[发明专利]用于半导体制备的刻蚀方法、设备、应用、半导体结构

说明书

本发明公开了一种用于半导体制备的刻蚀方法、设备，包括在图案形成后依次对光刻胶层、绝缘膜层、硬掩膜、硬掩膜的下部膜层进行刻蚀，在对硬掩膜的下部膜层进行刻蚀前对硬掩膜硬化处理，增强了硬掩膜层的结构强度，从而增强SOC或SOH的耐蚀性。在进行下部膜层的刻蚀时避免过刻蚀现象，SOC或SOH的膜层厚度就可以达到理想的最佳的厚度，从而满足对尺寸的要求，避免后续工艺的不良。此刻蚀方法及设备可以应用于制备半导体结构。

技术领域

本发明涉及半导体制备技术领域，具体涉及一种用于半导体制备的刻蚀方法、设备、应用、半导体结构。

背景技术

在半导体工艺中，图案的形成过程包括：在以氧化层或多晶硅层构成的下部膜层上沉积硬掩膜、绝缘膜层、进行光刻胶层的涂覆、光刻，以及在形成图案后对光刻胶层、绝缘膜层、硬掩膜、下部膜层进行刻蚀。

现有的技术中，以耐久性能良好的无定形碳层(ACL)作为硬掩膜，但是以ACL作为硬掩膜的方法，会导致工艺时间长、成本高、并在进行光刻时散射而影响图案对齐等缺点。因此采用涂覆碳(SOC)来代替ACL作为硬掩膜，以涂覆碳作为硬掩膜后在产能和投资层面的确带来的很多优点，但是SOC相较于ACL耐腐蚀性较弱，因此导致在实际应用中会存在由于SOC的支撑作用不够导致在对下部膜层进行刻蚀时出现过蚀刻的不良，导致硬掩膜层的膜厚变薄，而无法满足半导体制备中对于半导体结构特征尺寸的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有以SOC作为硬掩膜进行刻蚀时存在过蚀刻的不良，目的在于提供一种用于半导体制备的刻蚀方法、设备、应用、半导体结构，解决了以上问题。

本发明通过下述技术方案实现：

本发明的第一个目的是提供一种用于半导体制备的刻蚀方法，包括在图案形成后依次对光刻胶层、绝缘膜层、硬掩膜、硬掩膜的下部膜层进行刻蚀，在对硬掩膜的下部膜层进行刻蚀前对硬掩膜硬化处理。

优选地，所述硬掩膜为旋涂碳或旋涂硬掩膜，所述绝缘膜层为SiON。

优选地，所述硬化处理为烘烤处理，所述烘烤为紫外烘烤或烘箱烘烤。

优选地，所述烘烤的温度为110℃～240℃，可以为110℃、120℃、130℃、140℃、145℃、150℃、170℃、190℃、210℃、230℃、240℃。

优选地，所述烘烤的温度为110℃～145℃，更优选地为110℃、130℃、145℃。

优选地，所述烘烤的时间为30～80s，可以为30s、50s、80s，优选地为50s。

现有半导体制备的工艺中，利用SOC作为硬掩膜进行下部膜层的刻蚀后，理论上是图1中A所示，但是在实际工艺过程中对下部膜层刻蚀后却是如图1中B所示，得到的硬掩膜层的膜厚变薄，为了克服此问题，对刻蚀的流程进行改进，在进行硬掩膜刻蚀后、对下部膜层进行刻蚀前，对作为硬掩膜的SOC进行硬化处理，以增强SOC自身结构强度，提高支撑力，用来消除SOC以溶液状态进行沉积导致的结构较脆弱、支撑力不足并而带来的后续工艺不良。

本发明的第二个目的是提供一种用于以上的刻蚀方法的设备，所述设备包括烘烤装置，所述烘烤装置为烘箱或紫外烘烤装置。

本发明的第三个目的是提供一种上述刻蚀方法在制备半导体结构中的应用。

本发明的第四个目的是提供一种半导体结构，采用上述的刻蚀方法制备得到。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：