一種多晶硅上小尺寸圖形結構的制備方法

一種多晶硅上小尺寸圖形結構的制備方法
【專利摘要】一種多晶硅上小尺寸圖形結構的制備方法，包括多晶硅、APF層圖形結構、氮化硅和氧化硅層圖形結構等，在多晶硅和初始氮化硅圖形結構的表面采取原子層沉積技術沉積一層8～12納米厚的氧化硅，利用氣體干法刻蝕和濕法刻蝕，實現多晶硅上節距23～28納米內的8～12納米線寬的小尺寸氧化硅圖形結構；該制備方法能保證氧化硅圖形結構的平整度，并能保證小尺寸深槽內的介質材料被完全祛除干凈，同時保護溝槽底部及周圍圖形不受損傷，以提高溝槽深度的均勻性，減少了圖形結構中存在柵欄、皺紋或者琢面的缺陷，提高了半導體器件的集成度和使用性能。
【專利說明】一種多晶硅上小尺寸圖形結構的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及集成電路半導體器件的制造【技術領域】，尤其涉及一種應用于多晶硅上圖形結構的制備方法。
【背景技術】
[0002]目前，在集成電路半導體器件的制造技術中，需要用光刻機在多晶硅上進行小尺寸圖形結構的刻蝕制備，刻蝕制備過程是指將襯底上沒有被光刻膠保護的部分以物理或化學的方法去除，從而達到將光掩膜上的圖案轉移到襯底上的目的；隨著半導體器件體積的減小和集成度的提高，要求在保證半導體器件性能的前提下，不斷減小多晶硅上圖形結構的尺寸；目前一般能做到節距46?56納米內的20?30納米的規則線寬圖形結構，如圖1至圖8所示，其中，I為多晶硅，2為APF (無定形碳)，2-1為APF層圖形結構，3為SiOC(硬質掩膜)，3-1為SiOC層圖形結構，4為BARC (有機抗反射涂層)，4_1為BARC層圖形結構，5為光刻膠，5-1為光刻膠圖形結構，5-2為減薄后的光刻膠圖形結構，6為氮化硅，6-1為氮化硅圖形結構，7為氧化硅，7-1為氧化硅圖形結構；其制造步驟包括:步驟A:在晶圓表面依次沉積一層多晶娃、一層APF、一層SiOC、一層BARC和一層光刻膠,并用柵極光罩進行一次曝光，形成光刻膠圖形結構；步驟B:在等離子體的刻蝕條件下，用CL2 (氯氣)、HBr (溴化氫)、02 (氧氣)和CF4 (四氟化碳)的氣體組合物對BARC進行刻蝕，BARC層圖形結構停留在SiOC層；步驟C:在等離子體的刻蝕條件下，用CFJP CH2F2(二氟甲烷)的氣體組合物對SiOC層進行刻蝕，SiOC層圖形結構停留在APF層；步驟D:在等離子體的刻蝕條件下，用SO2 (二氧化硫)和O2的氣體組合物對APF層進行刻蝕，APF層圖形結構停留在多晶硅層上；步驟E:在等離子體的刻蝕條件下，利用CF4和CH2F2的氣體組合物對APF層頂部的SiOC層圖形結構、BARC層圖形結構和減薄后的光刻膠圖形結構進行刻蝕，形成第一次大尺寸APF層圖形結構；步驟F:在多晶硅表面和第一次大尺寸APF層圖形結構基礎上，利用原子層沉積技術沉積一層15?25納米厚的氮化硅；步驟G:在等離子體的刻蝕條件下，用CHF3(三氟甲烷)、CH2F2和CF4的氣體組合物對氮化硅層進行刻蝕，去除APF層圖形結構頂部及多晶硅表面上的氮化硅，在APF層圖形結構側壁形成氮化硅側墻形式的初始氮化硅圖形結構；步驟H:利用在等離子體中用SO2和O2的氣體組合物進行刻蝕時，APF層圖形結構中的APF對初始氮化硅圖形結構中的氮化硅具有高選擇比特性，對APF層圖形結構進行刻蝕，形成沒有APF層圖形結構的初始氮化硅圖形結構。
[0003]但隨著工藝尺寸不斷縮小，特別是20納米及其以下技術中，由于柵極寬度要求進一步減小，目前刻蝕機所用的這種刻蝕方法制備的圖形結構存在柵欄、皺紋或者琢面等缺陷，所以無法保證20納米及其以下的刻蝕中溝槽側壁的平整度和溝槽深度以及寬度的均勻性。
