[发明专利]刻蚀方法以及半导体器件的制造方法

说明书

本发明提供了一种刻蚀方法，将先进图形膜层分成两步刻蚀，并在两步先进图形膜层刻蚀中间增加了去除未曝光区介质抗反射层的步骤，后续利用两步先进图形膜层刻蚀后残留的先进图形膜层作为掩膜，对目标刻蚀层进行刻蚀，通过上述方法解决了刻蚀过程中无法去除未曝光区的所述介质抗反射层的问题，并避免了形成后续制程缺陷的问题。

技术领域

本发明属于半导体制造领域，尤其涉及一种刻蚀方法以及半导体器件的制造方法。

背景技术

业界内，浮栅(Floating Gate，简称FG)刻蚀采用先进图膜(Advanced PatterningFilm，简称APF)作为硬掩膜进行刻蚀，刻蚀的工艺步骤如下：首先提供一形成有目标刻蚀层的半导体衬底，在所述半导体衬底上依次覆盖先进图形膜层、介质抗反射层(DielectricAnti-reflective Coating ，简称 Darc ) 和底部抗反射层(Bottom Anti-ReflectiveCoating ，简称 Barc )，并在所述底部抗反射层上形成图案化的光刻胶层，所述图案化的光刻胶层定义出曝光区和未曝光区；然后对底部抗反射层和介质抗反射层进行刻蚀，保证一定的过刻蚀量；接着对曝光区的先进图形膜层以及未曝光区的残余图案化的光刻胶层及底部抗反射层进行刻蚀，并停在目标刻蚀层上，最后对目标刻蚀层刻蚀，形成最终的浮栅FG结构，所述目标刻蚀层可以包括多晶硅层、栅氧化层、层间介质以及源漏区等其中的至少一层。

由于浮栅FG的多晶硅衬底结构较复杂，在浮栅FG刻蚀过程中需要严格控制浮栅FG顶部的氧化层及有源区上的栅氧层的损失，因此需要采用对顶部的氧化层及有源区上的栅氧层有较高选择比的刻蚀过程，这就导致未曝光区先进图形膜层顶部的介质抗反射层将无法去除，并且会在后续除去过程中剥落，形成后续制程缺陷的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种刻蚀方法，以解决刻蚀工艺过程中无法去除未曝光区的介质抗反射层，形成后续制程缺陷的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种刻蚀方法，包括以下步骤：

步骤S1，提供一形成有目标刻蚀层的半导体衬底，在所述半导体衬底上依次覆盖先进图形膜层、介质抗反射层和底部抗反射层，并在所述底部抗反射层上形成图案化的光刻胶层，所述图案化的光刻胶层定义出曝光区和未曝光区；

步骤S2，以所述图案化的光刻胶层为掩膜，对所述底部抗反射层和所述介质抗反射层进行刻蚀，至暴露出所述曝光区中的所述先进图形膜层的表面；

步骤S3，对所述曝光区中的所述先进图形膜层进行部分刻蚀，同时刻蚀掉所述未曝光区的残余的所述光刻胶层以及所述底部抗反射层；

步骤S4，刻蚀去除所述未曝光区中残余的所述介质抗反射层；

步骤S5，再次刻蚀所述先进图形膜层，以去除所述曝光区中的所述先进图形膜层，并在所述未曝光区中保留一定厚度的所述先进图形膜层；

步骤S6，以残余的所述先进图形膜层为掩膜，对所述曝光区中的所述目标刻蚀层进行刻蚀，以形成所需的图案。

可选的，在所述的刻蚀方法中，所述目标刻蚀层包括多晶硅层、栅氧化层、层间介质层以及源漏区中的至少一层。

可选的，在所述的刻蚀方法中，在所述步骤S2中，采用第一刻蚀气体对所述底部抗反射层和所述介质抗反射层进行刻蚀，所述第一刻蚀气体包括CF₄。

可选的，在所述的刻蚀方法中，所述步骤S2中，对所述底部抗反射层和所述介质抗反射层进行刻蚀时，产生20％～40％的过刻蚀量。

可选的，在所述的刻蚀方法中，在所述步骤S3中，采用第二刻蚀气体对所述曝光区中的所述先进图形膜层进行部分刻蚀，所述第二刻蚀气体包括SO₂和/或O₂。