形成具有倾斜侧壁的材料层的方法及半导体器件技术

本发明专利技术涉及一种形成具有倾斜侧壁的材料层的方法及半导体器件。该方法包括：在第一薄膜上形成底层光刻胶和顶层光刻胶；顶层光刻胶与底层光刻胶均为正胶，底层光刻胶比顶层光刻胶的光敏度低；或底层光刻胶与顶层光刻胶均为负胶，底层光刻胶的光敏度比顶层光刻胶的光敏度高；曝光、显影后形成光刻层，刻蚀第一薄膜形成侧壁倾角小于等于80度的材料层。本方法避免了在材料层形成后沉积二氧化硅时材料层侧壁沉积的二氧化硅偏薄，后续湿法工艺去除多余的二氧化硅时，腐蚀液钻蚀到材料层下方形成空洞的问题，以及材料层形成后溅射金属薄膜，刻蚀去除多余的金属薄膜时侧壁金属薄膜的残留问题，提高了器件的良率。

Method of forming material layer with inclined sidewall and semiconductor device

【技术实现步骤摘要】
形成具有倾斜侧壁的材料层的方法及半导体器件
本专利技术涉及半导体
，特别是涉及一种形成具有倾斜侧壁的材料层的方法及半导体器件。
技术介绍
传统工艺中多晶硅层的形成方式是在多晶硅薄膜淀积后通过涂覆光刻胶、曝光和显影形成光刻层，然后采用干法刻蚀去除未被光刻胶覆盖的多晶硅薄膜及光刻层，从而形成多晶硅层，但是这种方式形成的多晶硅层，侧壁形貌比较陡直，多晶硅层的侧壁倾角通常大于80度。如果在多晶硅层形成后淀积二氧化硅，在二氧化硅沉积过程中侧壁形成的二氧化硅相对较薄，后续采用湿法工艺去除多余的二氧化硅时，腐蚀液容易钻蚀并在多晶硅层下方形成空洞，影响器件的性能。如果在多晶硅层形成后溅射金属薄膜，经光刻曝光、显影后侧壁处容易残留光刻胶，后续刻蚀去除多余的金属薄膜时侧壁残留有金属，导致器件失效。
技术实现思路
基于此，有必要针对上述问题，提供一种形成具有倾斜侧壁的材料层的方法及半导体器件。一种形成具有倾斜侧壁的材料层的方法，包括：获取衬底，所述衬底上形成有第一薄膜；在所述第一薄膜上形成底层光刻胶；在所述第一薄膜上形成顶层光刻胶；所述顶层光刻胶与所述底层光刻胶均为正胶，所述底层光刻胶的光敏度比所述顶层光刻胶的光敏度低；或所述顶层光刻胶与所述低层光刻胶均为负胶，所述底层光刻胶的光敏度比所述顶层光刻胶的光敏度高；对所述底层光刻胶和所述顶层光刻胶进行曝光、显影，形成光刻层；刻蚀所述第一薄膜并去除所述光刻层形成侧壁倾角小于等于80度的材料层；其中，侧壁倾角是指材料层侧壁与材料层底部的夹角。在其中一个实施例中，刻蚀所述第一薄膜并去除所述光刻层形成侧壁倾角小于等于80度的材料层的步骤包括：通过控制刻蚀工艺对所述第一薄膜和所述光刻层的刻蚀选择比，使得在刻蚀所述第一薄膜过程中所述光刻层被部分刻蚀，从而使得所述材料层的侧壁形成具有小于等于80度侧壁倾角的的形貌；对剩余的光刻层进行去胶处理。在其中一个实施例中，所述顶层光刻胶的厚度大于所述底层光刻胶的厚度。在其中一个实施例中，所述底层光刻胶的厚度大于等于0.7微米且小于等于1.5微米，所述顶层光刻胶的厚度大于3微米且小于5微米。在其中一个实施例中，所述底层光刻胶的厚度大于等于0.7微米且小于等于1微米，所述顶层光刻胶的厚度大于3微米且小于5微米。在其中一个实施例中，所述材料层为多晶硅层，所述材料层的侧壁倾角大于等于50度。在其中一个实施例中，所述材料层为多晶硅层，所述材料层的侧壁倾角大于等于60度且小于等于70度。在其中一个实施例中，所述曝光的曝光能量大于等于临界曝光能量且小于等于临界曝光能量的1.2倍，临界曝光能量指的是所述底层光刻胶与所述顶层光刻胶均能曝光的临界能量。在其中一个实施例中，所述刻蚀为感应耦合等离子体刻蚀。在其中一个实施例中，所述感应耦合等离子体刻蚀的工艺气体包括氧气，所述工艺气体还至少包括氯气、六氟化硫、四氟化碳中的一种，或所述工艺气体至少包括溴化氢、四氟化碳、三氟甲烷中的一种。上述形成具有倾斜侧壁的材料层的方法，通过在形成有第一薄膜的衬底上涂覆底层光刻胶和顶层光刻胶，所述顶层光刻胶与所述底层光刻胶均为正胶，所述底层光刻胶的光敏度比所述顶层光刻胶的光敏度低；或所述顶层光刻胶与所述低层光刻胶均为负胶，所述底层光刻胶的光敏度比所述顶层光刻胶的光敏度高；对底层光刻胶和所述顶层光刻胶进行曝光、显影，形成光刻层，刻蚀第一薄膜并去除光刻层形成侧壁倾角小于等于80度的材料层；其中，侧壁倾角是指所述材料层侧壁与所述材料层底部的夹角。通过本方法避免了在材料层形成后沉积二氧化硅时材料层侧壁沉积的二氧化硅偏薄，后续湿法工艺去除多余的二氧化硅时，腐蚀液钻蚀到材料层下方形成空洞的问题，以及材料层形成后溅射金属薄膜，刻蚀去除多余的金属薄膜时侧壁金属薄膜的残留问题，提高了器件的良率。一种半导体器件，包括衬底、多晶硅层，所述多晶硅层是通过上述任一项所述的方法形成的具有倾斜侧壁的多晶硅层。在其中一个实施例中，所述多晶硅层为多晶硅栅。上述半导体器件，包括衬底、多晶硅层，其中多晶硅层是通过上述任一项所述的方法形成的具有倾斜侧壁的多晶硅层。该器件避免了在材料层形成后沉积二氧化硅时材料层侧壁沉积的二氧化硅偏薄，后续湿法工艺去除多余的二氧化硅时，腐蚀液钻蚀到材料层下方形成空洞的问题，以及材料层形成后溅射金属薄膜，刻蚀去除多余的金属薄膜时侧壁金属薄膜的残留问题，提高了器件的良率。附图说明图1为一实施例中形成具有倾斜侧壁的材料层的方法的流程图；图2为一实施例中形成顶层光刻胶后器件的剖视图；图3为一实施例中形成光刻层后器件的剖视图；图4为一实施例中形成具有倾斜侧壁的材料层后器件的剖视图；图5为一实施例中形成具有倾斜侧壁的材料层的流程图。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的首选实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容更加透彻全面。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。应当明白，当元件或层被称为“在...上”、“与...相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在...上”、“与...直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本专利技术教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，然后，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在...下面”和“在...下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种形成具有倾斜侧壁的材料层的方法，包括：/n获取衬底，所述衬底上形成有第一薄膜；/n在所述第一薄膜上形成底层光刻胶；/n在所述第一薄膜上形成顶层光刻胶；所述顶层光刻胶与所述底层光刻胶均为正胶，所述底层光刻胶的光敏度比所述顶层光刻胶的光敏度低；或所述顶层光刻胶与所述底层光刻胶均为负胶，所述底层光刻胶的光敏度比所述顶层光刻胶的光敏度高；/n对所述底层光刻胶和所述顶层光刻胶进行曝光、显影，形成光刻层；/n刻蚀所述第一薄膜并去除所述光刻层形成侧壁倾角小于等于80度的材料层；/n其中，所述侧壁倾角是指所述材料层侧壁与所述材料层底部的夹角。/n

