專利名稱：條形結(jié)構(gòu)的刻蝕方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，特別涉及半導(dǎo)體制造中條形結(jié)構(gòu)的刻蝕方法。
背景技術(shù)：
隨著超大規(guī)模集成電路(Ultra Large Scale Integration, ULSI)的快速發(fā)展,集成電路的制造工藝變得越來越復(fù)雜和精細，多晶硅柵、金屬互連線等條形結(jié)構(gòu)的寬度變得越來越細，條形結(jié)構(gòu)之間的距離變得越來越小，利用干法刻蝕形成滿足工藝要求的條形結(jié)構(gòu)變得越來越困難。目前的工藝制造技術(shù)，形成條形結(jié)構(gòu)通常是采用一層有條形圖形的掩膜版對光刻膠層進行曝光顯影形成條形的光刻膠，利用所述條形的光刻膠作掩膜對待刻蝕薄膜進行干法刻蝕形成條形結(jié)構(gòu)。但是在光刻膠曝光顯影過程中，由于曝光的光線會產(chǎn)生衍射現(xiàn)象， 形成的條形光刻膠層的棱角會形成圓角。在進行干法刻蝕形成條形結(jié)構(gòu)時，由于條形結(jié)構(gòu)的棱角部分較細，棱角頂端部分更容易被過度刻蝕掉，條形結(jié)構(gòu)的棱角變成了圓角，而且隨著條形結(jié)構(gòu)的寬度變得越來越細，條形結(jié)構(gòu)的較短邊的長度也變得越來越小，位于較短邊兩端的兩個圓角的距離也變得越來越近。當(dāng)條形結(jié)構(gòu)的寬度小于所述兩個圓角的半徑和時，由于形成位于較短邊兩端的兩個圓角時都要對較短邊進行刻蝕，使得條形結(jié)構(gòu)的較短邊完全被刻蝕掉，從而縮短了條形結(jié)構(gòu)的長度，影響了器件的性能，嚴重的可能會造成器件報廢。所述刻蝕結(jié)果示意圖請參考圖1，圖I為利用一次掩膜版光刻刻蝕形成的條形結(jié)構(gòu)的示意圖，條形結(jié)構(gòu)1、2、3、4中位于較短邊兩端的兩個圓角的半徑和比條形結(jié)構(gòu)的寬度要大，使得條形結(jié)構(gòu)1、2、3、4的較短邊完全被刻蝕掉，從而縮短了條形結(jié)構(gòu)1、2、3、4的長度，條形結(jié)構(gòu)I和2、條形結(jié)構(gòu)3和4之間的間距比掩膜版對應(yīng)圖形1’、2’、3’、4’的間距要大。為了克服上述問題，業(yè)界進行了諸多嘗試。專利號為US6042998的美國專利文獻公開了一種利用兩次光刻、兩次刻蝕的刻蝕方法。具體請參考圖2至圖4，圖2為第一次光刻所用的第一掩膜版的示意圖，圖3為第二次光刻所用的第二掩膜版的示意圖，圖4為刻蝕完后形成的條形結(jié)構(gòu)的示意圖。具體刻蝕步驟包括在待刻蝕薄膜表面形成第一光刻膠層，利用第一掩膜版對第一光刻膠層進行曝光顯影，以圖形化的第一光刻膠層為掩膜對待刻蝕薄膜進行第一刻蝕；在完成第一刻蝕的待刻蝕薄膜表面形成第二光刻膠層，利用第二掩膜版對第二光刻膠層進行曝光顯影，以圖形化的第二光刻膠層為掩膜對所述完成第一刻蝕的待刻蝕薄膜進行第二刻蝕，形成條形結(jié)構(gòu)。由于條形結(jié)構(gòu)的棱角是由兩步刻蝕形成，生成的條形結(jié)構(gòu)棱角的形狀相對較好，但是在第二次刻蝕過程中，由于光刻膠較軟，條形結(jié)構(gòu)的棱角還是會被過度刻蝕形成圓角。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的問題是提供一種條形結(jié)構(gòu)的刻蝕方法，使得刻蝕條形結(jié)構(gòu)時條形結(jié)構(gòu)的棱角不會變成圓角。