[发明专利]光栅的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种光栅的制作方法。

背景技术

目前，用于半导体领域的光栅制作方法主要采用光显影技术，将光罩上的光栅图形转移到氧化硅层上，现有技术中制作光栅的方法，包括以下步骤，下面结合图1a至图1c进行具体说明。

步骤11、如图1a所示，在半导体衬底100上依次沉积刻蚀终止层101、氧化硅层102和光阻胶层103；将光罩上的光栅图形转移到光阻胶层103上，形成图案化的光阻胶层；所述光罩上的光栅图形具有预定的间距；

步骤12、如图1b所示，以图案化的光阻胶层103为掩膜，刻蚀氧化硅层102至显露出刻蚀终止层101；氧化硅层102经过刻蚀后具有与光罩上的光栅图形相应的间距；

步骤13、如图1c所示，去除光阻胶层103后，沉积金属并对其进行化学机械研磨，形成填充在氧化硅层102两侧的金属线104，其高度与氧化硅层102相同。

所述光罩光栅图形具有一定的间距，其中，间距＝线宽+空间宽度。在图1c中，线宽为金属线104的宽度，空间宽度为经过刻蚀的氧化硅层102的宽度。

需要注意的是，光栅的金属线要求有上下垂直的形状，这就要求刻蚀氧化硅层时就必须形成垂直形状的沟槽以填充金属线。随着半导体制造技术的发展，要求光栅的精度越来越高，光栅的间距也是越来越小，在如此情况下，刻蚀氧化硅层很难得到垂直形状的沟槽，得到的沟槽内部一般上宽下窄，因此也很难得到符合要求的金属线。在高精度光栅的要求下，如何得到垂直形状的金属线，成为目前亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明解决的技术问题是：如何得到垂直形状的小尺寸光栅金属线。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案具体是这样实现的：

本发明公开了一种光栅的制作方法，该方法包括：

在半导体衬底上依次形成刻蚀终止层、无定形碳硬掩膜层和光阻胶层；

将光罩上的光栅图形转移到光阻胶层上，形成图案化的光阻胶层；所述光罩上的光栅图形具有预定的间距；

以图案化的光阻胶层为掩膜，刻蚀无定形碳硬掩膜层至显露出刻蚀终止层；无定形碳硬掩膜层经过刻蚀后具有与光罩上的光栅图形相应的间距；

去除光阻胶层后，沉积氧化硅层并回刻所述氧化硅层，使氧化硅层填充在经过刻蚀的无定形碳硬掩膜层两侧的空间位置，其高度与无定形碳硬掩膜层相同；

灰化去除所述无定形碳硬掩膜层；

沉积金属并对其进行化学机械研磨，形成填充在氧化硅层两侧的金属线，其高度与无定形碳硬掩膜层相同。

刻蚀无定形碳硬掩膜层采用氧气、氮气以及溴化氢的混合气体，或者其中任意两种气体的组合。

灰化去除所述无定形碳硬掩膜层在灰化反应腔或者干法刻蚀反应腔内进行，其中氧气的流量为100～1000标准立方厘米每分钟，反应腔内压力为20～200毫托，功率为100～1000瓦，反应时间为10～300秒，灰化温度为50～250摄氏度。

所述无定形碳硬掩膜层采用化学气相沉积方法形成。

所述金属线为铝线。

所述氧化硅层为采用正硅酸乙酯TEOS制备的层。

由上述的技术方案可见，本发明采用无定形碳硬掩膜层作为金属线的牺牲层，形成光栅的方法，克服了现有技术刻蚀氧化硅层与刻蚀终止层刻蚀选择比不高的限制，可以很快地刻蚀无定形碳硬掩膜层，从而得到垂直形状的无定形碳硬掩膜层，进而得到垂直形状的光栅金属线。

附图说明

图1a至图1c为现有技术制作光栅的具体结构示意图。

图2为本发明制作光栅的方法流程示意图。

图3a至图3e为本发明制作光栅的具体结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案、及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。

本发明的核心思想是：采用无定形碳硬掩膜层，其与下面的刻蚀终止层具有极高的刻蚀选择比，而且刻蚀速率也较快，因此直接将光罩上的光栅图形转移下来刻蚀无定形碳硬掩膜层，可以得到垂直形状的无定形碳硬掩膜层，将经过刻蚀的无定形碳硬掩膜层作为牺牲层，去除之后用金属线替代，即可得到垂直形状的光栅金属线。

本发明制作光栅的方法流程示意图如图2所示，其包括以下步骤，下面结合图3a至图3e进行说明。