一种底部无负载的自对准双层图形的制作方法技术

本发明专利技术提供一种底部无负载的自对准双层图形的制作方法，包括：在底部介质层上依次形成无定形碳膜和硬质掩膜层；采用光刻和刻蚀工艺，图案化硬质掩膜层；以图案化的硬质掩膜层作为掩膜，采用刻蚀工艺刻蚀无定形碳膜，向下刻蚀的高度小于无定形碳膜的厚度；刻蚀去除硬质掩膜层；再次向下刻蚀无定形碳膜，并停止于底部介质层表面；在底部介质层上形成隔离侧墙；去除无定形碳膜，从而形成自对准双层图形。本发明专利技术的方法，可以有效避免现有工艺中对底部造成的损伤，能够制备出底部无负载的自对准双层图形。

【技术实现步骤摘要】
一种底部无负载的自对准双层图形的制作方法
本专利技术涉及半导体
，特别涉及一种底部无负载的自对准双层图形的制作方法。
技术介绍
随着工艺尺寸不断缩小，特别是20nm及其以下技术中，自对准双层图形工艺（SADP）被广泛应用于有源区（AA），多晶硅（POLY）等关键层图形的形成。通常情况下，请参阅图1-10，图1为现有的自对准双层图形的制作方法的流程示意图，图2-10为现有的自对准双层图形的制作方法的具体步骤所对应的截面结构示意图，其具体步骤为：步骤L01：请参阅图2，在底部介质层1’上依次形成无定形碳膜2’和硬质掩膜层3’；步骤L02：请参阅图3-5，采用光刻和刻蚀工艺，图案化硬质掩膜层3’；这里，首先，请参阅图3，在硬质掩膜层3’上沉积抗反射层4’和光刻胶5’；然后，请参阅图4，采用光刻工艺，图案化该光刻胶5’；最后，请参阅图5，可以采用等离子体干法刻蚀工艺刻蚀抗反射层4’和硬质掩膜层5’，图案化硬质掩膜层3’后，将抗反射层4’去除，去除的方法可以为湿法刻蚀工艺。步骤L03：请参阅图6，以图案化的硬质掩膜层3’作为掩膜，采用刻蚀工艺刻蚀无定形碳膜2’，并停止于底部介质层1’表面；步骤L04：请参阅图7-8，在底部介质层1’上形成隔离侧墙6’；这里，首先，在底部介质层1’上沉积一层隔离介质层；然后，刻蚀掉无定形碳膜2’顶部和底部介质层1’表面的隔离介质层，从而形成隔离侧墙6’；步骤L05：请参阅图9，经刻蚀工艺，去除无定形碳膜6’顶部的硬质掩膜层3’；由于在刻蚀去除硬质掩膜层3’的过程中，底部介质层1’也不可避免受到刻蚀损伤，从而形成了底部负载现象，如图9中虚线框区域为底部负载位置，这种底部负载将影响后续工艺的进行和器件质量。步骤L06：请参阅图10，去除无定形碳膜2’，保留其两侧的隔离侧墙，即形成自对准双层图形结构。由于上述工艺中采用硬质掩膜层，在后续工艺中，必须去除该硬质掩膜层，否则无法去除无定形碳膜或者有残留。然而，在去除无定形碳膜之前刻蚀去除硬质掩膜层，会使底部介质层受到损伤，导致底部出现负载效应。图10中虚线框区域为底部负载位置，可以看到采用现有制作方法形成的自对准双层图形结构带有底部负载。因此，需要探索一种自对准双层图形的制作方法，避免底部出现负载效应。
技术实现思路
为了克服上述问题，本专利技术旨在提供一种自对准双层图形的制作方法，避免在刻蚀过程中对底部造成损伤，从而制备出底部无负载的自对准双层图形。本专利技术提供一种底部无负载的自对准双层图形的制作方法，包括以下步骤：步骤S01：在底部介质层上依次形成无定形碳膜和硬质掩膜层；步骤S02：采用光刻和刻蚀工艺，图案化所述硬质掩膜层；步骤S03：以图案化的所述硬质掩膜层作为掩膜，采用刻蚀工艺刻蚀所述无定形碳膜，向下刻蚀的高度小于所述无定形碳膜的厚度；步骤S04：刻蚀去除所述硬质掩膜层；步骤S05：采用刻蚀工艺，再次向下刻蚀所述无定形碳膜，并停止于所述底部介质层表面；步骤S06：在所述底部介质层上形成隔离侧墙；步骤S07：去除所述无定形碳膜，从而形成所述的自对准双层图形。优选地，所述硬质掩膜层的材料为SiOC。优选地，采用氟系气体刻蚀去除所述硬质掩膜层。优选地，所述氟系气体为CF4和CH2F2的混合气体。优选地，所述氟系气体中，CF4的流量为10-50sccm，CH2F2的流量为10-50sccm。优选地，所述步骤S04中，采用的反应压强为2-10mTorr，上电极功率为350-450瓦，反应时间为10-20秒。优选地，采用包含有SO2和O2的混合气体来刻蚀所述无定形碳膜。优选地，所述刻蚀工艺为等离子体干法刻蚀工艺。优选地，所述步骤S02具体包括：步骤A01：在所述硬质掩膜层上依次涂覆抗反射层和光刻胶；步骤A02：采用光刻工艺，图案化所述光刻胶；步骤A03：以所述图案化的光刻胶为模版，采用等离子体干法刻蚀工艺刻蚀所述抗反射层和所述硬质掩膜层；步骤A04：去除所述抗反射层。优选地，所述底部介质层的材料为氮化硅或氧化硅。本专利技术的自对准双层图形的制作方法，在刻蚀无定形碳膜的过程中，改进现有的制作方法，首先，刻蚀一定量的无定形碳膜，比如向下刻蚀的高度为无定形碳膜厚度的2/3；然后，刻蚀硬质掩膜层，比如，采用氟系气体刻蚀SiOC硬质掩膜层，由于底部介质层上保留有无定形碳膜，确保了底部介质层在刻蚀硬质掩膜层的过程中不会受到损伤，从而避免了底部出现负载现象；接着，继续向下刻蚀无定形碳膜，并停止于底部介质层表面；最后，制备隔离侧墙，并去除无定形碳膜，从而形成自对准双层图形，避免了现有工艺中隔离侧墙形成后，刻蚀去除硬质掩膜层所导致底部出现负载的弊端。