[發(fā)明專利]自對準(zhǔn)三重圖形的形成方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210425609.4
• 申請日: 2012-10-30
• 公開（公告）號: CN103794476B
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 隋運(yùn)奇
• 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;H01L21/308
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11227
• 代理人: 吳敏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種自對準(zhǔn)三重圖形的形成方法。

背景技術(shù)

隨著半導(dǎo)體技術(shù)的不斷進(jìn)步，半導(dǎo)體器件的工藝節(jié)點正不斷減小。然而，由于受到現(xiàn)有的光刻工藝精度的限制，以現(xiàn)有的光刻工藝形成的掩膜圖形難以滿足半導(dǎo)體器件持續(xù)減小特征尺寸的需求，遏制了半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展。

為了在現(xiàn)有的光刻工藝的基礎(chǔ)上，能夠進(jìn)一步縮小半導(dǎo)體器件的尺寸，現(xiàn)有技術(shù)提出了一種雙重圖形化工藝。其中，尤其以自對準(zhǔn)雙重圖形化（Self-Aligned Double Patterning，SADP）工藝因其工藝簡單而被廣泛應(yīng)用。

圖1至圖4是現(xiàn)有技術(shù)的以自對準(zhǔn)雙重圖化工藝形成掩膜，并進(jìn)行刻蝕過程的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，包括：

請參考圖1，提供待刻蝕層100，所述待刻蝕層100表面具有犧牲層101，所述犧牲層101采用現(xiàn)有的光刻工藝形成。

請參考圖2，在所述犧牲層101兩側(cè)的待刻蝕層100表面形成掩膜側(cè)墻103。

請參考圖3，形成掩膜側(cè)墻103后，去除所述犧牲層101（如圖2所示）。

請參考圖4，去除犧牲層101（如圖2所示）后，以所述掩膜側(cè)墻103為掩膜，刻蝕所述待刻蝕層100，形成溝槽。

然而，以現(xiàn)有技術(shù)的自對準(zhǔn)雙重圖化工藝形成的掩膜，其尺寸仍然受到限制，無法進(jìn)一步減小。

更多雙重圖形化工藝請參考公開號為US 2007/0148968A1的美國專利文件。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的問題是提供一種自對準(zhǔn)三重圖形的形成方法，使所形成的自對準(zhǔn)圖形掩膜的尺寸進(jìn)一步減小。

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種自對準(zhǔn)三重圖形的形成方法，包括：提供待刻蝕層，所述待刻蝕層表面具有分立的第一犧牲層；在所述待刻蝕層和第一犧牲層表面形成第二犧牲薄膜、以及所述第二犧牲薄膜表面的第一側(cè)墻層；平坦化所述第二犧牲薄膜和第一側(cè)墻層，直至暴露出第一犧牲層的頂部表面，所述第一側(cè)墻層形成第一側(cè)墻，所述第二犧牲薄膜形成第二犧牲層，所述第二犧牲層和第一側(cè)墻的頂部表面與所述第一犧牲層的頂部表面齊平；在所述平坦化工藝之后，去除所述第一犧牲層；去除所述第一犧牲層之后，在所述第二犧牲層和第一側(cè)墻兩側(cè)的待刻蝕層表面形成第二側(cè)墻；以第一側(cè)墻和第二側(cè)墻為掩膜，干法刻蝕所述第二犧牲層，直至暴露出待刻蝕層表面為止。

可選地，所述第一犧牲層的材料為氮化硅。

可選地，所述第一犧牲層的形成方法為：在所述待刻蝕層表面沉積犧牲薄膜；在所述犧牲薄膜表面形成光刻膠層，所述光刻膠層定義出第一犧牲層的對應(yīng)位置及形狀；以所述光刻膠層為掩膜，采用各向異性的干法刻蝕工藝刻蝕所述犧牲薄膜，直至暴露出待刻蝕層為止。

可選地，所述第二犧牲層的材料為多晶硅。

可選地，所述第二犧牲薄膜的形成工藝為原子層沉積工藝。

可選地，所述第二犧牲薄膜的厚度為相鄰第一犧牲層之間距離的三分之一。

可選地，所述第一側(cè)墻和第二側(cè)墻的材料為氧化硅。

可選地，所述第一側(cè)墻層的形成工藝為化學(xué)氣相沉積工藝。

可選地，所述第二側(cè)墻的形成工藝為：在所述待刻蝕層、第二犧牲層和第一側(cè)墻表面沉積第二側(cè)墻層；回刻蝕所述第二側(cè)墻層，直至暴露出第二犧牲層和第一側(cè)墻的頂部表面。

可選地，所述去除所述第一犧牲層的工藝為濕法刻蝕工藝。

可選地，干法刻蝕所述第二犧牲層的工藝為各向異性的干法刻蝕工藝。

可選地，還包括：位于所述待刻蝕層表面的掩膜層；所述第一犧牲層、第二犧牲薄膜和第二側(cè)墻形成于所述掩膜層表面。

可選地，所述掩膜層的材料為氮化硅。

可選地，還包括：緩沖層；所述第一犧牲層、第二犧牲薄膜和第二側(cè)墻形成于所述緩沖層表面。

可選地，所述緩沖層的材料為氮氧化硅。

可選地，還包括：提供半導(dǎo)體襯底，所述待刻蝕層位于所述半導(dǎo)體襯底表面。

可選地，還包括：所述半導(dǎo)體襯底和待刻蝕層之間具有介質(zhì)層和器件層中的一層或多層重疊。

可選地，所述待刻蝕層為半導(dǎo)體襯底。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點：