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(19)国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号CN115831721A (43)申请公布日2023.03.21 (21)申请号202211451697.5 (22)申请日2022.11.18 (71)申请人中国科学院光电技术研究所 地址610209四川省成都市双流350信箱 (72)发明人罗先刚谷雨罗云飞刘凯鹏 牟帅赵泽宇 (74)专利代理机构中科专利商标代理有限责任 公司11021 专利代理师肖慧 (51)Int.Cl. H01L21/033(2006.01) 权利要求书2页说明书9页附图5页 (54)发明名称 基于侧壁保护的硬掩模刻蚀方法 (57)摘要 本公开提供了一种基于侧壁保护的硬掩模 刻蚀方法,包括:S1,制备超分辨光刻结构,自下 而上依次包括衬底、介质层、含碳硬掩模层、含Si 抗反射涂层、金属层和感光膜层;S2,在感光膜层 中形成光刻图形结构,并依次刻蚀传递至金属 层、含Si抗反射涂层,光刻图形结构包括在含Si 抗反射涂层中形成的凹陷结构;S3,利用保护气 体在含Si抗反射涂层上沉积聚合物,至少使含Si 抗反射涂层的凹陷结构侧壁形成聚合物保护层; S4,利用等离子体刻蚀去除凹陷结构底部的聚合 物保护层并继续刻蚀含碳硬掩模层,凹陷结构侧 壁被聚合物保护层保护;S5,在凹陷结构侧壁的 聚合物保护层消耗完之前,重复进行S3~S4,直 至将光刻图形结构传递至含碳硬掩模层。 CN115831721A CN115831721A权利要求书1/2页 1.一种基于侧壁保护的硬掩模刻蚀方法,其特征在于,包括: S1,制备超分辨光刻结构,所述超分辨光刻结构自下而上依次包括衬底(1)、介质层 (2)、含碳硬掩模层(3)、含Si抗反射涂层(4)、金属层(5)和感光膜层(6); S2,在所述感光膜层(6)中形成光刻图形结构,并将所述光刻图形结构依次刻蚀传递至 金属层(5)、含Si抗反射涂层(4),所述光刻图形结构包括在所述含Si抗反射涂层(4)中形成 的凹陷结构; S3,利用保护气体在所述含Si抗反射涂层(4)上沉积聚合物,至少使所述含Si抗反射涂 层(4)的凹陷结构侧壁形成聚合物保护层(7); S4,利用等离子体刻蚀去除所述凹陷结构底部的聚合物保护层(7)并继续刻蚀所述含 碳硬掩模层(3),所述凹陷结构侧壁被所述聚合物保护层(7)保护; S5,在所述凹陷结构侧壁的所述聚合物保护层(7)消耗完之前,重复进行所述S3~S4, 直至将所述光刻图形结构传递至所述含碳硬掩模层(3),硬掩模刻蚀结束。 2.根据权利要求1所述的基于侧壁保护的硬掩模刻蚀方法,其特征在于,所述S1包括: 利用热氧化、电子束蒸镀、磁控溅射沉积、化学气相沉积或涂覆的方法在所述衬底(1) 上制备介质层(2);所述介质层(2)的材料为SiO2、SiN、SiON、Poly‑Si中的一种,所述介质层 (2)的厚度为100~500nm。 3.根据权利要求2所述的基于侧壁保护的硬掩模刻蚀方法,其特征在于,所述S1包括: 利用旋涂、电子束蒸镀、磁控溅射、化学气相沉积或涂覆的方法在所述介质层(2)上依 次制备含碳硬掩模层(3)、含Si抗反射涂层(4);所述含碳硬掩模层(3)的厚度为50~200nm, 所述含Si抗反射涂层(4)的厚度为20~50nm。 4.根据权利要求3所述的基于侧壁保护的硬掩模刻蚀方法,其特征在于,所述S1包括: 利用电子束蒸镀或磁控溅射沉积的方法在所述含Si抗反射涂层(4)上沉积金属层(5); 所述金属层(5)的材料为Ag、Al中的一种; 利用涂覆的方法在所述金属层(5)上制备感光膜层(6)。 5.根据权利要求1所述的基于侧壁保护的硬掩模刻蚀方法,其特征在于,所述S2包括: 利用离子束刻蚀将所述光刻图形结构刻蚀传递至所述金属层(5);所述刻蚀的气体采 用氩气。 6.根据权利要求5所述的基于侧壁保护的硬掩模刻蚀方法,其特征在于,所述S2包括: 利用离子束刻蚀、反应离子刻蚀或电感耦合等离子体刻蚀将所述光刻图形结构刻蚀传 递至所述含Si抗反射涂层(4);所述刻蚀的气体采用SF6、CHF3和Ar中的一种或多种; 利用湿法刻蚀或机械剥离的方法去除所述金属层(5),所述光刻图形结构包括在所述 含Si抗反射涂层(4)中形成的凹陷结构; 所述凹陷结构包括线条结构、通孔结构中的一种或多种。 7.根据权利要求1所述的基于侧壁保护的硬掩模刻蚀方法,其特征在于,所述S3中保护 气体为C4F8、C4F6中的一种或多种; 在所述含Si抗反射涂层(4)上沉积聚合物的沉积时间为2~20s,电源功率为50~300W, 射频电极的功率为10~50W,气体的流量为10~30sccm,压力为0.1~3Pa,温度为10~30℃。 8.根据权利要求1所述的基于侧壁保护的硬掩模刻
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