[0004]為了保證半導體器件性能，整個硅片上溝槽側壁的平整度和溝槽深度以及寬度的均勻性必須同時得到控制；為了達到以上目的，目前現有技術是:
[0005]I)提高設備精度，采用浸潤式曝光機；[0006]2)采用LELE方法，即一次光刻工藝和一次刻蝕工藝，然后再來一次光刻和一次刻蝕工藝；
[0007]3) 一次SADP方法，即自對準雙層圖形結構方法。
[0008]但提高設備精度而采用浸潤式曝光機，因為其設備成本和制造成本高，降低了所制備的半導體器件的競爭性；而LELE方法的缺點是兩次光刻的對準要求高，容易發生對準偏差問題而造成刻蝕中溝槽側壁的平整度和溝槽深度的均勻性；一次SADP方法，雖然線寬最小可達到8到12納米，但受光刻限制，節距無法做到30納米的要求。
[0009]綜上所述，目前國內外所用的這種多晶硅上小尺寸圖形結構的制備方法，有以下幾個缺點:
[0010]I)由于柵極寬度要求進一步減小，目前刻蝕機所用的刻蝕方法無法保證20納米及其以下的刻蝕中溝槽側壁的平整度和溝槽深度的均勻性；
[0011]2)提高設備精度而采用浸潤式曝光機，因為其設備成本和制造成本高，降低了所制備的半導體器件的競爭性；
[0012]3) LELE方法的缺點是兩次光刻的對準要求高，容易發生對準偏差問題而造成刻蝕中溝槽側壁的平整度和溝槽深度的均勻性；
[0013]4) 一次SADP方法，雖然線寬最小可達到8到12納米，但受光刻限制，節距無法做到30納米的要求；
[0014]5)目前刻蝕機所用的刻蝕方法制備的圖形結構存在柵欄、皺紋或者琢面等缺陷，影響了半導體器件的使用性能。

【發明內容】

[0015]為了解決現有技術下多晶硅上小尺寸圖形結構的制備中所存在的上述問題，本發明提供了一種多晶硅上小尺寸圖形結構的制備方法，該制備方法在多晶硅上小尺寸圖形結構的制備中，能夠實現多晶硅上節距23?28納米內的8?12納米線寬的小尺寸氧化硅圖形結構，并能保證刻蝕中溝槽側壁的平整度和溝槽深度的均勻性，提高半導體器件的集成度和使用性能。本發明的具體方案如下所述:
[0016]一種多晶硅上小尺寸圖形結構的制備方法，包括多晶硅、多晶硅表面上的初始氮化硅圖形結構，其為節距46?56納米內的20?30納米的規則線寬圖形結構，該初始圖形結構的制備方法包括:步驟A:在晶圓表面依次沉積一層多晶娃、一層APF、一層SiOC、一層BARC和一層光刻膠，并用柵極光罩進行一次曝光，形成光刻膠圖形結構；步驟B:在等離子體的刻蝕條件下，用CL2、HBr、02和CF4的氣體組合物對BARC進行刻蝕，BARC層圖形結構停留在SiOC層；步驟C:在等離子體的刻蝕條件下，用CF4和CH2F2的氣體組合物對SiOC層進行刻蝕，SiOC層圖形結構停留在APF層；步驟D:在等離子體的刻蝕條件下，用SO2和O2的氣體組合物對APF層進行刻蝕，APF層圖形結構停留在多晶硅層上；步驟E:在等離子體的刻蝕條件下，利用CF4和CH2F2的氣體組合物對APF層頂部的SiOC層圖形結構、BARC層圖形結構和減薄后的光刻膠圖形結構進行刻蝕，形成第一次大尺寸APF層圖形結構；步驟F:在多晶硅表面和第一次大尺寸APF層圖形結構基礎上，利用原子層沉積技術沉積一層15?25納米厚的氮化硅；步驟G:在等離子體的刻蝕條件下，用CHF3、CH2F2和CF4的氣體組合物對氮化硅層進行刻蝕，去除APF層圖形結構頂部及多晶硅表面上的氮化硅，在APF層圖形結構側壁形成氮化硅側墻形式的初始氮化硅圖形結構；步驟H:利用在等離子體中用SO2和O2的氣體組合物進行刻蝕時，APF層圖形結構中的APF對初始氮化硅圖形結構中的氮化硅具有高選擇比特性，對APF層圖形結構進行刻蝕，形成沒有APF層圖形結構的初始氮化硅圖形結構；其特征在于，還包括下列工藝步驟:
[0017]第一步:在多晶娃和初始氮化娃圖形結構的表面米取原子層沉積技術沉積一層8?12納米厚的氧化硅；
[0018]第二步:利用氣體干法刻蝕中，氧化硅對初始氮化硅圖形結構中的氮化硅具有高選擇比特性，對氧化硅層進行刻蝕，去除初始氮化硅圖形結構頂部及多晶硅層上的氧化硅，在初始氮化硅圖形結構側壁形成氧化硅側墻形式的氧化硅圖形結構；
[0019]第三步:通過濕法刻蝕組合物中，初始氮化硅圖形結構中的氮化硅對氧化硅圖形結構中的氧化硅具有高選擇比特性，去除初始氮化硅圖形結構，實現多晶硅上節距23?28納米內的8?12納米線寬的無氮化硅的小尺寸氧化硅圖形結構。
[0020]根據本發明的一種多晶硅上小尺寸圖形結構的制備方法，其特征在于，所述的第二步中氧化硅的刻蝕，是在不帶光刻膠的條件下進行的整個氧化硅表層在深度方向統一厚度的刻蝕。
[0021]此處設計目的在于，利用氣體干法刻蝕中，氧化硅對初始氮化硅圖形結構中的氮化硅具有高選擇比特性，對氧化硅層進行刻蝕，在初始氮化硅圖形結構側壁形成氧化硅側墻形式的氧化硅圖形結構，能保證該側墻形式的氧化硅圖形結構的平整度；通過濕法刻蝕組合物中，初始氮化硅圖形結構中的氮化硅對氧化硅圖形結構中的氧化硅具有高選擇比特性，能從刻蝕的溝槽中完全的去除初始氮化硅圖形結構，同時保護溝槽底部及周圍圖形不受損傷，提聞溝槽深度的均勻性，以提聞刻蝕的精度，從而實現多晶娃上節距23?28納米內的8?12納米線寬的無氮化硅的小尺寸氧化硅圖形結構，所以通過薄膜合理搭配的方法，可實現連續兩次SADP，實現更小尺寸的8?12納米線寬的圖形結構。
[0022]根據本發明的一種多晶硅上小尺寸圖形結構的制備方法，其特征在于，所述的第二步中氣體干法刻蝕中所用組合物含有35%?77% (體積百分比)的C4F8(八氟環丁烷)、7%?23% (體積百分比)的O2和15%?50% (體積百分比)的CF4 ;氣體組合物壓強為14?20帕(100?150毫托)。
[0023]根據本發明的一種多晶硅上小尺寸圖形結構的制備方法，其特征在于，所述第二步中氣體干法刻蝕中所用組合物含有57% (體積百分比)的C4F8、13% (體積百分比)的O2和30% (體積百分比)的CF4 ;氣體組合物壓強為17帕(130毫托)。
[0024]根據本發明的一種多晶硅上小尺寸圖形結構的制備方法，其特征在于，所述第二步中干法刻蝕時的組合物溫度為50°C?90°C，刻蝕時間為35?55秒。
[0025]根據本發明的一種多晶硅上小尺寸圖形結構的制備方法，其特征在于，所述第二步中干法刻蝕時的組合物溫度為70°C，刻蝕時間為45秒。
[0026]此處設計目的在于，35%?77% (體積百分比)的C4F8、7%?23% (體積百分比)的O2和15%?50% (體積百分比)的CF4的氣體組合物在壓強為14?20帕(100?150毫托)的條件下，特別是在57% (體積百分比)的C4F8、13% (體積百分比)的O2和30% (體積百分t匕)的CF4的氣體組合物在壓強為17帕(130毫托)，溫度為70°C的條件下，刻蝕時間維持45秒，能保證該側墻形式的氧化硅圖形結構(7-1)的平整度。[0027]根據本發明的一種多晶硅上小尺寸圖形結構的制備方法，其特征在于，所述第三步中濕法刻蝕所用組合物含有75%?85% (重量百分比)的H3PO4 (磷酸)，余量為水。
[0028]根據本發明的一種多晶硅上小尺寸圖形結構的制備方法，其特征在于，所述第三步中濕法刻蝕所用組合物含有80% (重量百分比)的H3PO4，余量為水。