為解決上述問題，本發(fā)明技術(shù)方案提供了一種條形結(jié)構(gòu)的刻蝕方法，包括提供基板，在所述基板表面形成待刻蝕薄膜；在所述待刻蝕薄膜表面形成掩膜層，在所述掩膜層內(nèi)形成貫穿所述掩膜層的通孔，所述通孔與待形成的條形結(jié)構(gòu)較短邊的位置對應(yīng)；在所述掩膜層表面形成條形圖案，以所述條形圖案為掩膜刻蝕所述掩膜層，直至暴露出待刻蝕薄膜，形成掩膜層圖案；以所述掩膜層圖案為掩膜，刻蝕待刻蝕薄膜直至暴露出所述基板。可選的,所述掩膜層為氧化娃層、氮化娃層、氮氧娃層、金屬層其中的一層或由其中幾層形成的疊層結(jié)構(gòu)?？蛇x的，所述掩膜層為鎳金屬層?？蛇x的，形成通孔的方法為干法刻蝕工藝、納米壓印工藝其中一種或兩種的組合?？蛇x的，每一條條形圖案覆蓋待形成的位于同一行的若干條條形結(jié)構(gòu)在待刻蝕薄膜中對應(yīng)的位置，且每一條條形圖案部分覆蓋所述通孔。
可選的，所述通孔的形狀為橢圓形、圓形、矩形其中的一種?？蛇x的，與條形結(jié)構(gòu)較短邊平行方向的所述通孔的直徑大于條形圖案的寬度。可選的，還包括，形成通孔后，在通孔側(cè)壁表面形成氮化硅側(cè)墻?？蛇x的，每一條條形圖案覆蓋待形成的位于同一行的若干條條形結(jié)構(gòu)在待刻蝕薄膜中對應(yīng)的位置，且每一條條形圖案部分覆蓋所述氮化硅側(cè)墻和通孔?？蛇x的，與條形結(jié)構(gòu)較短邊平行方向的所述氮化硅側(cè)墻的內(nèi)直徑大于條形圖案的覽度。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點在待刻蝕薄膜表面形成一層較硬的掩膜層圖案，以所述較硬的掩膜層圖案為掩膜對待刻蝕薄膜進行刻蝕，由于較硬的掩膜層圖案不會變形，使得刻蝕出的圖形可以與掩膜層圖案高度一致，刻蝕出的條形結(jié)構(gòu)的棱角不會過度刻蝕形成圓角，并且在掩膜層內(nèi)形成圓形或橢圓形的通孔，使得形成的條形掩膜層圖案較短邊兩端有突出的部分，以所述條形掩膜層圖案為掩膜對待刻蝕薄膜進行刻蝕形成條形結(jié)構(gòu)，即使條形結(jié)構(gòu)較短邊兩端的突出的部分在刻蝕過程中被過度刻蝕掉，形成的條形結(jié)構(gòu)較短邊兩端剛好被刻蝕成棱角，不會形成圓角，從而不會縮短條形結(jié)構(gòu)的長度。由于模具的原因，利用納米壓印形成的通孔不能制作的太小，在通孔側(cè)壁形成氮化硅側(cè)墻，通過控制氮化硅側(cè)墻的厚度，就能控制最終形成的通孔的大小，且氮化硅側(cè)墻的硬度很大，在干法刻蝕時不會變形，以氮化硅側(cè)墻為掩膜形成的條形結(jié)構(gòu)較短邊的形狀與氮化硅側(cè)墻形成的通孔的圖形高度一致，不會形成圓角，從而不會縮短條形結(jié)構(gòu)的長度。


圖I至圖4是現(xiàn)有技術(shù)的形成條形結(jié)構(gòu)的示意圖；圖5是本發(fā)明實施方式的一種條形結(jié)構(gòu)的刻蝕方法的流程示意圖；圖6至圖12為本發(fā)明實施方式的一種條形結(jié)構(gòu)的刻蝕方法的結(jié)構(gòu)示意圖；圖13是本發(fā)明實施方式的另一種條形結(jié)構(gòu)的刻蝕方法的流程示意圖；圖14至圖22為本發(fā)明實施方式的另一種條形結(jié)構(gòu)的刻蝕方法的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式現(xiàn)有技術(shù)中大多數(shù)情況下為干法刻蝕作掩膜的材料為光刻膠，由于光刻膠較軟，在刻蝕條形結(jié)構(gòu)時容易將條形結(jié)構(gòu)的棱角過度刻蝕形成圓角，發(fā)明人經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，在待刻蝕薄膜表面形成ー層較硬的掩膜層圖案，以所述較硬的掩膜層圖案為掩膜對待刻蝕薄膜進行刻蝕，由于較硬的掩膜層圖案不會變形，使得刻蝕出的圖形可以與掩膜層圖案高度一致，刻蝕出的條形結(jié)構(gòu)端點的棱角不會過度刻蝕形成圓角。為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