附图说明图1为现有的自对准双层图形的制作方法的流程示意图图2-10为现有的自对准双层图形的制作方法的具体步骤所对应的截面结构示意图图11为本专利技术的一个较佳实施例的自对准双层图形的制作方法的流程示意图图12-18为本专利技术的上述较佳实施例的自对准双层图形的制作方法的具体步骤所对应的截面结构示意图具体实施方式为使本专利技术的内容更加清楚易懂，以下结合说明书附图，对本专利技术的内容作进一步说明。当然本专利技术并不局限于该具体实施例，本领域内的技术人员所熟知的一般替换也涵盖在本专利技术的保护范围内。以下将结合具体实施例和附图11-18对本专利技术的自对准双层图形的制作方法作进一步详细说明。图11为本专利技术的一个较佳实施例的自对准双层图形的制作方法的流程示意图，图12-18为本专利技术的上述较佳实施例的自对准双层图形的制作方法的具体步骤所形成的截面结构示意图。请参阅图11，本专利技术的本实施例的自对准双层图形的制作方法，包括：步骤S01：请参阅图12，在底部介质层1上依次形成无定形碳膜2和硬质掩膜层3；具体的，本实施例中，底部介质层1可以为氮化硅膜或氧化硅膜；可以但不限于采用化学气相沉积法来形成无定形碳膜2和硬质掩膜层3，硬质掩膜层3的材料可以为SiOC。步骤S02：请参阅图13，采用光刻和刻蚀工艺，图案化硬质掩膜层3；具体的，本实施例中，首先，可以在硬质掩膜层3上依次涂覆抗反射层和光刻胶；其次，采用光刻工艺，图案化光刻胶；然后，以光刻胶为模版，可以但不限于采用等离子体干法刻蚀工艺刻蚀抗反射层和硬质掩膜层3；需要说明的是，步骤S01和步骤S02均可以采用现有的成熟工艺来制备，本专利技术不再对此具体工艺进行赘述。步骤S03：请参阅图14，以图案化的硬质掩膜层3作为掩膜，采用刻蚀工艺刻蚀无定形碳膜2，向下刻蚀的高度小于无定形碳膜2的厚度；具体的，本实施例中，可以采用等离子体干法刻蚀工艺来刻蚀无定形碳膜2，所采用的刻蚀气体可以为包含有SO2和O2的混合气体，该刻蚀气体对无定形碳膜2和硬质掩膜层3的选择刻蚀比高；向下刻蚀无定形碳膜2的高度应当小于无定形碳膜2的厚度，应当保留一定厚度的无定形碳膜2以至于不暴露出底部介质层，较佳地，向下刻蚀的高度可以为无定形碳膜厚度的2/3。步骤S04：请参阅图15，刻蚀去除硬质掩膜层3；具体的，本实施例中，所采用的刻蚀气体为氟系气体，较佳地，可以采用CF4和CH2F2的混合气体来刻蚀硬质掩膜层3。需要说明的是，本步骤的具体工艺参数可以根据实际工艺要求来设定，在本实施例中，所采用的工艺参数可以但不限于为：采用的反应压强为2-10mTorr本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种底部无负载的自对准双层图形的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S01：在底部介质层上依次形成无定形碳膜和硬质掩膜层；步骤S02：采用光刻和刻蚀工艺，图案化所述硬质掩膜层；步骤S03：以图案化的所述硬质掩膜层作为掩膜，采用刻蚀工艺刻蚀所述无定形碳膜，向下刻蚀的高度小于所述无定形碳膜的厚度；步骤S04：刻蚀去除所述硬质掩膜层；步骤S05：采用刻蚀工艺，再次向下刻蚀所述无定形碳膜，并停止于所述底部介质层表面；步骤S06：在所述底部介质层上形成隔离侧墙；步骤S07：去除所述无定形碳膜，从而形成所述的自对准双层图形。

【技术特征摘要】
1.一种底部无负载的自对准双层图形的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S01：在底部介质层上依次形成无定形碳膜和硬质掩膜层；步骤S02：采用光刻和刻蚀工艺，图案化所述硬质掩膜层；步骤S03：以图案化的所述硬质掩膜层作为掩膜，采用刻蚀工艺刻蚀所述无定形碳膜，向下刻蚀的高度小于所述无定形碳膜的厚度；向下刻蚀的高度为无定形碳膜厚度的2/3，保留无定形碳膜厚度的1/3；步骤S04：在保留的1/3厚度的无定形碳膜保护底部介质层的情况下，刻蚀去除所述硬质掩膜层；采用氟系气体刻蚀去除所述硬质掩膜层，所述氟系气体为CF4和CH2F2的混合气体，CF4的流量为10-50sccm，CH2F2的流量为10-50sccm；步骤S05：采用刻蚀工艺，再次向下刻蚀所述无定形碳膜，并停止于所述底部介质层表面；步骤S06：在所述底部介质层上形成隔离侧墙；步骤S07：去除所述无定形碳膜，从而形成所述的自...

【专利技术属性】
技术研发人员：崇二敏，朱轶铮，黄君，
申请(专利权)人：上海华力微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31