[發(fā)明專利]自對(duì)準(zhǔn)雙圖形的形成方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210425630.4
• 申請(qǐng)日: 2012-10-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103794490B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 隋運(yùn)奇;何其旸
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中芯國(guó)際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/308
• 分類號(hào): H01L21/308;H01L21/033
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11227
• 代理人: 駱蘇華

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(duì)準(zhǔn)雙圖形的形成方法。

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(diǎn)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(duì)準(zhǔn)雙重圖形化（Self-Aligned?Double?Patterning，SADP）工藝因其工藝簡(jiǎn)單而被廣泛應(yīng)用。圖1至圖4是現(xiàn)有技術(shù)的以自對(duì)準(zhǔn)雙重圖化工藝形成掩膜，并進(jìn)行刻蝕過(guò)程的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，包括：

請(qǐng)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(qǐng)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(qǐng)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(qǐng)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)有的自對(duì)準(zhǔn)雙重圖化工藝形成掩膜，并進(jìn)行刻蝕后，刻蝕所得的圖形形貌不良，使所形成的半導(dǎo)體器件的性能不穩(wěn)定。

更多雙重圖形化工藝請(qǐng)參考公開(kāi)號(hào)為US?2007/0148968A1的美國(guó)專利文件。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的問(wèn)題是提供一種自對(duì)準(zhǔn)雙圖形的形成方法，以所形成的自對(duì)準(zhǔn)圖形為掩膜進(jìn)行刻蝕時(shí)，刻蝕所得的圖形的形貌精確統(tǒng)一，使所形成的半導(dǎo)體器件的特征尺寸統(tǒng)一。

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種自對(duì)準(zhǔn)雙圖形的形成方法，包括：提供待刻蝕層，所述待刻蝕層表面具有犧牲層、以及所述犧牲層表面的掩膜層，所述掩膜層的材料為絕緣材料；在所述待刻蝕層、犧牲層和掩膜層表面形成側(cè)墻層，所述側(cè)墻層包括第一子側(cè)墻層、第一子側(cè)墻層表面的第二子側(cè)墻層、以及第二子側(cè)墻層表面的第三子側(cè)墻層，所述第二子側(cè)墻層的材料為多晶硅，所述第一子側(cè)墻層和第三子側(cè)墻層的材料相同；回刻蝕所述側(cè)墻層直至暴露出掩膜層表面為止，在所述犧牲層兩側(cè)的待刻蝕層表面形成側(cè)墻；在形成側(cè)墻之后，去除所述掩膜層；在去除所述掩膜層之后，去除所述犧牲層。

可選地，還包括：所述待刻蝕層表面具有緩沖層，在所述緩沖層表面形成犧牲層。

可選地，所述緩沖層的材料為多晶硅，所述緩沖層的厚度為50埃~80埃。

如權(quán)利要求2所述自對(duì)準(zhǔn)雙圖形的形成方法，其特征在于，還包括：在去除犧牲層之后，去除所述待刻蝕層表面剩余的緩沖層。

可選地，所述第一子側(cè)墻層和第三子側(cè)墻層的材料為氮化硅或氧化硅，所述第一子側(cè)墻層的厚度為100埃~120埃，所述第二子側(cè)墻層的厚度為100埃~120埃，所述第三子側(cè)墻層的厚度為100埃~120埃。

可選地，所述第一子側(cè)墻層、第二子側(cè)墻層和第二子側(cè)墻層的形成工藝為化學(xué)氣相沉積工藝或物理氣相沉積工藝。

可選地，所述掩膜層的材料為氮氧化硅。

可選地，去除所述掩膜層的工藝為干法刻蝕工藝，刻蝕氣體包括：SiCl₄。

可選地，所述干法刻蝕的氣體還包括：CF₂H₂、CF₃H和CH₄和O₂中的一種或多種組合。

可選地，所述犧牲層的材料為無(wú)定形碳或氧化硅。

可選地，所述犧牲層的材料為無(wú)定形碳時(shí)，去除所述犧牲層的工藝為灰化工藝，所述灰化工藝的氣體為氧氣；所述犧牲層的材料為氧化硅時(shí)，去除所述犧牲層的工藝為濕法刻蝕工藝，刻蝕液為氫氟酸。

可選地，所述犧牲層和掩膜層的形成工藝為：在所述緩沖層表面沉積犧牲薄膜，所述犧牲薄膜的材料為無(wú)定形碳；在所述犧牲薄膜表面沉積掩膜薄膜，所述掩膜薄膜的材料為氮氧化硅；在所述掩膜薄膜表面形成光刻膠層，所述光刻膠層定義出犧牲層的對(duì)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掩膜薄膜，直至暴露出所述犧牲薄膜為止，形成掩膜層；以所述掩膜層為掩膜，采用各向異性的干法刻蝕工藝刻蝕所述犧牲薄膜，直至暴露出緩沖層為止。

可選地，所述待刻蝕層的材料為氧化硅。

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。