[发明专利]一种图案化方法

说明书

技术领域

本申请涉及半导体制造工艺技术领域，尤其涉及一种图案化方法。

背景技术

在半导体器件制造过程中，需要在待刻蚀材料层上形成各种需要的图形，这些图形的形成需要通过刻蚀工艺实现。因此，刻蚀工艺是半导体制造中的重要工艺，其工艺流程如下：在待刻蚀材料层上形成图案化掩模板，然后以该图案化掩模板为掩蔽，将掩膜版上的图案转移到待刻蚀材料层上。

随着特征尺寸的不断减小，尤其是进入20nm及以下工艺时，光刻工艺中由于波长极限的存在，使得刻蚀工艺遇到瓶颈，无法提供更小尺寸的沟槽的刻蚀。

目前，业内提出了自对准双图案化方法，该方法通过两次曝光来达到更小关键尺寸CD制程。该方法的具体过程如下：在待刻蚀材料层上形成无定型碳(amorphous carbon，α-C)硬掩模层。在对无定型碳硬掩模层进行图案化后，淀积另一掩模层，然后对该另一掩模层进行刻蚀，从而在图案化后的无定型碳的侧壁形成侧墙，最终以该侧墙图案作为掩蔽，将侧墙图案转移到待刻蚀材料层上。

在淀积另一掩模层时，形成于图案化后的无定型碳硬掩模层侧壁的侧墙的台阶覆盖率(step coverage)对形成的图案质量具有重要影响，然而，现有的图案化方法中，该侧墙的台阶覆盖率较差，在图案化的无定型碳硬掩模层上沉积另一掩模层后对应的TEM图像如图1所示。从图1中可以看出，形成无定型硬掩模层10正上方的掩模层11的厚度为16.19nm，形成的侧墙的的顶部厚度为18.35nm，靠近侧墙中间位置的厚度为15.85nm，而底部厚度仅有13.32nm。有这些数据可知，形成的侧墙顶部厚度较底部厚度厚，侧墙联线横截面积不均匀，而且由于侧墙顶部厚度比侧墙底部厚度厚，当侧墙之间的无定型碳硬掩模层去除后，在重力的作用下，侧墙容易倾斜歪倒。如此，导致最终转移到待刻蚀材料层的图形质量较差，进而导致产品的良率较低。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种图案化方法，以提高侧墙的台阶覆盖率，进而提高最终转移到待刻蚀材料层的图形质量以及产品良率。

为了解决上述技术问题，本申请采用了如下技术方案：

一种图案化方法，包括：

提供衬底，所述衬底上形成有待刻蚀材料层；

在所述待刻蚀材料层上形成第一硬掩模层，所述第一硬掩模层的材料为无定型碳；

对所述第一硬掩模层进行刻蚀，形成图案化的第一硬掩模层；

采用腐蚀性酸液清洗所述图案化的第一硬掩模层；

沉积第二掩模层；

以所述图案化后的第一硬掩模层为刻蚀停止层，刻蚀第二掩模层，以在所述图案化的第一硬掩模层的侧壁形成侧墙；

以所述侧墙作为掩蔽，刻蚀所述图案化的第一硬掩模层。

可选地，所述腐蚀性酸液为硫酸、双氧水以及去离子水的混合溶液。

可选地，所述混合溶液中的硫酸与双氧水的体积比在2:1～4:1之间。

可选地，所述混合溶液中还包括氢氟酸。

可选地，所述氢氟酸在混合溶液中的含量在300～1000ppm之间。

可选地，所述腐蚀性酸液为稀释的氢氟酸。

可选地，所述采用腐蚀性酸液清洗所述图案化的第一硬掩模层的清洗处理条件具体为：

温度为室温，清洗时间为80～120秒。

可选地，形成第一硬掩模层之后，对第一硬掩模层进行刻蚀之前，还包括：

在所述第一硬掩模层之上形成减反射层。

可选地，所述第二掩模层的材料为氧化硅或氮化硅。

可选地，所述以所述侧墙作为掩蔽，刻蚀所述第一硬掩模层之后，还包括：

以所述侧墙作为掩蔽，刻蚀所述待刻蚀材料层。

相较于现有技术，本申请具有以下有益效果：

通过以上技术方案可知，本申请提供的图案化方法在第一对硬掩模层进行刻蚀，形成图案化的第一硬掩模层后，采用腐蚀性酸液清洗该图案化的第一硬掩模层。如此，就可以将第一硬掩模层刻蚀过程中产生的副产物从图案化后的第一硬掩模层表面清洗掉，该清洗掉刻蚀副产物的第一硬掩模层表面有利于后续待刻蚀材料层的沉积，从而能够在图案化后的第一硬掩模层的侧壁上形成台阶覆盖率较好的侧墙，使得侧墙顶部厚度与底部厚度相当，使得侧墙联线横截面面积均匀，而且去除掉与侧墙接触的无定型碳硬掩模层之后，侧墙也不很难倾斜，因此当以该侧墙为掩蔽时，最终能够在待刻蚀材料层形成质量较好的图形，从而有利于提高产品的良率。

附图说明