做詳 細的說明。本發(fā)明提供ー種條形結(jié)構(gòu)的刻蝕方法，具體流程圖請參照圖5，包括以下步驟步驟S101，提供基板，在所述基板表面形成待刻蝕薄膜；步驟S102，在所述待刻蝕薄膜表面形成掩膜層，在所述掩膜層內(nèi)形成貫穿所述掩膜層的通孔，所述通孔與待形成的條形結(jié)構(gòu)較短邊的位置對應(yīng)；步驟S103，在所述掩膜層表面形成條形圖案，以所述條形圖案為掩膜刻蝕所述掩膜層，直至暴露出待刻蝕薄膜，形成掩膜層圖案；步驟S104，以所述掩膜層圖案為掩膜，刻蝕待刻蝕薄膜直至暴露出所述基板。在本發(fā)明實施例中，所形成的條形結(jié)構(gòu)請參考圖12，包括位于同一行的條形結(jié)構(gòu)
3、條形結(jié)構(gòu)4和與條形結(jié)構(gòu)3、條形結(jié)構(gòu)4平行且位于同一行的條形結(jié)構(gòu)5、條形結(jié)構(gòu)6。利用本發(fā)明形成的條形結(jié)構(gòu)可以有很多種，本發(fā)明實施例中的條形結(jié)構(gòu)只是為了在以下描述中便于闡述具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。因此本發(fā)明不受以下公開的條形結(jié)構(gòu)圖形的限制。圖6至圖12為本發(fā)明實施方式的條形結(jié)構(gòu)的刻蝕方法的結(jié)構(gòu)示意圖。請參考圖6，執(zhí)行步驟S101，提供基板10，在所述基板10表面形成待刻蝕薄膜20。所述基板10為Si襯底、Ge襯底、GaAs襯底、GaN襯底、絕緣體上硅襯底、多層基板(覆蓋有介質(zhì)層和金屬層的襯底)其中ー種。在本實施例中，所述基板10為Si襯底。所述待刻蝕薄膜20為多晶硅層、ニ氧化硅層、氮化硅層等介質(zhì)層，形成互連線的金屬層其中的一層或由其中幾層形成的疊層結(jié)構(gòu)。在本實施例中，待刻蝕薄膜20為包括柵氧化層、多晶硅層的兩層堆疊結(jié)構(gòu)。在所述基板表面形成柵氧化層和多晶硅層的具體步驟包括在所述基板表面利用熱氧化或化學(xué)氣相沉積形成柵氧化硅層，在所述柵氧化硅層表面利用化學(xué)氣相沉積形成多晶硅層。所述形成柵氧化硅層和多晶硅層的方法為本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知技木，在此不再贅述。由于本發(fā)明主要是避免將條形結(jié)構(gòu)的棱角過度刻蝕形成圓角，因此所述基板和待刻蝕薄膜的類型不應(yīng)過分限制本發(fā)明的保護范圍。請參考圖7，執(zhí)行步驟S102，在所述待刻蝕薄膜20表面形成掩膜層30，在所述掩膜層30內(nèi)形成貫穿所述掩膜層30的通孔40，所述通孔40與待形成的條形結(jié)構(gòu)較短邊的位置對應(yīng)。所述掩膜層30為氧化硅層、氮化硅層、氮氧硅層、金屬層其中的一層或由其中幾層形成的疊層結(jié)構(gòu)。在本實施例中，所述掩膜層30為氮化硅層，形成所述氮化硅層的方法為在待刻蝕薄膜表面利用化學(xué)氣相沉積或者低壓化學(xué)氣相沉積形成氮化硅層，形成所述氮化硅層的方法為本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知技術(shù)，在此不再贅述。所述形成通孔40的方法為利用干法刻蝕エ藝或納米壓印エ藝在掩膜層30內(nèi)形成貫穿掩膜層30的通孔40，在待形成的條形結(jié)構(gòu)較短邊的外側(cè)對應(yīng)的掩膜層30的區(qū)域都形成一個通孔40，在后端エ藝中，利用通孔40刻蝕形成的待刻蝕薄膜20的邊緣構(gòu)成待形成的條形結(jié)構(gòu)的較短邊。