[0029]根據本發明的一種多晶硅上小尺寸圖形結構的制備方法，其特征在于，所述第三步的濕法刻蝕中H3PO4溫度為155°C?168°C。
[0030]根據本發明的一種多晶硅上小尺寸圖形結構的制備方法，其特征在于，所述第三步的濕法刻蝕中H3PO4溫度為165°C。
[0031 ] 此處設計目的在于，75%?85% (重量百分比)的H3PO4,特別是80% (重量百分比)的H3P04，溫度為165°C時，能保證從刻蝕的溝槽中完全的去除初始氮化硅圖形結構，同時保護溝槽底部及周圍圖形不受損傷，提高溝槽深度的均勻性，以提高刻蝕的精度。
[0032]使用本發明的一種多晶硅上小尺寸圖形結構的制備方法獲得了如下有益效果:
[0033]I)本發明的一種多晶硅上小尺寸圖形結構的制備方法，其利用氣體干法刻蝕中，氧化硅對初始氮化硅圖形結構中的氮化硅具有高選擇比特性，對氧化硅層進行刻蝕，在初始氮化硅圖形結構側壁形成氧化硅側墻形式的氧化硅圖形結構，能保證該側墻形式的氧化硅圖形結構的平整度；
[0034]2 )本發明的一種多晶硅上小尺寸圖形結構的制備方法，其能保證從刻蝕的溝槽中完全的去除初始氮化硅圖形結構，同時保護溝槽底部及周圍圖形不受損傷，提高溝槽深度的均勻性，以提高刻蝕的精度；
[0035]3)本發明的一種多晶硅上小尺寸圖形結構的制備方法，在不提高制造設備和產品成本的前提下，提高了半導體器件的集成度和質量；
[0036]4)本發明的一種多晶硅上小尺寸圖形結構的制備方法，在多晶硅上節距23?28納米內刻蝕出了 8?12納米線寬的特征結構，同時又保證了線條邊緣表面的平整性，減少了圖形結構存在柵欄、皺紋或者琢面等缺陷，提高了半導體器件的使用性能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0037]圖1為柵極光罩之前的晶圓表面各層結構示意圖；
[0038]圖2為柵極光罩之后光刻膠層圖形結構示意圖；
[0039]圖3為BARC層圖形結構示意圖；
[0040]圖4為SiOC層圖形結構示意圖；
[0041]圖5為APF層圖形結構示意圖；
[0042]圖6為APF層圖形結構基礎上利用原子層沉積技術沉積一層氮化娃不意圖；
[0043]圖7為在APF層圖形結構側壁形成氮化硅側墻形式的初始氮化硅圖形結構示意圖；
[0044]圖8為沒有APF層圖形結構的初始氮化硅圖形結構示意圖；
[0045]圖9為在多晶硅和初始氮化硅圖形結構的表面沉積一層氧化硅示意圖；
[0046]圖10為在初始氮化硅圖形結構側壁形成氧化硅側墻形式的氧化硅圖形結構示意圖；
[0047]圖11為多晶硅上節距23?28納米內的8?12納米線寬的無氮化硅的小尺寸氧化硅圖形結構示意圖；
[0048]圖中:1-多晶硅，2-APF，2-1-APF層圖形結構，3_Si0C，3_l_Si0C層圖形結構，4-BARC, 4-1-BARC層圖形結構，5-光刻膠，5-1-光刻膠層圖形結構，5_2_減薄后的光刻膠圖形結構，6-氮化硅，6-1-氮化硅層圖形結構，7-氧化硅，7-1-氧化硅層圖形結構。
【具體實施方式】
[0049]下面結合附圖和實施例對本發明的一種多晶硅上小尺寸圖形結構的制備方法做進一步的描述。
[0050]實施例
