刻蚀方法及半导体结构技术

本申请实施例提供一种刻蚀方法及半导体结构，其中，所述方法包括：提供基底，所述基底至少包括刻蚀层和位于所述刻蚀层上的具有第一开口的第一光刻胶层；在所述第一开口的侧壁沉积第一保护层，形成具有第二开口的第一光刻胶层；通过所述第二开口刻蚀所述刻蚀层，以在所述刻蚀层中形成第一目标图形。所述刻蚀层中形成第一目标图形。所述刻蚀层中形成第一目标图形。

【技术实现步骤摘要】
刻蚀方法及半导体结构


[0001]本申请涉及半导体
，涉及但不限于一种刻蚀方法及半导体结构。

技术介绍

[0002]光刻工艺通常用于在刻蚀层上刻蚀出需要的图案，而随着产品的不断升级，对图案内壁关键尺寸(Critical Dimension，CD)的要求越来越小。由于光刻工艺关键尺寸的工艺窗口一般大于38纳米(nm)，无法进一步缩小关键尺寸，所以缩小关键尺寸主要依靠刻蚀工艺。而随着关键尺寸的进一步缩小，通过刻蚀工艺来缩小关键尺寸也变得更加困难；同时，刻蚀的工艺窗口也越来越小，易出现孔断开、孔消失、短路、断路等问题。因此，需要提供一种新的刻蚀方法，来增加刻蚀的工艺窗口和缩小关键尺寸。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本申请实施例提供一种刻蚀方法及半导体结构。
[0004]第一方面，本申请实施例提供一种刻蚀方法，所述方法包括：提供基底，所述基底至少包括刻蚀层和位于所述刻蚀层上的具有第一开口的第一光刻胶层；在所述第一开口的侧壁沉积第一保护层，形成具有第二开口的第一光刻胶层；通过所述第二开口刻蚀所述刻蚀层，以在所述刻蚀层中形成第一目标图形。
[0005]在一些实施例中，在所述第一开口的侧壁沉积第一保护层，形成具有第二开口的第一光刻胶层，包括：在所述第一光刻胶层上沉积初始第一保护层；去除位于所述第一光刻胶层的上表面和所述第一开口底部的所述初始第一保护层，并保留所述第一开口侧壁的所述初始第一保护层，以形成具有第二开口的第一光刻胶层。
[0006]在一些实施例中，所述提供基底，包括：在所述刻蚀层上形成所述第一光刻胶层；图案化所述第一光刻胶层，形成具有所述第一开口的第一光刻胶层。
[0007]在一些实施例中，在所述刻蚀层上形成第一光刻胶层之前，还包括：在所述刻蚀层上依次形成第一硬掩膜层、刻蚀停止层、刻蚀穿透层和第二硬掩膜层；对应地，所述通过所述第二开口刻蚀所述刻蚀层，以在所述刻蚀层中形成第一目标图形，包括：通过所述第二开口刻蚀所述第二硬掩膜层、所述刻蚀穿透层和所述刻蚀停止层，形成具有第一中间图形的刻蚀停止层；通过所述第一中间图形刻蚀所述第一硬掩膜层和所述刻蚀层，以在所述刻蚀层中形成所述第一目标图形。
[0008]在一些实施例中，所述通过所述第二开口刻蚀所述第二硬掩膜层、所述刻蚀穿透层和所述刻蚀停止层，形成具有第一中间图形的刻蚀停止层，包括：采用第一干法刻蚀工艺，通过所述第二开口刻蚀所述第二硬掩膜层，形成具有第二中间图形的第二硬掩膜层；采用第二干法刻蚀工艺，通过所述第二中间图形刻蚀所述刻蚀穿透层和所述刻蚀停止层，形成具有所述第一中间图形的刻蚀停止层。
[0009]在一些实施例中，所述第二干法刻蚀工艺的工艺参数包括：六氟化碳的气流量范围为22至26标准毫升/分钟(sccm)，氩气的气流量范围为160至200sccm，氧气的气流量范围