所述通孔的形狀為橢圓形、圓形、矩形其中的ー種。形成通孔40的數(shù)量取決于待形成的條形結(jié)構(gòu)的數(shù)量，可以為ー個，也可以為多個。在本實施例中，形成通孔的方法為采用干法刻蝕エ藝，利用干法刻蝕形成通孔的方法為本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知技術(shù)，在此不再贅述。形成的所述通孔的形狀為橢圓形，具體的結(jié)構(gòu)俯視圖請參考圖8。由于橢圓形的通孔邊緣為弧形狀，形成的條形掩膜層較短邊的邊緣也為弧形狀，較短邊兩端有向外突出的部分，由于干法刻蝕時容易將突出的部分過度刻蝕，最終形成的條形結(jié)構(gòu)較短邊兩端剛好被刻蝕成棱角，不會形成圓角，從而不會縮短條形結(jié)構(gòu)的長度。請參考圖9，執(zhí)行步驟S103，在所述掩膜層30表面形成條形圖案60，以所述條形圖案60為掩膜刻蝕所述掩膜層30，直至暴露出待刻蝕薄膜20，形成掩膜層圖案。形成掩膜層圖案的具體方法包括在所述掩膜層30和通孔40表面形成抗反射層50，在抗反射層50表面形成光刻膠層60 ;利用有條形圖案的掩膜版對所述光刻膠層60進 行曝光顯影，形成條形圖案60，所述條形圖案60為條形的光刻膠；以所述條形圖案60為掩膜，對掩膜層30進行干法刻蝕，直至露出待刻蝕薄膜20，形成掩膜層圖案。形成掩膜層圖案后利用丙酮溶液除去光刻膠層和抗反射層，所述除去光刻膠層和抗反射層的方法為本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知技木，在此不再贅述。其中，每一條條形圖案可以覆蓋待形成的位于同一行的若干條條形結(jié)構(gòu)在待刻蝕薄膜中對應(yīng)的位置，且每一條條形圖案部分覆蓋所述通孔。在本實施例中，由于待形成的條形結(jié)構(gòu)3、條形結(jié)構(gòu)4位于同一行,條形結(jié)構(gòu)5、條形結(jié)構(gòu)6位于同一行,所述形成的條形圖案為兩條，一條條形圖案覆蓋待形成的條形結(jié)構(gòu)3、條形結(jié)構(gòu)4在待刻蝕薄膜中對應(yīng)的位置和與待形成的條形結(jié)構(gòu)3、條形結(jié)構(gòu)4較短邊的位置對應(yīng)的通孔，另一條條形圖案覆蓋待形成的條形結(jié)構(gòu)5、條形結(jié)構(gòu)6在待刻蝕薄膜中對應(yīng)的位置和與待形成的條形結(jié)構(gòu)5、條形結(jié)構(gòu)6較短邊的位置對應(yīng)的通孔，具體請參考圖10，其中，條形圖案覆蓋所述通孔的中間部分，且與條形結(jié)構(gòu)較短邊平行方向的所述通孔的直徑大于所述條形圖案的寬度。在其他實施例中，所述形成的條形圖案可以為四條，每一條條形圖案覆蓋ー個待形成的條形結(jié)構(gòu)在待刻蝕薄膜中對應(yīng)的位置，其中，所述條形圖案的長度比待形成的條形結(jié)構(gòu)的長度略長，使得所形成的條形圖案能覆蓋通孔的邊緣，所述通孔的邊緣位于待形成的條形結(jié)構(gòu)較短邊在待刻蝕薄膜中位置的正上方，且與條形結(jié)構(gòu)較短邊平行方向的所述通孔的直徑大于所述條形圖案的寬度。請參考圖11，執(zhí)行步驟S104，以所述掩膜層圖案為掩膜，刻蝕待刻蝕薄膜20直至暴露出所述基板10。在本實施例中，刻蝕待刻蝕薄膜20的エ藝為干法刻蝕エ藝。由于掩膜層30為氮化硅層，硬度很大，不容易變形，以所述掩膜層圖案為掩膜刻蝕待刻蝕薄膜20，不會導(dǎo)致條形結(jié)構(gòu)的圖形變形。在刻蝕待刻蝕薄膜20后，除去所述掩膜層圖案，具體請參考圖12。除去所述掩膜層圖案的方法包括干法刻蝕和濕法刻蝕。在本實施例中，采用的方法為利用濕法刻蝕技木。除去氮化硅掩膜層的方法為將掩膜層浸泡在熱磷酸中，溫度120 160°C,濃度為85%。