图案化的方法与流程

1.本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种图案化的方法。


背景技术：

2.随着半导体器件的尺寸不断缩小，在薄膜图案化时的工艺难度不断增加。为了形成微小尺寸的图案，改进刻蚀工艺势在必行。
3.目前常用的刻蚀方法中，在待刻蚀材料上形成无定形碳膜和sion层，但是在刻蚀时，发明人发现，很难得到垂直的侧壁，这对于形成小尺寸图案是非常不利的。


技术实现要素：

4.为解决上述问题，本发明提供了一种图案化的方法，能够改善待刻蚀层上方的薄膜刻蚀特性，得到基本垂直的侧壁。
5.本发明提供一种图案化的方法，包括：
6.在要被刻蚀的目标层上形成牺牲层，所述牺牲层为低密度碳薄膜；
7.在所述牺牲层上形成以siocn为材料的硬掩膜层；
8.在所述牺牲层和所述硬掩膜层上形成刻蚀图案；
9.以形成的刻蚀图案对所述目标层进行刻蚀。
10.可选地，所述牺牲层以pecvd方式形成，包括：
11.向反应室通入含有碳元素和氢元素的第一反应气体以及惰性气体，气体流速控制在10～5000sccm，温度为100～800℃，压力为1～100torr。
12.可选地，所述第一反应气体使用c3h6、c2h4、c2h2、c2h6和c3h8中的任一种。
13.可选地，所述惰性气体使用氩气(ar)、氦气(he)和氯气(cl)中的任一种。
14.可选地，所述硬掩膜层以pecvd方式形成，包括：
15.向反应室通入含有硅元素、氧元素、碳元素和氮元素的第二反应气体以及氨气(nh3)，所述第二反应气体的流速控制在1～5000sccm，所述氨气的流速控制在1～1000sccm，温度为100～600℃，压力为1～100torr。
16.可选地，所述第二反应气体为sih4、n2o和碳氢化合物气体的混合气体。
17.可选地，所述碳氢化合物气体使用c3h6、c2h4、c2h2、c2h6和c3h8中的任一种。
18.可选地，在所述牺牲层和所述硬掩膜层上形成刻蚀图案，包括：
19.使用干法刻蚀对所述硬掩膜层进行刻蚀，形成刻蚀图案；
20.以刻蚀后的硬掩膜层为掩膜对所述牺牲层进行刻蚀，将刻蚀图案转移到所述牺牲层。
21.本发明提供的图案化的方法，改良待刻蚀目标层上方的牺牲层和硬掩膜层，刻蚀后得到的图案具有基本垂直的侧壁，特别适用于微小尺寸的刻蚀工艺，可以在目标层上得到微细图案。
附图说明
22.图1为本发明一实施例提供的图案化的方法的流程示意图；
23.图2为应用本发明实施例提供的图案化方法形成刻蚀图案的结构示意图。
具体实施方式
24.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。
25.在附图中示出了根据本公开实施例的各种结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状以及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
26.在本公开的上下文中，当将一层/元件称作位于另一层/元件“上”时，该层/元件可以直接位于该另一层/元件上，或者它们之间可以存在居中层/元件。另外，如果在一种朝向中一层/元件位于另一层/元件“上”，那么当调转朝向时，该层/元件可以位于该另一层/元件“下”。
27.图1为本发明实施例提供的一种图案化的方法的流程示意图。如图1所示，本发明实施例提供一种图案化的方法，该方法包括：
28.步骤101，在要被刻蚀的目标层上形成牺牲层，该牺牲层为低密度碳薄膜；
29.步骤102，在牺牲层上形成以siocn为材料的硬掩膜层；
30.步骤103，在牺牲层和硬掩膜层上形成刻蚀图案；
31.步骤104，以形成的刻蚀图案对目标层进行刻蚀。
32.作为一种实施方式，步骤101，在形成牺牲层时，可以采用pecvd(等离子体增强化学气相沉积)的方式来形成。具体地，向反应室通入含有碳元素和氢元素的第一反应气体以及惰性气体，气体流速控制在10～5000sccm，温度为100～800℃，压力为1～100torr。其中，第一反应气体可以使用c3h6、c2h4、c2h2、c2h6和c3h8中的任一种。惰性气体可以使用氩气(ar)、氦气(he)和氯气(cl)中的任一种。
33.进一步地，步骤102，在形成硬掩膜层时，可以采用pecvd的方式来形成。具体地，向反应室通入含有硅元素、氧元素、碳元素和氮元素的第二反应气体以及氨气(nh3)，第二反应气体的流速控制在1～5000sccm，氨气的流速控制在1～1000sccm，温度为100～600℃，压力为1～100torr。其中，第二反应气体可以使用sih4、n2o和碳氢化合物气体的混合气体。碳氢化合物气体使用c3h6、c2h4、c2h2、c2h6和c3h8中的任一种。
34.进一步地，步骤103，在牺牲层和硬掩膜层上形成刻蚀图案，具体包括：使用干法刻蚀对硬掩膜层进行刻蚀，形成刻蚀图案；以刻蚀后的硬掩膜层为掩膜对牺牲层进行刻蚀，将刻蚀图案转移到牺牲层。最后再对待刻蚀的目标层进行刻蚀。
35.参考图2，其中201表示待刻蚀的目标层，202表示低密度碳薄膜，203表示siocn薄
膜。图2中示出了刻蚀后形成的刻蚀图案，具有基本垂直的侧壁。
36.本发明实施例提供的图案化的方法，改良待刻蚀目标层上方的牺牲层和硬掩膜层，刻蚀后得到的图案具有基本垂直的侧壁，特别适用于微小尺寸的刻蚀工艺，可以在目标层上得到微细图案。
37.另外需要说明的是，形成的牺牲层和硬掩膜层可以不止一层，根据需要可以反复形成交替的牺牲层和硬掩膜层。
38.在以上的描述中，对于各层的构图、刻蚀等技术细节并没有做出详细的说明。但是本领域技术人员应当理解，可以通过各种技术手段，来形成所需形状的层、区域等。另外，为了形成同一结构，本领域技术人员还可以设计出与以上描述的方法并不完全相同的方法。另外，尽管在以上分别描述了各实施例，但是这并不意味着各个实施例中的措施不能有利地结合使用。
39.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。


