[发明专利]一种改善自对准双重曝光工艺侧墙倾斜的制作方法及装置

说明书

本发明提供一种改善自对准双重曝光工艺侧墙倾斜的制作方法及装置，应用于半导体领域。在本发明提供的改善自对准双重曝光工艺侧墙倾斜的制作方法中，第一步骤：在待刻蚀层上形成核心层，核心层光刻；第二步骤：核心层刻蚀，去除多余光刻胶；第三步骤：核心层微缩；第四步骤：侧墙沉积，侧墙刻蚀；第五步骤：晶背侧墙薄膜去除；第六步骤：核心层去除；第七步骤：以侧墙作为掩膜进行待刻蚀层刻蚀。其中，因去除晶圆背面的侧墙薄膜，改善了侧墙薄膜应力引起的侧墙倾斜问题，提高了自对准双重曝光工艺的均匀性。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种改善自对准双重曝光工艺侧墙倾斜的制作方法及装置。

背景技术

随着集成电路技术的发展，关键尺寸的不断微缩，当尺寸微缩至30nm以下时，由于已经超过单次曝光的极限，通常采用双重曝光工艺。其中自对准双重曝光工艺由于其良好的均匀性控制得到广泛应用。在传统的自对准双重曝光工艺中，一般先对光刻胶进行光刻显影，随后利用光刻胶对核心层进行刻蚀，再去除多余光刻胶，将核心层微缩，随后进行侧墙沉积，侧墙沉积采用LPCVD或者ALD工艺后，会在晶圆正反两面都会沉积上侧墙薄膜。然而，由于传统的自对准双重曝光工艺在经过侧墙刻蚀之后，正面的侧墙薄膜大部分被刻蚀，而背面的会被保留，因此会出现应力不平衡的情况，晶圆出现翘曲的问题。随后去除核心层，由于侧墙没有支撑，晶圆正面侧墙薄膜在应力的作用下会出现倾斜，这样会导致最后以侧墙作为掩膜进行待刻蚀层的刻蚀，其均匀性也会受到影响。

因此，如何提供一种改善自对准双重曝光工艺侧墙倾斜的方法，以改善刻蚀轮廓的关键尺寸均匀性，日益成为本领域技术人亟待解决的技术问题之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改善自对准双重曝光侧墙倾斜的制作方法，能够改善刻蚀轮廓的关键尺寸均匀性，使得待刻蚀层各区域的深度差变小。

为了达到上述目的，本发明提供了一种改善自对准双重曝光工艺侧墙倾斜的制作方法，包括以下步骤：

步骤S1：在待刻蚀层上沉积核心层，在所述核心层上形成光刻胶层，并形成光刻胶图案；

步骤S2：利用所述光刻胶图案对所述核心层进行刻蚀形成核心层图案，然后去除所述光刻胶图案；

步骤S3：微缩所述核心层图案；

步骤S4：侧墙薄膜沉积，在晶圆正面和背面沉积上侧墙薄膜，刻蚀沉积后的正面侧墙薄膜进行刻蚀；

步骤S5：去除晶圆背面侧墙薄膜；

步骤S6：去除微缩后所述核心层图案，留下所述晶圆正面侧墙薄膜；

步骤S7：以所述晶圆正面侧墙薄膜作为掩膜进行所述待刻蚀层刻蚀。

可选的，所述利用所述光刻胶图案对所述核心层进行刻蚀形成核心层图案，包括：光刻尺寸为最终图形尺寸的2-4倍。

可选的，所述核心层的刻蚀工艺，包括第一干法刻蚀形成核心层图案。

可选的，所述核心层图案的微缩工艺，包括第一湿法刻蚀。

可选的，微缩后的所述核心层图案尺寸为原来的1/4-1/2。

可选的，所述刻蚀晶圆正面侧墙薄膜的工艺，包括第二干法刻蚀。

可选的，所述去除晶圆背面侧墙薄膜的工艺，包括第二湿法刻蚀。

可选的，所述核心层的材料与所述侧墙的材料不同，并且所述核心层材料与对所述晶圆背面侧墙进行所述第二湿法蚀刻的蚀刻液不发生反应。

可选的，所述去除微缩后的所述核心层图案的工艺，包括第三湿法刻蚀。

为了实现上述技术目的，根据本发明，还提供了一种利用上述改善自对准双重曝光工艺侧墙倾斜的装置。