由于熱磷酸對多晶娃和娃的刻蝕很小,在去除氮化娃掩膜層同時不會破壞條形結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明實施例利用較硬的掩膜層圖案為掩膜對待刻蝕薄膜進行刻蝕，由于較硬的掩膜層圖案不會變形，使得刻蝕出的圖形可以與掩膜層圖案高度一致，刻蝕出的條形結(jié)構(gòu)的棱角不會過度刻蝕形成圓角，并且在掩膜層內(nèi)形成圓形或橢圓形的通孔，使得形成的掩膜層圖案的較短邊兩端有突出的部分，以所述掩膜層圖案為掩膜對待刻蝕薄膜進行刻蝕形成條形結(jié)構(gòu)，即使條形結(jié)構(gòu)較短邊兩端的突出的部分在刻蝕過程中被過度刻蝕掉，形成的條形結(jié)構(gòu)較短邊兩端剛好被刻蝕成棱角，不會形成圓角，從而不會縮短條形結(jié)構(gòu)的長度。本發(fā)明實施方式還提供另ー種條形結(jié)構(gòu)的刻蝕方法，具體流程圖請參照圖13，包括以下步驟步驟S201，提供基板，在所述基板表面形成待刻蝕薄膜；步驟S202，在所述待刻蝕薄膜表面形成掩膜層，在所述掩膜層內(nèi)形成貫穿所述掩膜層的通孔，在通孔側(cè)壁表面形成氮化硅側(cè)墻，所述氮化硅側(cè)墻與待形成的條形結(jié)構(gòu)較短邊的位置對應(yīng)；步驟S203，在所述掩膜層表面形成條形圖案，以所述條形圖案為掩膜刻蝕所述掩膜層，直至暴露出待刻蝕薄膜，形成掩膜層圖案；步驟S204，以所述掩膜層圖案和氮化硅側(cè)墻為掩膜，刻蝕待刻蝕薄膜直至暴露出所述基板。
在本發(fā)明實施例中，所形成的條形結(jié)構(gòu)請參考圖22，包括位于同一行的條形結(jié)構(gòu)3’、條形結(jié)構(gòu)4’和與條形結(jié)構(gòu)3’、條形結(jié)構(gòu)4’平行且位于同一行的條形結(jié)構(gòu)5’、條形結(jié)構(gòu)6’。利用本發(fā)明形成的條形結(jié)構(gòu)可以有很多種，本發(fā)明實施例中的條形結(jié)構(gòu)只是為了在以下描述中便于闡述具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。因此本發(fā)明不受以下公開的條形結(jié)構(gòu)圖形的限制。圖14至圖22為本發(fā)明實施方式的條形結(jié)構(gòu)的刻蝕方法的結(jié)構(gòu)示意圖。請參考圖14，執(zhí)行步驟S201，提供基板100，在所述基板100表面形成待刻蝕薄膜200。所述基板100為Si襯底、Ge襯底、GaAs襯底、GaN襯底、絕緣體上硅襯底、多層基板(覆蓋有介質(zhì)層和金屬層的襯底)其中ー種。在本實施例中，所述基板100為Si襯底。所述待刻蝕薄膜200為多晶硅層、ニ氧化硅層、氮化硅層等介質(zhì)層，形成互連線的金屬層其中的一層或由其中幾層形成的疊層結(jié)構(gòu)。在本實施例中，待刻蝕薄膜200為包括柵氧化層、多晶硅層的兩層堆疊結(jié)構(gòu)。在所述基板表面形成柵氧化層和多晶硅層的具體步驟包括在所述基板表面利用熱氧化或化學(xué)氣相沉積形成柵氧化硅層，在所述柵氧化硅層表面利用化學(xué)氣相沉積形成多晶硅層。所述形成柵氧化硅層和多晶硅層的方法為本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知技木，在此不再贅述。由于本發(fā)明主要是避免將條形結(jié)構(gòu)的棱角過度刻蝕形成圓角，因此所述基板和待刻蝕薄膜的類型不應(yīng)過分限制本發(fā)明的保護范圍。請參考圖15，執(zhí)行步驟S202，在所述待刻蝕薄膜200表面形成掩膜層300，在所述掩膜層300內(nèi)形成貫穿所述掩膜層300的通孔400，在通孔400側(cè)壁表面形成氮化硅側(cè)墻450，所述氮化硅側(cè)墻450與待形成的條形結(jié)構(gòu)較短邊的位置對應(yīng)。