【技术特征摘要】
1.一种形成具有倾斜侧壁的材料层的方法，包括：
获取衬底，所述衬底上形成有第一薄膜；
在所述第一薄膜上形成底层光刻胶；
在所述第一薄膜上形成顶层光刻胶；所述顶层光刻胶与所述底层光刻胶均为正胶，所述底层光刻胶的光敏度比所述顶层光刻胶的光敏度低；或所述顶层光刻胶与所述底层光刻胶均为负胶，所述底层光刻胶的光敏度比所述顶层光刻胶的光敏度高；
对所述底层光刻胶和所述顶层光刻胶进行曝光、显影，形成光刻层；
刻蚀所述第一薄膜并去除所述光刻层形成侧壁倾角小于等于80度的材料层；
其中，所述侧壁倾角是指所述材料层侧壁与所述材料层底部的夹角。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述刻蚀所述第一薄膜的步骤包括：
通过控制刻蚀工艺对所述第一薄膜和所述光刻层的刻蚀选择比，使得在刻蚀所述第一薄膜过程中所述光刻层被部分刻蚀，从而使得所述材料层的侧壁形成具有小于等于80度侧壁倾角的形貌；
对剩余的光刻层进行去胶处理。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述顶层光刻胶的厚度大于所述底层光刻胶的厚度。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述底层光刻胶的厚度大...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟荣祥，王珏，陈政，钟志鸿，武凌，
申请(专利权)人：中芯集成电路制造绍兴有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33