[发明专利]一种多晶硅上小尺寸图形结构的制备方法

摘要

一种多晶硅上小尺寸图形结构的制备方法，包括多晶硅、APF层图形结构、氮化硅和氧化硅层图形结构等，在多晶硅和初始氮化硅图形结构的表面采取原子层沉积技术沉积一层8～12纳米厚的氧化硅，利用气体干法刻蚀和湿法刻蚀，实现多晶硅上节距23～28纳米内的8～12纳米线宽的小尺寸氧化硅图形结构；该制备方法能保证氧化硅图形结构的平整度，并能保证小尺寸深槽内的介质材料被完全祛除干净，同时保护沟槽底部及周围图形不受损伤，以提高沟槽深度的均匀性，减少了图形结构中存在栅栏、皱纹或者琢面的缺陷，提高了半导体器件的集成度和使用性能。

主权项

一种多晶硅上小尺寸图形结构的制备方法，包括多晶硅（1）、多晶硅（1）表面上的初始氮化硅图形结构（6‑1），其为节距46～56纳米内的20～30纳米的规则线宽图形结构，该初始图形结构的制备方法包括：步骤A：在晶圆表面依次沉积一层多晶硅（1）、一层APF（2）、一层SiOC（3）、一层BARC（4）和一层光刻胶（5），并用栅极光罩进行一次曝光，形成光刻胶图形结构（5‑1）；步骤B：在等离子体的刻蚀条件下，用CL₂、HBr、O₂和CF₄的气体组合物对BARC（4）进行刻蚀，BARC层图形结构（4‑1）停留在SiOC（3）层；步骤C：在等离子体的刻蚀条件下，用CF₄和CH₂F₂的气体组合物对SiOC（3）层进行刻蚀，SiOC层图形结构（3‑1）停留在APF（2）层；步骤D：在等离子体的刻蚀条件下，用SO₂和O₂的气体组合物对APF（2）层进行刻蚀，APF层图形结构（2‑1）停留在多晶硅（1）层上；步骤E：在等离子体的刻蚀条件下，利用CF₄和CH₂F₂的气体组合物对APF（2）层顶部的SiOC层图形结构（3‑1）、BARC层图形结构（4‑1）和减薄后的光刻胶图形结构（5‑2）进行刻蚀，形成第一次大尺寸APF层图形结构（2‑1）；步骤F：在多晶硅（1）表面和第一次大尺寸APF层图形结构（2‑1）基础上，利用原子层沉积技术沉积一层15～25纳米厚的氮化硅（6）；步骤G：在等离子体的刻蚀条件下，用CHF₃、CH₂F₂和CF₄的气体组合物对氮化硅（6）层进行刻蚀，去除APF层图形结构（2‑1）顶部及多晶硅（1）表面上的氮化硅（6），在APF层图形结构（2‑1）侧壁形成氮化硅侧墙形式的初始氮化硅图形结构（6‑1）；步骤H：利用在等离子体中用SO₂和O₂的气体组合物进行刻蚀时，APF层图形结构（2‑1）中的APF对初始氮化硅图形结构（6‑1）中的氮化硅具有高选择比特性，对APF层图形结构（2‑1）进行刻蚀，形成没有APF层图形结构（2‑1）的初始氮化硅图形结构（6‑1）；其特征在于，还包括下列工艺步骤：第一步：在多晶硅（1）和初始氮化硅图形结构（6‑1）的表面采取原子层沉积技术沉积一层8～12纳米厚的氧化硅（7）；第二步：利用气体干法刻蚀中，氧化硅（7）对初始氮化硅图形结构（6‑1）中的氮化硅具有高选择比特性，对氧化硅（7）层进行刻蚀，去除初始氮化硅图形结构（6‑1）顶部及多晶硅（1）层上的氧化硅（7），在初始氮化硅图形结构（6‑1）侧壁形成氧化硅侧墙形式的氧化硅图形结构（7‑1）；第三步：通过湿法刻蚀组合物中，初始氮化硅图形结构（6‑1）中的氮化硅对氧化硅图形结构（7‑1）中的氧化硅具有高选择比特性，去除初始氮化硅图形结构（6‑1），实现多晶硅（1）上节距23～28纳米内的8～12纳米线宽的无氮化硅的小尺寸氧化硅图形结构（7‑1）。