[發明專利]半導體結構及其形成方法

有效

• 申請號: 201710133604.7
• 申請日: 2017-03-08
• 公開（公告）號: CN108574010B
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: 張冬平
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造(上海)有限公司;中芯國際集成電路制造(北京)有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L21/336
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 吳敏

1.一種半導體結構的形成方法，其特征在于，包括：

提供待刻蝕材料層；

在所述待刻蝕材料層上形成圖形化的核心層；

在所述核心層頂部和側壁表面、以及所述待刻蝕材料層上形成側墻膜；

對所述側墻膜進行至少一次頂部處理，去除高于所述核心層頂部的側墻膜，保留位于所述核心層側壁上的所述側墻膜作為第一部分側墻層，保留位于所述待刻蝕材料層上的所述側墻膜作為第二部分側墻層；其中，所述頂部處理的步驟包括：在所述側墻膜上形成犧牲層，所述犧牲層覆蓋位于所述核心層側壁以及頂部上的側墻膜表面；刻蝕去除高于所述核心層頂部的所述犧牲層以及部分厚度或全部厚度的所述側墻膜；去除剩余所述犧牲層；

形成所述第一部分側墻層和第二部分側墻層后，去除所述核心層；

去除所述核心層后，去除所述第二部分側墻層；

去除所述第二部分側墻層后，以所述第一部分側墻層為掩膜，刻蝕所述待刻蝕材料層。

2.如權利要求1所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，所述側墻膜的材料為氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氮化鈦、氮化鉭、碳化硅、碳氮化硅、碳氮氧化硅、氮化硼和碳氮化硼中的一種或多種。

3.如權利要求1所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，所述犧牲層的材料為聚合物、無定形碳、BARC材料或光刻膠。

4.如權利要求1所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，在所述側墻膜上形成犧牲層的步驟中，所述犧牲層保形覆蓋所述側墻膜表面；

或者，所述犧牲層覆蓋所述側墻膜，且所述犧牲層頂部高于所述側墻膜頂部。

5.如權利要求1所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，所述犧牲層的材料為聚合物，形成所述犧牲層的工藝為等離子體沉積工藝；

所述等離子體沉積工藝的參數包括：反應氣體包括CH₃F、CH₂F、HBr和CH₄中的一種或多種。

6.如權利要求1所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，形成側墻膜的步驟中，所述側墻膜的厚度為8nm至9nm；

在所述側墻膜上形成犧牲層的步驟中，所述犧牲層的厚度為10m至100nm。

7.如權利要求6所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，對所述側墻膜進行至少一次頂部處理的步驟中，對所述側墻膜進行頂部處理的次數為1次至3次。

8.如權利要求1所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，所述頂部處理的次數為1次，在所述頂部處理的步驟中，刻蝕去除高于所述核心層頂部的所述犧牲層以及全部厚度的所述側墻膜；

或者，

所述頂部處理的次數大于1次，在所述頂部處理的步驟中，刻蝕去除高于所述核心層頂部的所述犧牲層以及部分厚度的所述側墻膜。

9.如權利要求1所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，對所述側墻膜進行至少一次頂部處理的步驟中，刻蝕位于所述核心層頂部上的犧牲層和側墻膜的工藝為等離子體干法刻蝕工藝。

10.如權利要求1所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，所述犧牲層的材料為聚合物，去除剩余所述犧牲層的工藝為灰化工藝，所述灰化工藝的反應氣體包括O₂或CO₂。

11.如權利要求1所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，對所述側墻膜進行至少一次頂部處理的步驟中，進行一次頂部處理的工藝時間為0.1秒至10秒。

12.如權利要求1所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，去除所述核心層的步驟中，去除部分厚度的所述核心層；

去除所述第二部分側墻層后，以所述第一部分側墻層為掩膜刻蝕所述待刻蝕材料層之前，所述形成方法還包括：去除剩余所述核心層。