所述掩膜層300為氧化硅層、氮化硅層、氮氧硅層、金屬層其中的一層或由其中幾層形成的疊層結(jié)構(gòu)。在本實施例中，所述掩膜層300為鎳金屬層，在多晶硅層表面形成鎳金屬層的エ藝包括等離子物理氣相沉積或電鍍エ藝。所述形成通孔400的方法為利用干法刻蝕、納米壓印技術(shù)其中一種或兩種的組合。在本實施例中，形成通孔400的方法利用了納米壓印技木。利用納米壓印技術(shù)形成通孔400的方法請參考圖16，具體包括提供一具有通孔形狀的突出構(gòu)件550的模具500，所述模具的硬度很大，通常由鉻、鎢、鈦等金屬或包含所述金屬的合金制成；將所述模具500壓印在鎳金屬層300上，直到所述模具500的突出構(gòu)件550接觸到多晶硅層220，在鎳金屬層300內(nèi)形成若干貫穿鎳金屬層300的通孔400。在其他實施例中，為了減小模具對鎳金屬層和待刻蝕薄膜的應(yīng)力作用，當(dāng)模具通過壓印在鎳金屬層內(nèi)形成未貫穿鎳金屬層的通孔后停止壓印，隨后利用干法刻蝕エ藝形成貫穿鎳金屬層的通孔。在通孔400側(cè)壁表面形成氮化娃側(cè)墻450的方法具體包括在掩膜層300表面和通孔400內(nèi)表面形成氮化硅層430，請參考圖17 ;對所述氮化硅層430進行無掩膜的干法刻蝕，直至露出掩膜層300上表面和通孔400底部的待刻蝕薄膜200，在通孔400側(cè)壁表面形成氮化硅側(cè)墻450，請參考圖15。由于氮化硅側(cè)墻450的硬度很大，在干法刻蝕時不會變形，以氮化硅側(cè)墻為掩膜形成的條形結(jié)構(gòu)較短邊的形狀與氮化硅側(cè)墻形成的通孔的圖形高度一致，刻蝕出的條形結(jié)構(gòu)的棱角不會過度刻蝕形成圓角。所述氮化硅側(cè)墻450還具有以下的優(yōu)點，隨著條形結(jié)構(gòu)之間的距離變得越來越小，間距可小到幾百納米甚至幾十納米，對應(yīng)的模具中形成通孔的突起構(gòu)件也需要變得越來越小，但由于幾百納米甚至幾十納米粗的突起構(gòu)件不僅制造復(fù)雜，會增加模具成本，且突起構(gòu)件也容易變形受損，所以突起構(gòu)件的粗細被限定在了一定的范圍。為了能在鎳金屬層內(nèi)形成較細的通孔，在利用模具進行納米壓印形成較粗的通孔后，在通孔側(cè)壁形成氮化硅側(cè)墻，利用所述氮化硅側(cè)墻形成較小的通孔。同吋，通過控制氮化硅層的厚度就能控制氮化硅側(cè)墻的厚度，從而可以控制需要形成的通孔的大小。形成通孔400的數(shù)量取決于待形成的條形結(jié)構(gòu)的數(shù)量，可以為ー個，也可以為多個。在一個實施例中，每ー個待形成的條形結(jié)構(gòu)較短邊的外側(cè)對應(yīng)的掩膜層300的區(qū)域都形成一個通孔400。所述通孔400的形狀為橢圓形、圓形、矩形其中的ー種。在本實施例中，通孔400的形狀為橢圓形，具體的結(jié)構(gòu)俯視圖請參考圖18。由于氮化硅側(cè)墻為弧形狀，形成的掩膜層圖案較短邊的邊緣也為弧形狀，較短邊兩端有向外突出的部分，由于干法刻蝕時容易將突出的部分過度刻蝕，最終形成的條形結(jié)構(gòu)較短邊兩端剛好被刻蝕成棱角，不會形成圓角，從而不會縮短條形結(jié)構(gòu)的長度。請參考圖19，執(zhí)行步驟S203，在所述掩膜層300表面形成條形圖案600，以所述條 形圖案600為掩膜刻蝕所述掩膜層300，直至暴露出待刻蝕薄膜200，形成掩膜層圖案。形成掩膜層圖案的具體方法包括在所述掩膜層300、通孔400和氮化硅側(cè)墻450表面形成抗反射層500,在抗反射層500表面形成光刻膠層600 ;利用條形圖案的掩膜版對所述光刻膠層600進行曝光顯影，形成條形圖案600，所述條形圖案600為條形的光刻膠；以所述條形圖案的光刻膠層600為掩膜，對掩膜層300進行干法刻蝕，直至露出待刻蝕薄膜200，形成掩膜層圖案。