为20至24sccm，气压的范围为13至17毫托(mTorr)，高频功率的范围为大于500瓦特(W)，低频功率的范围为大于2000W，偏置电压的范围为大于450V。
[0010]在一些实施例中，在形成具有第一中间图形的刻蚀停止层之后，还包括：在所述刻蚀停止层中形成第三中间图形；通过所述第一中间图形刻蚀所述第一硬掩膜层和所述刻蚀层，以在所述刻蚀层中形成第一目标图形的同时，通过所述第三中间图形刻蚀所述第一硬掩膜层和所述刻蚀层，以在所述刻蚀层中形成第二目标图形。
[0011]在一些实施例中，在所述刻蚀停止层中形成第三中间图形，包括：在所述刻蚀穿透层上依次形成第三硬掩膜层和具有第三开口的第二光刻胶层；在所述第三开口的侧壁沉积第二保护层，形成具有第四开口的第二光刻胶层；通过所述第四开口刻蚀所述第三硬掩膜层、所述刻蚀穿透层和所述刻蚀停止层，以在所述刻蚀停止层中形成所述第三中间图形。
[0012]在一些实施例中，在所述刻蚀穿透层上依次形成第三硬掩膜层和具有第三开口的第二光刻胶层之前，还包括：清除位于所述刻蚀穿透层之上的所有层。
[0013]在一些实施例中，在相同刻蚀条件下，所述刻蚀停止层的刻蚀速率小于所述刻蚀穿透层的刻蚀速率。
[0014]在一些实施例中，采用第三干法刻蚀工艺刻蚀位于所述第一光刻胶层的上表面和所述第一开口底部的所述初始第一保护层，并保留所述第一开口侧壁的所述初始第一保护层，以形成具有第二开口的第一光刻胶层，其中，所述第三干法刻蚀工艺的工艺参数包括：三氟甲烷的气流量范围为25至35sccm，氦气的气流量范围为90至110sccm，气压的范围为4至6mTorr，偏置电压的范围为大于200V。
[0015]在一些实施例中，所述第一保护层和所述刻蚀穿透层的材料包括氧化物，所述刻蚀停止层的材料包括氮氧化硅。
[0016]在一些实施例中，所述刻蚀停止层中的所述第一中间图形和所述第三中间图形的深度范围均是10nm至30nm，所述刻蚀停止层的厚度范围是25nm至35nm。
[0017]在一些实施例中，采用原子气相沉积工艺沉积所述初始第一保护层，所述初始第一保护层的厚度范围为5nm至10nm。
[0018]在一些实施例中，所述第一目标图形用于形成半导体结构中外围区的接触插塞，所述接触插塞用于将所述外围区的晶体管中的源极或漏极与所述外围区的金属互连层连接。
[0019]第二方面，本申请实施例提供一种半导体结构，所述半导体结构根据上述刻蚀方法制备得到。
[0020]本申请实施例中，首先提供至少包括刻蚀层和位于刻蚀层上的具有第一开口的第一光刻胶层；然后在第一开口的侧壁沉积第一保护层，形成具有第二开口的第一光刻胶层；最后通过第二开口刻蚀刻蚀层，在刻蚀层中形成第一目标图形，如此一来，可以实现如下效果：
[0021]第一方面，由于第一开口的侧壁沉积了第一保护层，因此，第一开口的水平尺寸大于第二开口的水平尺寸，即第二开口的水平尺寸小于第一开口的水平尺寸，而第二开口的水平尺寸影响目标图形的关键尺寸，因此，可以使得在相同尺寸第一开口的情况下，形成的第一目标图形的关键尺寸减少。
[0022]第二方面，由于第一开口是通过光刻工艺形成的，受到光刻工艺的影响，尺寸不能
太小，而通过在第一开口的侧壁沉积第一保护层，可以减小光刻胶层上开口的尺寸，增大光刻的工艺窗口。
