改善侧墙刻蚀中刻蚀停止层凹陷的方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115602536A(43)申请公布日2023.01.13(21)申请号202211164141.8(22)申请日2022.09.23(71)申请人上海华力集成电路制造有限公司地址201203上海市浦东新区康桥东路298号1幢1060室(72)发明人张胜(74)专利代理机构上海浦一知识产权代理有限公司31211专利代理师刘昌荣(51)Int.Cl.H01L21/306(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图4页(54)发明名称改善侧墙刻蚀中刻蚀停止层凹陷的方法(57)摘要本发明提供一种改善侧墙刻蚀中刻蚀停止层凹陷的方法，提供衬底，衬底上形成有叠层，叠层上形成有牺牲层；在牺牲层上形成光刻胶层，光刻打开光刻胶层使得其下方的牺牲层裸露，刻蚀部分裸露的牺牲层形成凹槽，使得凹槽的底部与叠层间保留部分牺牲层，用以形成芯模图形；在芯模图形上形成掩膜层；刻蚀硬掩膜层及其下方的牺牲层至叠层的上方形成侧墙，使得除侧墙下方以外的牺牲层裸露；刻蚀去除裸露的牺牲层。本发明在芯模图形刻蚀时，通过调节刻蚀的时间，使得非芯模图形区域剩余一层无定形硅，在侧墙刻蚀时，非芯模图形区域剩余一层无定形硅将作为刻蚀的缓冲层，保护底部的刻蚀停止层，从而改善凹陷问题。CN115602536ACN115602536A权利要求书1/1页1.一种改善侧墙刻蚀中刻蚀停止层凹陷的方法，其特征在于，至少包括：步骤一、提供衬底，所述衬底上形成有叠层，所述叠层上形成有牺牲层；步骤二、在所述牺牲层上形成光刻胶层，光刻打开所述光刻胶层使得其下方的所述牺牲层裸露，刻蚀部分裸露的所述牺牲层形成凹槽，使得所述凹槽的底部与所述叠层间保留部分所述牺牲层，用以形成芯模图形；步骤三、在所述芯模图形上形成掩膜层；步骤四、刻蚀所述硬掩膜层及其下方的所述牺牲层至所述叠层的上方形成侧墙，使得除所述侧墙下方以外的所述牺牲层裸露；步骤五、刻蚀去除裸露的所述牺牲层。2.根据权利要求1所述的改善侧墙刻蚀中刻蚀停止层凹陷的方法，其特征在于：步骤一中的所述衬底为硅衬底。3.根据权利要求1所述的改善侧墙刻蚀中刻蚀停止层凹陷的方法，其特征在于：步骤一中的所述叠层由自下而上的第一氧化层、氮化层、第二氧化层组成。4.根据权利要求1所述的改善侧墙刻蚀中刻蚀停止层凹陷的方法，其特征在于：步骤一中所述牺牲层的材料为无定形硅。5.根据权利要求1所述的改善侧墙刻蚀中刻蚀停止层凹陷的方法，其特征在于：步骤二中以干法刻蚀的方法刻蚀部分裸露的所述牺牲层形成所述凹槽。6.根据权利要求1所述的改善侧墙刻蚀中刻蚀停止层凹陷的方法，其特征在于：步骤三中的所述掩膜层的材料为氮化硅。7.根据权利要求1所述的改善侧墙刻蚀中刻蚀停止层凹陷的方法，其特征在于：步骤四中所述刻蚀的方法为干法刻蚀。8.根据权利要求1所述的改善侧墙刻蚀中刻蚀停止层凹陷的方法，其特征在于：步骤五中以湿法刻蚀的方法去除裸露的所述牺牲层。9.根据权利要求1所述的改善侧墙刻蚀中刻蚀停止层凹陷的方法，其特征在于：所述方法用于14nm及以下技术节点的工艺。2CN115602536A说明书1/3页改善侧墙刻蚀中刻蚀停止层凹陷的方法技术领域[0001]本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及一种改善侧墙刻蚀中刻蚀停止层凹陷的方法。背景技术[0002]现有技术中，14nm制程中采用三维立体型结构的FinFET(鳍式晶体管)作为集成电路的晶体管。该工艺需要经过硬掩膜层沉积、芯模图形(mandrel)刻蚀(刻蚀牺牲层形成芯模图形)、侧墙刻蚀、SIT(Sidewallimagetransfer，侧墙图形转移)以及Fin刻蚀后才能得到FinFET的三维结构。[0003]目前，在侧墙刻蚀工艺中，包括以下步骤：[0004]步骤一，提供衬底101，衬底101上形成有叠层，叠层上形成有牺牲层105，形成如图1所示的结构；[0005]步骤二，在牺牲层105上形成光刻胶层，光刻打开光刻胶层使得其下方的牺牲层105裸露，刻蚀裸露的牺牲层105形成凹槽使得其下方的叠层105裸露，用以形成芯模图形106，形成如图2所示的结构；[0006]步骤三，在芯模图形106上形成掩膜层107，形成如图3所示的结构；[0007]步骤四，刻蚀硬掩膜层107至叠层的上方形成侧墙108，在侧墙108刻蚀时，非芯模区域上的叠层上会产生凹陷109的问题；[0008]步骤五，刻蚀去除裸露的牺牲层105，形成如图4所示的结构。[0009]为了去除芯模图形会有两次过刻蚀，造成非芯模图形区域的刻蚀停止层(通常为氧化层)产生凹陷109的问题。这一问题将传递至后续工艺，产生不同长度的Fin结构。[0010]为解决上述问题，需要提出一种新型的改善侧墙刻蚀中刻蚀停止层凹陷的方法。发明内容[0011]鉴于以上所