形成掩膜層圖案后利用丙酮溶液除去光刻膠層和抗反射層，所述除去光刻膠層和抗反射層的方法為本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知技術(shù)，在此不再贅述。其中，每一條條形圖案可以覆蓋待形成的位于同一行的若干條條形結(jié)構(gòu)在待刻蝕薄膜中對應(yīng)的位置，且每一條條形圖案部分覆蓋所述氮化硅側(cè)墻和通孔。在本實施例中，由于待形成的條形結(jié)構(gòu)3’、條形結(jié)構(gòu)4’位于同一行，條形結(jié)構(gòu)5’、條形結(jié)構(gòu)6’位于同一行，所述形成的條形圖案600可以為兩條，一條條形圖案覆蓋待形成的條形結(jié)構(gòu)3’、條形結(jié)構(gòu)4’在待刻蝕薄膜中對應(yīng)的位置和與待形成的條形結(jié)構(gòu)3’、條形結(jié)構(gòu)4’較短邊的位置對應(yīng)的通孔，另一條條形圖案覆蓋待形成的條形結(jié)構(gòu)5’、條形結(jié)構(gòu)6’在待刻蝕薄膜中對應(yīng)的位置和與待形成的條形結(jié)構(gòu)5’、條形結(jié)構(gòu)6’較短邊的位置對應(yīng)的通孔，具體請參考圖20，其中，條形圖案600覆蓋所述通孔的中間部分，且與條形結(jié)構(gòu)較短邊平行方向的所述氮化硅側(cè)墻的內(nèi)直徑大于條形圖案600的寬度。在其他實施例中，所述形成的條形圖案可以為四條，每一條條形圖案覆蓋ー個待形成的條形結(jié)構(gòu)在待刻蝕薄膜中對應(yīng)的位置，其中，所述條形圖案的長度比待形成的條形結(jié)構(gòu)的長度略長，使得所形成的條形圖案能覆蓋部分氮化硅側(cè)墻，所述氮化硅側(cè)墻位于待形成的條形結(jié)構(gòu)較短邊在待刻蝕薄膜中位置的正上方，且與條形結(jié)構(gòu)較短邊平行方向的所述氮化硅側(cè)墻的內(nèi)直徑大于所述條形圖案的寬度。請參考圖21，執(zhí)行步驟S204，以所述掩膜層圖案和氮化硅側(cè)墻450為掩膜，刻蝕待刻蝕薄膜200直至暴露出所述基板100。 在本實施例中，刻蝕待刻蝕薄膜200的エ藝為干法刻蝕エ藝。由于氮化硅側(cè)墻450硬度很大，不容易變形，以所述掩膜層圖案和氮化硅側(cè)墻450為掩膜刻蝕待刻蝕薄膜200，不會導(dǎo)致條形結(jié)構(gòu)的圖形變形。在刻蝕待刻蝕薄膜200后，除去所述掩膜層圖案和氮化硅側(cè)墻，具體請參考圖22。除去所述掩膜層圖案和氮化硅側(cè)墻的方法包括干法刻蝕和濕法刻蝕，在本發(fā)明實施例中，采用的エ藝為濕法刻蝕エ藝，其中，除去掩膜層鎳金屬層的方法為浸泡在36% 38%的鹽酸中，除去氮化硅側(cè)墻的方法為浸泡在熱磷酸中，溫度120 160°C，濃度為85%。由于熱磷酸和鹽酸對多晶硅和硅的刻蝕很小，在去除氮化硅側(cè)墻和鎳金屬層的同時不會破壞條形結(jié)構(gòu)。本發(fā)明實施方式在通孔側(cè)壁形成硬度較大的氮化硅側(cè)墻，利用所述氮化硅側(cè)墻為掩膜刻蝕條形結(jié)構(gòu)的較短邊，由于氮化硅側(cè)墻不容易變形，以氮化硅側(cè)墻為掩膜刻蝕條形結(jié)構(gòu)較短邊不容易將條形結(jié)構(gòu)的棱角過度刻蝕成圓角，并且在掩膜層內(nèi)形成圓形或橢圓形的通孔，使得形成的條形掩膜層較短邊兩端有突出的部分，以所述條形掩膜層為掩膜對待刻蝕薄膜進行刻蝕形成條形結(jié)構(gòu)，即使條形結(jié)構(gòu)較短邊兩端的突出的部分在刻蝕過程中被過度刻蝕掉，形成的條形結(jié)構(gòu)較短邊兩端剛好被刻蝕成棱角，不會形成圓角，從而不會縮短條形結(jié)構(gòu)的長度。