[發(fā)明專利]一種半導(dǎo)體器件的制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210415044.1
• 申請日: 2012-10-26
• 公開（公告）號: CN103779191A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張翼英;何其旸
• 申請（專利權(quán)）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: H01L21/033
• 分類號: H01L21/033
• 代理公司: 北京市磐華律師事務(wù)所 11336
• 代理人: 董巍;高偉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，具體而言涉及一種半導(dǎo)體器件的制造方法。

背景技術(shù)

隨著半導(dǎo)體制造技術(shù)的不斷發(fā)展，對光刻技術(shù)的精度要求越來越高。水基型的193nm波長的浸入式光刻技術(shù)可以實現(xiàn)工藝節(jié)點在45nm及以下的半導(dǎo)體集成電路的制造，但是，當(dāng)工藝節(jié)點發(fā)展到45nm以下，該技術(shù)已經(jīng)難以滿足對更高的分辨率的要求。雙重圖形技術(shù)（double?patterning?technology，簡稱DPT）由于可以滿足半導(dǎo)體工藝對精度的要求，可以實現(xiàn)工藝節(jié)點在45nm及以下的半導(dǎo)體器件的制造，而在逐漸得到越來越廣泛的應(yīng)用。

在現(xiàn)有技術(shù)中，雙重圖形技術(shù)一般可以分為：自對準(zhǔn)雙重圖形技術(shù)(英文全稱self-aligned?double?patterning，簡稱SADP；也稱間隔層圖形技術(shù)，英文全稱為spacer?patterning?technology，簡稱SPT)和二次刻蝕雙重圖形技術(shù)（double?litho?and?etch，簡稱LELE）。自對準(zhǔn)雙重圖形(SADP)作為DPT技術(shù)的一種，因可以避免LELE技術(shù)中的兩次光刻過程的對準(zhǔn)這一主要難題，因而在半導(dǎo)體器件尤其是存儲器（memory）的制造中，被廣泛應(yīng)用。

然而，傳統(tǒng)的自對準(zhǔn)雙重圖形技術(shù)(SADP)，在形成間隔層的過程（SADP的關(guān)鍵步驟之一）中，由于需要通過刻蝕來去除核心材料層上方的硬掩膜，因而存在如下問題：第一、會造成對目標(biāo)膜層（targetlayer）（具體指目標(biāo)膜層未被覆蓋的區(qū)域）的刻蝕，導(dǎo)致目標(biāo)膜層出現(xiàn)奇偶不同的臺階；第二、間隔層的高度和其厚度不容易控制。

下面，結(jié)合圖1A至圖1E，對傳統(tǒng)的利用SADP技術(shù)制造半導(dǎo)體器件的方法進(jìn)行簡要說明。其中，圖1A至圖1E為各工藝完成后形成的圖案的剖視圖。傳統(tǒng)的利用自對準(zhǔn)雙重圖形技術(shù)制造半導(dǎo)體器件的方法，一般包括如下步驟：

步驟E1：形成核心材料層和硬掩膜的圖形。

具體地，提供形成有目標(biāo)膜層（target?layer）100的半導(dǎo)體襯底（圖中僅示出了目標(biāo)材料層100，未示出半導(dǎo)體襯底），在目標(biāo)膜層100上形成核心材料層101以及位于核心材料層101上方的硬掩膜102，如圖1A所示。其中，目標(biāo)膜層，是指需要進(jìn)行構(gòu)圖處理以形成圖案的膜層。

其中，核心材料層101，也稱核心結(jié)構(gòu)（core?structure），主要用于保證后續(xù)的間隔層的形成，其在形成間隔層的過程中需要被去除。硬掩膜102用于保護(hù)核心材料層101，在后續(xù)形成間隔層的過程中亦需要被去除。在現(xiàn)有技術(shù)中，硬掩膜102一般為在通過光刻工藝形成核心材料層101的圖形過程中，所使用的光刻膠的底部抗反射層。

步驟E2：在所述半導(dǎo)體襯底上形成一層間隔材料薄膜。

在所述半導(dǎo)體襯底上形成一層用于形成間隔層的間隔材料薄膜1030，所述間隔材料薄膜1030覆蓋目標(biāo)膜層100、硬掩膜102以及核心材料層101與硬掩膜102的側(cè)壁，如圖1B所示。

步驟E3：對間隔材料薄膜1030進(jìn)行刻蝕，形成間隔層103。

具體地，對間隔材料薄膜1030進(jìn)行刻蝕處理（干法刻蝕或濕法刻蝕等），去除間隔材料薄膜位于目標(biāo)膜層100以及硬掩膜102正上方的部分，即保留了間隔材料薄膜位于核心材料層101與硬掩膜102的側(cè)壁位置的部分，形成間隔層103，形成的圖形如圖1C所示。

步驟E4：對所述半導(dǎo)體襯底進(jìn)行刻蝕，去除硬掩膜102。

具體地，繼續(xù)對所述半導(dǎo)體襯底進(jìn)行刻蝕，去除硬掩膜102，由于此時目標(biāo)膜層100的上方已經(jīng)沒有間隔材料薄膜1030的保護(hù)，因而在刻蝕去除硬掩膜102的過程中，目標(biāo)膜層100亦在一定程度上被刻蝕，導(dǎo)致目標(biāo)膜層出現(xiàn)奇偶不同的臺階。并且，間隔層103也會在一定程度上被刻蝕，因而造成間隔層的高度（指垂直于半導(dǎo)體襯底的方向）和厚度（指平行于半導(dǎo)體襯底的方向）均有一定程度的減小，這亦造成了間隔層的高度和厚度不容易被控制。形成的圖形，如圖1D所示。

步驟E5：去除核心材料層101，形成的圖形如圖1E所示。

在上述應(yīng)用自對準(zhǔn)雙重圖形技術(shù)的半導(dǎo)體器件制造方法中，在通過刻蝕去除核心材料層上方的硬掩膜的步驟（即步驟E4）中，存在如下問題：第一、會造成對目標(biāo)膜層100的刻蝕，導(dǎo)致目標(biāo)膜層100出現(xiàn)奇偶不同的臺階；第二、間隔層103的高度和其厚度不容易被控制。

因此，為了解決上述問題，需要提出一種新的半導(dǎo)體器件的制造方法。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體器件的制造方法，包括：