[0051]如圖9至圖11所示，一種多晶硅上小尺寸圖形結構的制備方法，一種多晶硅上小尺寸圖形結構的制備方法，包括多晶硅1、多晶硅I表面上的初始氮化硅圖形結構6-1，其為節距50納米內的25納米的規則線寬圖形結構，該初始圖形結構的制備方法包括:步驟A:在晶圓表面依次沉積一層多晶娃1、一層APF、一層SiOC、一層BARC和一層光刻膠5,并用柵極光罩進行一次曝光，形成光刻膠圖形結構5-1 ;步驟B:在等離子體的刻蝕條件下，用CL2、HBr、O2和CF4的氣體組合物對BARC進行刻蝕，BARC層圖形結構4_1停留在SiOC層；步驟C:在等離子體的刻蝕條件下，用CF4和CH2F2的氣體組合物對SiOC層進行刻蝕，SiOC層圖形結構3-1停留在APF層；步驟D:在等離子體的刻蝕條件下，用SO2和O2的氣體組合物對APF層進行刻蝕，APF層圖形結構2-1停留在多晶硅I層上；步驟E:在等離子體的刻蝕條件下，利用CF4和CH2F2的氣體組合物對APF層頂部的SiOC層圖形結構3_1、BARC層圖形結構4-1和減薄后的光刻膠圖形結構5-2進行刻蝕，形成第一次大尺寸APF層圖形結構2-1 ;步驟F:在多晶硅I表面和第一次大尺寸APF層圖形結構2-1基礎上，利用原子層沉積技術沉積一層25納米厚的氮化硅6 ;步驟G:在等離子體的刻蝕條件下，用CHF3、CH2F2和CF4的氣體組合物對氮化硅6層進行刻蝕，去除APF層圖形結構2-1頂部及多晶硅I表面上的氮化硅6，在APF層圖形結構2-1側壁形成氮化硅側墻形式的初始氮化硅圖形結構6-1 ;步驟H:利用在等離子體中用SO2和O2的氣體組合物進行刻蝕時，APF層圖形結構2-1中的APF對初始氮化硅圖形結構6-1中的氮化硅具有高選擇比特性，對APF層圖形結構2-1進行刻蝕，形成沒有APF層圖形結構2-1的初始氮化硅圖形結構6-1 ;還包括下列工藝步驟:
[0052]第一步:在多晶硅I和初始氮化硅圖形結構6-1的表面采取原子層沉積技術沉積一層8?12納米厚的氧化硅7 ；
[0053]第二步:利用氣體干法刻蝕中，氧化硅7對初始氮化硅圖形結構6-1中的氮化硅具有高選擇比特性，對氧化硅7層進行刻蝕，去除初始氮化硅圖形結構6-1頂部及多晶硅I層上的氧化硅7，在初始氮化硅圖形結構6-1側壁形成氧化硅側墻形式的氧化硅圖形結構7-1 ；
[0054]第三步:通過濕法刻蝕組合物中，初始氮化硅圖形結構6-1中的氮化硅對氧化硅圖形結構7-1中的氧化硅具有高選擇比特性，去除初始氮化硅圖形結構6-1，實現多晶硅I上節距25納米內的10納米線寬的無氮化硅的小尺寸氧化硅圖形結構7-1。
[0055]第二步中氧化硅7的刻蝕，是在不帶光刻膠的條件下進行的整個氧化硅7表層在深度方向統一厚度的刻蝕。
[0056]利用氣體干法刻蝕中，氧化娃7對初始氮化娃圖形結構6-1中的氮化娃具有高選擇比特性，對氧化硅7層進行刻蝕，在初始氮化硅圖形結構6-1側壁形成氧化硅側墻形式的氧化硅圖形結構7-1，能保證該側墻形式的氧化硅圖形結構7-1的平整度；通過濕法刻蝕組合物中，初始氮化硅圖形結構6-1中的氮化硅對氧化硅圖形結構7-1中的氧化硅具有高選擇比特性，能從刻蝕的溝槽中完全的去除初始氮化硅圖形結構6-1，能保證深槽內的氮化硅被完全祛除干凈，同時保護溝槽底部及周圍圖形不受損傷，提高溝槽深度的均勻性，以提高刻蝕的精度，從而實現多晶硅I上節距25納米內的10納米線寬的無氮化硅的小尺寸氧化硅圖形結構7-1，所以通過薄膜合理搭配的方法，可實現連續兩次SADP，實現更小尺寸的10納米線寬的圖形結構。
[0057]實施證明，第二步中氣體干法刻蝕中所用組合物含有45%(體積百分比)的(；^、15%(體積百分比)的O2和40% (體積百分比)的CF4 ;氣體組合物壓強為18帕(128毫托)時，能保證氧化硅圖形結構的平整度。
[0058]實施證明，第二步中氣體干法刻蝕中所用組合物含有57% (體積百分比)的C4F8、13% (體積百分比)的O2和30% (體積百分比)的CF4 ;氣體組合物壓強為17帕(130毫托)，能更好的保證氧化硅圖形結構的平整度。