本發(fā)明雖然已以較佳實施例公開如上，但其并不是用來限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以利用上述掲示的方法和技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案做出可能的變動和修改，因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化及修飾，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種條形結(jié)構(gòu)的刻蝕方法，其特征在于，包括 提供基板，在所述基板表面形成待刻蝕薄膜； 在所述待刻蝕薄膜表面形成掩膜層，在所述掩膜層內(nèi)形成貫穿所述掩膜層的通孔，所述通孔與待形成的條形結(jié)構(gòu)較短邊的位置對應(yīng)； 在所述掩膜層表面形成條形圖案，以所述條形圖案為掩膜刻蝕所述掩膜層，直至暴露出待刻蝕薄膜，形成掩膜層圖案； 以所述掩膜層圖案為掩膜，刻蝕待刻蝕薄膜直至暴露出所述基板。
2.如權(quán)利要求I所述的刻蝕方法，其特征在于，所述掩膜層為氧化硅層、氮化硅層、氮氧娃層、金屬層其中的一層或由其中幾層形成的疊層結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求I所述的刻蝕方法，其特征在于，所述掩膜層為鎳金屬層。
4.如權(quán)利要求I所述的刻蝕方法，其特征在于，形成通孔的方法為干法刻蝕工藝、納米壓印工藝其中一種或兩種的組合。
5.如權(quán)利要求I所述的刻蝕方法，其特征在于，每一條條形圖案覆蓋待形成的位于同一行的若干條條形結(jié)構(gòu)在待刻蝕薄膜中對應(yīng)的位置，且每一條條形圖案部分覆蓋所述通孔。
6.如權(quán)利要求I所述的刻蝕方法，其特征在于，所述通孔的形狀為橢圓形、圓形、矩形其中的一種。
7.如權(quán)利要求I所述的刻蝕方法，其特征在于，與條形結(jié)構(gòu)較短邊平行方向的所述通孔的直徑大于條形圖案的寬度。
8.如權(quán)利要求I所述的刻蝕方法，其特征在于，還包括，形成通孔后，在通孔側(cè)壁表面形成氮化硅側(cè)墻。
9.如權(quán)利要求8所述的刻蝕方法，其特征在于，每一條條形圖案覆蓋待形成的位于同一行的若干條條形結(jié)構(gòu)在待刻蝕薄膜中對應(yīng)的位置，且每一條條形圖案部分覆蓋所述氮化硅側(cè)墻和通孔。
10.如權(quán)利要求8所述的刻蝕方法，其特征在于，與條形結(jié)構(gòu)較短邊平行方向的所述氮化硅側(cè)墻的內(nèi)直徑大于條形圖案的寬度。
全文摘要
一種條形結(jié)構(gòu)的刻蝕方法，包括提供基板，在所述基板表面形成待刻蝕薄膜；在所述待刻蝕薄膜表面形成掩膜層，在所述掩膜層內(nèi)形成貫穿所述掩膜層的通孔，所述通孔與待形成的條形結(jié)構(gòu)較短邊的位置對應(yīng)；在所述掩膜層表面形成條形圖案，以所述條形圖案為掩膜刻蝕所述掩膜層，直至暴露出待刻蝕薄膜，形成掩膜層圖案；以所述掩膜層圖案為掩膜，刻蝕待刻蝕薄膜直至暴露出所述基板。通過在待刻蝕薄膜表面形成一層較硬的掩膜層，以所述較硬的掩膜層為掩膜對待刻蝕薄膜進行刻蝕，刻蝕出的圖形可以與掩模圖形高度一致，刻蝕出的條形結(jié)構(gòu)端點的棱角不會過度刻蝕形成圓角。
文檔編號H01L21/3213GK102856190SQ201110182359
公開日2013年1月2日 申請日期2011年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月30日
發(fā)明者周俊卿, 孟曉瑩, 張海洋 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司