[发明专利]用于半导体结构的刻蚀方法及3D存储器件的制造方法

说明书

公开了一种用于半导体结构的刻蚀方法，包括：在半导体结构的表面形成光刻胶；将所述光刻胶固化；以及对所述半导体结构进行刻蚀，其中，所述半导体结构包括衬底以及形成在所述衬底上的多层堆叠结构。本申请的刻蚀方法中将光刻胶固化为第一阻挡层，降低了刻蚀过程中光刻胶在纵向上的消耗速度，节省了光刻胶的形成次数，以及降低了成本。

技术领域

本发明涉及存储器件技术领域，特别涉及一种用于半导体结构的刻蚀方法及3D存储器件的制造方法。

背景技术

存储器件的存储密度的提高与半导体制造工艺的进步密切相关。随着半导体制造工艺的特征尺寸越来越小，存储器件的存储密度越来越高。为了进一步提高存储密度，已经开发出三维结构的存储器件(即，3D存储器件)。3D存储器件包括沿着垂直方向堆叠的多个存储单元，在单位面积的晶片上可以成倍地提高集成度，并且可以降低成本。

现有的3D存储器件在形成台阶结构时，需要先在绝缘叠层结构或栅叠层结构的表面形成光刻胶(Photoresist，PR)作为阻挡层，然后对叠层结构进行刻蚀，从而形成台阶结构。但是光刻胶在刻蚀过程中纵向和横向都会有消耗，且纵向消耗远大于横向，使得叠层结构较厚时，光刻胶需要多次形成，增加了工艺的复杂性和成本，刻蚀效果也不理想，可能伴随台阶侧壁的扭曲等缺陷，无法保证后期的器件良率。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种用于半导体结构的刻蚀方法，通过在反应气体氛围中向光刻胶表面施加能量场，使光刻胶发生固化形成第一阻挡层，从而降低了光刻胶在纵向上的消耗，节省了光刻胶的形成次数，以及降低了成本。

根据本发明的一方面，提供一种用于半导体结构的刻蚀方法，包括：在半导体结构的表面形成光刻胶；在垂直于所述半导体结构的上表面的方向上将所述光刻胶固化；以及对所述半导体结构进行刻蚀，其中，所述半导体结构包括衬底以及形成在所述衬底上的多层堆叠结构。

优选地，将所述光刻胶固化的步骤包括：使所述光刻胶的上表面处于反应气体的氛围中；向所述光刻胶的上表面施加能量场；所述反应气体在所述能量场下发生解离，将所述光刻胶固化。

优选地，所述反应气体为氢溴酸。

优选地，所述氢溴酸反应气体解离后形成氢溴酸活性基团。

优选地，所述氢溴酸活性基团使所述光刻胶固化。

优选地，向所述光刻胶表面施加的能量场与所述光刻胶的上表面垂直。

优选地，所述刻蚀步骤在所述半导体结构中形成台阶。

优选地，在将所述光刻胶固化的步骤中，所述光刻胶的上部固化为第一阻挡层，下部保持为第二阻挡层。

优选地，在将所述光刻胶固化的步骤之前，采用光刻工艺在所述光刻胶中形成开口，使得所述第一阻挡层在所述开口的侧壁覆盖所述第二阻挡层。

根据本发明的另一方面，提供一种3D存储器件的制造方法，包括：在衬底上形成绝缘叠层结构，所述绝缘叠层结构包括交替堆叠的多个层间绝缘层和层间牺牲层；在所述绝缘叠层结构的表面形成固化的光刻胶；以及对所述绝缘叠层进行刻蚀。

优选地，在所述绝缘叠层结构的表面形成固化的光刻胶的步骤包括：在所述绝缘叠层结构的表面形成光刻胶；使所述光刻胶的上表面处于反应气体的氛围中；向所述光刻胶的上表面施加能量场；所述反应气体在所述能量场下发生解离，将所述光刻胶固化。

优选地，所述反应气体为氢溴酸。

优选地，所述氢溴酸反应气体解离后形成氢溴酸活性基团。

优选地，能量场与所述光刻胶的上表面垂直。

优选地，对所述绝缘叠层进行刻蚀的步骤包括：在所述绝缘叠层结构中形成台阶。