[0059]實施證明，第二步中干法刻蝕時的組合物溫度為68°C，刻蝕時間為40秒，能保證刻蝕無皺紋產生。
[0060]實施證明，第二步中干法刻蝕時的組合物溫度為70°C，刻蝕時間為45秒，更能保證氧化硅圖形結構的平整度。
[0061]所以,45% (體積百分比)的C4F8、15% (體積百分比)的O2和40% (體積百分比)的CF4的氣體組合物在壓強為18帕(130毫托)的條件下，特別是在57% (體積百分比)的C4F8、13% (體積百分比)的O2和30% (體積百分比)的CF4的氣體組合物在壓強為17帕(130毫托)，溫度為70°C的條件下，刻蝕時間維持45秒，更能保證該側墻形式的氧化硅圖形結構7-1的平整度。
[0062]實施證明，第三步中濕法刻蝕所用組合物含有75% (重量百分比)的H3PO4，余量為水，溫度為155 °C能保證溝槽深度的均勻性。
[0063]實施證明，第三步中濕法刻蝕所用組合物含有80% (重量百分比)的H3PO4，余量為水，溫度為165°C，更能保證深槽內的氮化硅被完全祛除干凈，同時保護溝槽底部及周圍圖形不受損傷，以進一步的提高溝槽深度的均勻性。
[0064]所以，75%(重量百分比)的H3P04，特別是80%(重量百分比)的H3P04，溫度為165°C時，更能保證深槽內的氮化硅被完全祛除干凈，同時保護溝槽底部及周圍圖形不受損傷，能進一步的提高溝槽深度的均勻性，以提高刻蝕的精度。
[0065]使用本發明的一種多晶硅上小尺寸圖形結構的制備方法，其利用氣體干法刻蝕中，氧化硅對初始氮化硅圖形結構中的氮化硅具有高選擇比特性，對氧化硅層進行刻蝕，在初始氮化硅圖形結構側壁形成氧化硅側墻形式的氧化硅圖形結構，能保證該側墻形式的氧化硅圖形結構的平整度；能保證深槽內的氮化硅被完全祛除干凈，同時保護溝槽底部及周圍圖形不受:損傷，提聞溝槽深度的均勻性，以提聞刻蝕的精度；在不提聞制造設備和廣品成本的前提下，在多晶硅上節距23~28納米內刻蝕出了 8~12納米線寬的特征結構，減少了圖形結構存在柵欄、皺紋或者琢面等缺陷，提高了半導體器件的集成度和質量。本發明適用于各種集成電路半導體器件的小尺寸圖形結構制備【技術領域】。
【權利要求】
1.一種多晶硅上小尺寸圖形結構的制備方法，包括多晶硅(I )、多晶硅(I)表面上的初始氮化硅圖形結構(6-1)，其為節距46~56納米內的20~30納米的規則線寬圖形結構，該初始圖形結構的制備方法包括: 步驟A:在晶圓表面依次沉積一層多晶硅(I)、一層APF (2)、一層SiOC (3)、一層BARC(4)和一層光刻膠(5),并用柵極光罩進行一次曝光,形成光刻膠圖形結構(5-1)； 步驟B:在等離子體的刻蝕條件下，用CL2、HBr, O2和CF4的氣體組合物對BARC (4)進行刻蝕，BARC層圖形結構(4-1)停留在SiOC (3)層; 步驟C:在等離子體的刻蝕條件下，用CF4和CH2F2的氣體組合物對SiOC (3)層進行刻蝕，SiOC層圖形結構(3-1)停留在APF (2)層; 步驟D:在等離子體的刻蝕條件下，用SO2和O2的氣體組合物對APF (2)層進行刻蝕，APF層圖形結構(2-1)停留在多晶硅(I)層上； 步驟E:在等離子體的刻蝕條件下，利用CF4和CH2F2的氣體組合物對APF (2)層頂部的SiOC層圖形結構(3-1)、BARC層圖形結構(4-1)和減薄后的光刻膠圖形結構(5-2)進行刻蝕，形成第一次大尺寸APF層圖形結構(2-1)； 