[發明專利]自對準三重圖形化方法

有效

• 申請號: 201210422892.5
• 申請日: 2012-10-30
• 公開（公告）號: CN103794475A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 李鳳蓮;隋運奇
• 申請（專利權）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;G03F7/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 駱蘇華

1.一種自對準三重圖形化方法，其特征在于，包括：

提供半導體襯底，所述半導體襯底上形成有第一硬掩模層；

在所述第一硬掩模層上形成第一犧牲層，對所述第一犧牲層進行圖形化處理，以形成多個間隔分布的第一圖形，在所述第一圖形的兩個側壁形成側墻；

在所述第一硬掩模層、第一圖形及側墻上形成第二犧牲層，對所述第二犧牲層進行平坦化處理直至露出所述第一圖形；

去除所述第一圖形，在所述第一圖形所在位置形成第一溝槽，在所述第一溝槽的底壁及側壁上形成第二硬掩模層，且所述第二硬掩模層的表面形成有第二溝槽，所述第二溝槽內填充有第三硬掩模層；

去除所述第二犧牲層及填充在所述第一溝槽內并未被所述第三硬掩模層覆蓋的第二硬掩模層，第三硬掩模層及剩余的第二硬掩模層堆疊成第二圖形；

以所述第二圖形及側墻為掩模對所述第一硬掩模層進行刻蝕，第三硬掩模層、剩余的第二硬掩模層及剩余的第一硬掩模層堆疊成第三圖形，側墻及剩余的第一硬掩模層堆疊成第四圖形。

2.根據權利要求1所述的自對準三重圖形化方法，其特征在于，覆蓋在所述第一溝槽側壁上的第二硬掩模層的寬度與填充在所述第二溝槽內的第三硬掩模層的寬度相等。

3.根據權利要求1所述的自對準三重圖形化方法，其特征在于，在所述第一溝槽的底壁及側壁上形成第二硬掩模層，且所述第二硬掩模層的表面形成有第二溝槽，所述第二溝槽內填充有第三硬掩模層的步驟包括：

在所述第二犧牲層及第一溝槽上形成第二硬掩模層，第二硬掩模層覆蓋在第一溝槽的底壁及側壁上，且第二硬掩模層的表面形成有第二溝槽；

在第二硬掩模層上形成第三硬掩模層；

對第三硬掩模層及第二硬掩模層進行平坦化處理直至露出所述第二犧牲層。

4.根據權利要求3所述的自對準三重圖形化方法，其特征在于，第二硬掩模層及第三硬掩模層的形成方法為化學氣相沉積或原子層沉積。

5.根據權利要求1所述的自對準三重圖形化方法，其特征在于，所述第一犧牲層與所述第二犧牲層的刻蝕選擇比大于10。

6.根據權利要求5所述的自對準三重圖形化方法，其特征在于，所述第二硬掩模層與第三硬掩模層的刻蝕選擇比大于5，所述第二硬掩模層與所述第二犧牲層的刻蝕選擇比為1。

7.根據權利要求6所述的自對準三重圖形化方法，其特征在于，所述第一犧牲層與所述第一硬掩模層的刻蝕選擇比大于10，所述第二硬掩模層與所述第一硬掩模層的刻蝕選擇比大于1，所述第二犧牲層與所述第一硬掩模層的刻蝕選擇比大于1，所述側墻與所述第一犧牲層的刻蝕選擇比大于10，所述側墻與所述第一硬掩模層的刻蝕選擇比大于5。

8.根據權利要求5所述的自對準三重圖形化方法，其特征在于，所述第一犧牲層的材料為無定形碳，所述第二犧牲層的材料為多晶硅。

9.根據權利要求8所述的自對準三重圖形化方法，其特征在于，所述第二硬掩模層的材料為氮化鈦，所述第三硬掩模層的材料為氧化硅。

10.根據權利要求9所述的自對準三重圖形化方法，其特征在于，所述側墻的材料為氮化硅，所述第一硬掩模層的材料為氮氧化硅。

11.根據權利要求1所述的自對準三重圖形化方法，其特征在于，利用化學機械研磨工藝對所述第二犧牲層進行平坦化處理。

12.根據權利要求1所述的自對準三重圖形化方法，其特征在于，利用干法刻蝕去除所述第一圖形，刻蝕氣體包括O₂。

13.根據權利要求1所述的自對準三重圖形化方法，其特征在于，利用干法刻蝕去除所述第二犧牲層及填充在所述第一溝槽內并未被所述第三硬掩模層覆蓋的第二硬掩模層，刻蝕氣體包括Cl₂及He的混合氣體，或包括Cl₂及Ar的混合氣體，或包括Cl₂及N₂的混合氣體。