用高價的工藝腔室，導致制造成本高、工藝時間長等問題。

發明內容

鑒于上述的分析，本發明實施例旨在提供一種雙重圖形刻蝕方法和DRAM的制造方法，用以解決在工藝腔室中實施所有刻蝕工藝而導致制造成本提高的問題。

一方面，本發明實施例提供了一種雙重圖形刻蝕方法，包括：在工藝腔室中提供包括半導體襯底；在所述半導體襯底上方順序形成第一硬掩模層、第二硬掩模層、底部掩模層和頂部掩模層，其中，所述頂部掩模層包括旋涂碳掩模層和所述旋涂碳掩模層上方的頂部氮氧化硅掩模層；通過光刻工藝對所述頂部掩模層進行圖案化；在圖案化的所述頂部掩模層上方沉積側墻材料層；對所述側墻材料層和所述頂部氮氧化硅掩模層進行刻蝕以暴露所述旋涂碳掩模層的頂面；以及將所述半導體襯底從所述工藝腔室轉移至光刻膠剝離室中，通過刻蝕工藝去除所述旋涂碳掩模層。

上述技術方案的有益效果如下：在工藝腔室中實施側墻氧化物刻蝕工藝和氮氧化硅(SiON)刻蝕工藝而在光刻膠剝離室中實施旋涂碳刻蝕工藝，可以縮減使用工藝腔室的使用時間而降低制造成本。

基于上述方法的進一步改進，通過光刻工藝對所述頂部掩模層進行圖案化包括：通過所述光刻工藝將所述光刻膠掩模層圖案化為多個第一開口和多個第一凸起，其中，所述第一開口和所述第一凸起相間設置。

基于上述方法的進一步改進，在圖案化的所述頂部掩模層上方沉積側墻材料層包括：通過原子層沉積工藝在所述多個第一開口和所述多個第一凸起上方沉積側墻材料層，以形成多個第二開口。

基于上述方法的進一步改進，所述側墻材料層的頂面包括：位于所述第一凸起的側墻材料層的頂面處的第一頂面和位于所述第一開口中的側墻材料層的第二頂面，其中，所述第一頂面低于所述第二頂面。

基于上述方法的進一步改進，對所述側墻材料層和所述頂部氮氧化硅掩模層進行刻蝕以暴露所述旋涂碳掩模層的頂面包括：通過第一刻蝕工藝對所述第一開口的底面和所述第一凸起的頂面上的所述側墻材料層進行原位刻蝕，以暴露所述頂部氮氧化硅掩模層的頂面和所述第二開口的底面；以及通過第二刻蝕工藝對所述暴露的所述頂部氮氧化硅掩模層進行原位刻蝕，以去除所述頂部氮氧化硅掩模層。

基于上述方法的進一步改進，在所述第一刻蝕工藝和所述第二刻蝕工藝中采用的刻蝕劑包括：CF₄和CHF₃。