技术特征：
1.一种图案化的方法，其特征在于，包括：在要被刻蚀的目标层上形成牺牲层，所述牺牲层为低密度碳薄膜；在所述牺牲层上形成以siocn为材料的硬掩膜层；在所述牺牲层和所述硬掩膜层上形成刻蚀图案；以形成的刻蚀图案对所述目标层进行刻蚀。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述牺牲层以pecvd方式形成，包括：向反应室通入含有碳元素和氢元素的第一反应气体以及惰性气体，气体流速控制在10～5000sccm，温度为100～800℃，压力为1～100torr。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一反应气体使用c3h6、c2h4、c2h2、c2h6和c3h8中的任一种。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述惰性气体使用氩气(ar)、氦气(he)和氯气(cl)中的任一种。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述硬掩膜层以pecvd方式形成，包括：向反应室通入含有硅元素、氧元素、碳元素和氮元素的第二反应气体以及氨气(nh3)，所述第二反应气体的流速控制在1～5000sccm，所述氨气的流速控制在1～1000sccm，温度为100～600℃，压力为1～100torr。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第二反应气体为sih4、n2o和碳氢化合物气体的混合气体。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述碳氢化合物气体使用c3h6、c2h4、c2h2、c2h6和c3h8中的任一种。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述牺牲层和所述硬掩膜层上形成刻蚀图案，包括：使用干法刻蚀对所述硬掩膜层进行刻蚀，形成刻蚀图案；以刻蚀后的硬掩膜层为掩膜对所述牺牲层进行刻蚀，将刻蚀图案转移到所述牺牲层。

技术总结
本发明提供一种图案化的方法，包括：在要被刻蚀的目标层上形成牺牲层，该牺牲层为低密度碳薄膜；在牺牲层上形成以SiOCN为材料的硬掩膜层；在牺牲层和硬掩膜层上形成刻蚀图案；以形成的刻蚀图案对目标层进行刻蚀。本发明能够改善待刻蚀层上方的薄膜刻蚀特性，得到基本垂直的侧壁。垂直的侧壁。垂直的侧壁。


技术研发人员：金志勋 白国斌 高建峰 王桂磊 田光辉 崔恒玮
受保护的技术使用者：真芯（北京）半导体有限责任公司
技术研发日：2021.02.20
技术公布日：2022/8/29