[发明专利]间隔层双曝光刻蚀方法

权利要求书

1.一种间隔层双曝光刻蚀方法，包括步骤：

提供半导体基底，所述半导体基底表面自下而上依次覆盖有机材料层、硬掩膜层和图形化的光阻材料层，所述硬掩膜层具有一原始厚度；

沉积间隔层材料并进行回刻，形成覆盖所述图形化的光阻材料层侧壁的间隔层，所述间隔层包括与光阻材料层相邻接的第一侧壁和与之相对的第二侧壁，所述第一侧壁为垂直结构，第二侧壁为弧状轮廓或与垂直方向呈锐角的非垂直结构；

移除所述图形化的光阻材料层；

以所述间隔层为掩膜，刻蚀所述硬掩膜层；

刻蚀有机材料层至暴露出半导体基底表面；

对半导体基底进行等离子体刻蚀；

其特征在于：

所述刻蚀硬掩膜层步骤之后、刻蚀有机材料层的步骤之前还包括步骤：

引入聚合物调整气体，将使较多的聚合物沉积在第二侧壁上，而在垂直的第一侧壁聚合物沉积较少；

进行等离子体刻蚀间隔层过程，在该过程中，由于聚合物的保护作用，第二侧壁反应速率很慢甚至停止，而第一侧壁则具有较高的反应速率，在减薄间隔层厚度的同时，对间隔层的形貌进行修正，使得刻蚀所述间隔层至第一侧壁部分或全部为弧状轮廓或与垂直方向呈锐角的非垂直结构。

2.根据权利要求1所述的间隔层双曝光刻蚀方法，其特征在于，所述间隔层刻蚀过程中，刻蚀气体包括聚合物调整气体，所述聚合物调整气体为CF₄与Ar或Xe中任意一种或几种的混合气体。

3.根据权利要求2所述的间隔层双曝光刻蚀方法，其特征在于，所述间隔层刻蚀过程中，等离子体刻蚀腔室的腔体压力为20mtorr～200mtorr。

4.根据权利要求3所述的间隔层双曝光刻蚀方法，其特征在于，所述间隔层刻蚀过程中，等离子体刻蚀腔室的腔体压力为50mtorr～150mtorr。

5.根据权利要求2所述的间隔层双曝光刻蚀方法，其特征在于，所述间隔层刻蚀过程中，射频总功率为400W～1200W，其中：源功率为300W～1000W，偏置功率为100W～700W。

6.根据权利要求5所述的间隔层双曝光刻蚀方法，其特征在于，所述间隔层刻蚀的时间为12s～30s。

7.根据权利要求2所述的间隔层双曝光刻蚀方法，其特征在于，所述间隔层刻蚀过程中，刻蚀气体还包括碳氟化合物气体，所述碳氟化合物气体为C₄F₈、C₄F₆、CH₂F₂、CH₃F中任意一种或几种的混合气体。

8.根据权利要求7所述的间隔层双曝光刻蚀方法，其特征在于，所述间隔层刻蚀过程中，刻蚀气体总流量为100sccm～1000sccm。

9.根据权利要求8所述的间隔层双曝光刻蚀方法，其特征在于，所述间隔层刻蚀过程中，刻蚀气体总流量为300sccm～500sccm。

10.根据权利要求7所述的间隔层双曝光刻蚀方法，其特征在于，所述碳氟化合物气体为C₄F₈，所述碳氟化合物气体和聚合物调整气体的气体流量比为2:1～1:3。

11.根据权利要求7所述的间隔层双曝光刻蚀方法，其特征在于，所述碳氟化合物气体为C₄F₆、CH₂F₂、CH₃F中任意一种或几种的混合气体，所述碳氟化合物气体和聚合物调整气体的气体流量比为1:1～1:5。

12.根据权利要求2所述的间隔层双曝光刻蚀方法，其特征在于，所述半导体基底进行等离子体刻蚀的介质层为硅、锗硅、锗、二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅中任意一种或几种的叠层结构。

13.根据权利要求2～12中任意一项所述的间隔层双曝光刻蚀方法，其特征在于，间隔层刻蚀后，所述间隔层第一侧壁和第二侧壁呈对称结构。

14.根据权利要求13所述的间隔层双曝光刻蚀方法，其特征在于，刻蚀所述硬掩膜层的步骤中，刻蚀后的硬掩膜层厚度不超过其原始厚度的10％。