[0023]第三方面，通过在第一开口的侧壁沉积第一保护层，可以提高在刻蚀层中形成的第一目标图形的垂直度和一致性，减少孔断开、孔消失、短路、断路等问题的出现。
附图说明
[0024]图1A为本申请实施例提供的“LELE”工艺的实现过程示意图；
[0025]图1B为本申请实施例提供的一种刻蚀方法的流程示意图；
[0026]图1C至图1E、图1G、图1H为本申请实施例提供的一种刻蚀方法的实现过程示意图；
[0027]图1F为本申请实施例提供的一种采用ALD工艺沉积的初始第一保护层的厚度示意图；
[0028]图2A至图2C为本申请实施例提供的一种形成第二目标图形的实现过程示意图；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种刻蚀方法，其特征在于，包括：提供基底，所述基底至少包括刻蚀层和位于所述刻蚀层上的具有第一开口的第一光刻胶层；在所述第一开口的侧壁沉积第一保护层，形成具有第二开口的第一光刻胶层；通过所述第二开口刻蚀所述刻蚀层，以在所述刻蚀层中形成第一目标图形。2.根据权利要求1所述的刻蚀方法，其特征在于，在所述第一开口的侧壁沉积第一保护层，形成具有第二开口的第一光刻胶层，包括：在所述第一光刻胶层上沉积初始第一保护层；去除位于所述第一光刻胶层的上表面和所述第一开口底部的所述初始第一保护层，并保留所述第一开口侧壁的所述初始第一保护层，以形成具有第二开口的第一光刻胶层。3.根据权利要求2所述的刻蚀方法，其特征在于，所述提供基底，包括：在所述刻蚀层上形成所述第一光刻胶层；图案化所述第一光刻胶层，形成具有所述第一开口的第一光刻胶层。4.根据权利要求3所述的刻蚀方法，其特征在于，在所述刻蚀层上形成第一光刻胶层之前，还包括：在所述刻蚀层上依次形成第一硬掩膜层、刻蚀停止层、刻蚀穿透层和第二硬掩膜层；对应地，所述通过所述第二开口刻蚀所述刻蚀层，以在所述刻蚀层中形成第一目标图形，包括：通过所述第二开口刻蚀所述第二硬掩膜层、所述刻蚀穿透层和所述刻蚀停止层，形成具有第一中间图形的刻蚀停止层；通过所述第一中间图形刻蚀所述第一硬掩膜层和所述刻蚀层，以在所述刻蚀层中形成所述第一目标图形。5.根据权利要求4所述的刻蚀方法，其特征在于，所述通过所述第二开口刻蚀所述第二硬掩膜层、所述刻蚀穿透层和所述刻蚀停止层，形成具有第一中间图形的刻蚀停止层，包括：采用第一干法刻蚀工艺，通过所述第二开口刻蚀所述第二硬掩膜层，形成具有第二中间图形的第二硬掩膜层；采用第二干法刻蚀工艺，通过所述第二中间图形刻蚀所述刻蚀穿透层和所述刻蚀停止层，形成具有所述第一中间图形的刻蚀停止层。6.根据权利要求5所述的刻蚀方法，其特征在于，所述第二干法刻蚀工艺的工艺参数包括：六氟化碳的气流量范围为22至26sccm，氩气的气流量范围为160至200sccm，氧气的气流量范围为20至24sccm，气压的范围为13至17mTorr，高频功率的范围为大于500W，低频功率的范围为大于2000W，偏置电压的范围为大于450V。7.根据权利要求4至6任一项所述的刻蚀方法，其特征在于，在形成具有第一中间图形的刻蚀停止层之后，还包括：在所述刻蚀...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨谦，
申请(专利权)人：长鑫存储技术有限公司，
类型：发明
国别省市：