步驟F:在多晶硅(I)表面和第一次大尺寸APF層圖形結構(2-1)基礎上，利用原子層沉積技術沉積一層15~25納米厚的氮化硅(6)； 步驟G:在等離子體的刻蝕條件下，用CHF3、CH2F2和CF4的氣體組合物對氮化硅(6)層進行刻蝕，去除APF層圖形結構(2-1)頂部及多晶硅(I)表面上的氮化硅(6)，在APF層圖形結構(2-1)側壁形成氮化硅側墻形式的初始氮化硅圖形結構(6-1)； 步驟H:利用在等離子體中用SOdPO2的氣體組合物進行刻蝕時，APF層圖形結構(2-1)中的APF對初始氮化硅圖形結構(6-1)中的氮化硅具有高選擇比特性，對APF層圖形結構(2-1)進行刻蝕，形成沒有APF層圖形結構(2-1)的初始氮化硅圖形結構(6-1)； 其特征在于，還包括下列工藝步驟: 第一步:在多晶娃(I)和初始氮化娃圖形結構(6-1)的表面米取原子層沉積技術沉積一層8~12納米厚的氧化硅(7)； 第二步:利用氣體干法刻蝕中，氧化硅(7)對初始氮化硅圖形結構(6-1)中的氮化硅具有高選擇比特性，對氧化硅(7)層進行刻蝕，去除初始氮化硅圖形結構(6-1)頂部及多晶硅(I)層上的氧化硅(7)，在初始氮化硅圖形結構(6-1)側壁形成氧化硅側墻形式的氧化硅圖形結構(7-1)； 第三步:通過濕法刻蝕組合物中，初始氮化硅圖形結構(6-1)中的氮化硅對氧化硅圖形結構(7-1)中的氧化硅具有高選擇比特性，去除初始氮化硅圖形結構(6-1 )，實現多晶硅(I)上節距23~28納米內的8~12納米線寬的無氮化硅的小尺寸氧化硅圖形結構(7_1)。
2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述的第二步中氧化硅(7)的刻蝕，是在不帶光刻膠的條件下進行的整個氧化硅(7)表層在深度方向統一厚度的刻蝕。
3.根據權利要求1至2任一項所述的制備方法，其特征在于，所述的第二步中氣體干法刻蝕中所用組合物含有35%~77% (體積百分比)的C4F8、7%~23% (體積百分比)的O2和15%~50% (體積百分比)的CF4 ;氣體組合物壓強為14~20帕(100~150毫托)。
4.根據權利要求1至2任一項所述的制備方法，其特征在于，所述第二步中氣體干法刻蝕中所用組合物含有57% (體積百分比)的C4F8、13% (體積百分比)的O2和30% (體積百分t匕)的CF4 ;氣體組合物壓強為17帕(130毫托)。
5.根據權利要求1至2任一項所述的制備方法，其特征在于，所述第二步中干法刻蝕時的組合物溫度為50°C~90°C，刻蝕時間為35~55秒。
6.根據權利要求1至2任一項所述的制備方法，其特征在于，所述第二步中干法刻蝕時的組合物溫度為70°C，刻蝕時間為45秒。
7.根據權利要求1至2任一項所述的制備方法，其特征在于，所述第三步中濕法刻蝕所用組合物含有75%~85% (重量百分比)的H3PO4，余量為水。
8.根據權利要求1至2任一項所述的制備方法，其特征在于，所述第三步中濕法刻蝕所用組合物含有80% (重量百分比)的H3PO4，余量為水。
9.根據權利要求1至2任一項所述的制備方法，其特征在于，所述第三步的濕法刻蝕中H3PO4 溫度為 155°C~168°C。
10.根據權利要求1至2任一項所述的制備方法，其特征在于，所述第三步的濕法刻蝕中H3PO4溫度為165°C。
【文檔編號】H01L21/311GK103928304SQ201410161318
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年4月22日 優先權日:2014年4月22日
【發明者】崇二敏, 朱軼錚 申請人:上海華力微電子有限公司