[發明專利]半導體器件及其形成方法

有效

• 申請號: 201710457539.3
• 申請日: 2017-06-16
• 公開（公告）號: CN109148272B
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 王士京;姚達林;張海洋
• 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: H01L21/033
• 分類號: H01L21/033
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 徐文欣;吳敏

1.一種半導體器件的形成方法，其特征在于，包括：

提供待刻蝕材料層，所述待刻蝕材料層包括對準區，所述待刻蝕材料層上具有頂層掩膜層；

在所述頂層掩膜層中形成貫穿頂層掩膜層的第一開口，第一開口的側壁材料具有第一密度；

對第一開口的側壁進行第一表面處理工藝，使第一開口的側壁材料具有第二密度，第二密度大于第一密度；

進行第一表面處理工藝后，進行中間圖形化工藝；進行所述中間圖形化工藝的步驟包括：在所述第一開口中以及頂層掩膜層上形成中間平坦層；在所述中間平坦層上形成中間底部抗反射層；在所述中間底部抗反射層上形成中間光刻膠層，所述中間光刻膠層中具有貫穿中間光刻膠層的中間掩膜開口，所述中間光刻膠層覆蓋對準區的中間底部抗反射層；去除中間光刻膠層、中間底部抗反射層和中間平坦層；去除中間光刻膠層、中間底部抗反射層和中間平坦層后，進行中間清洗工藝；

進行中間圖形化工藝后，在所述頂層掩膜層中形成貫穿頂層掩膜層的第二開口，第二開口和第一開口相互分立，所述第二開口位于對準區的頂層掩膜層中。

2.根據權利要求1所述的半導體器件的形成方法，其特征在于，在進行所述第一表面處理工藝的過程中激發紫外光和熱，所激發的紫外光和熱作用于第一開口的側壁，使第一開口的側壁材料由第一密度變為第二密度。

3.根據權利要求2所述的半導體器件的形成方法，其特征在于，所述第一表面處理工藝為第一等離子體處理，所述第一等離子體處理產生第一等離子體，在形成第一等離子體的過程中激發紫外光和熱。

4.根據權利要求3所述的半導體器件的形成方法，其特征在于，所述第一等離子體處理的參數包括：采用的氣體包括He，等離子體化功率為50瓦～1000瓦。

5.根據權利要求2所述的半導體器件的形成方法，其特征在于，所述第一表面處理工藝為紫外線固化工藝；所述紫外線固化工藝的參數包括：固化溫度為300攝氏度～400攝氏度，紫外光源波長為250nm～400nm。

6.根據權利要求1所述的半導體器件的形成方法，其特征在于，所述中間清洗工藝為濕刻工藝，采用的刻蝕溶液為氫氟酸溶液。

7.根據權利要求1所述的半導體器件的形成方法，其特征在于，所述頂層掩膜層的材料為氮氧化硅、碳氧化硅、氧化硅、碳化硅或無定型硅。

8.根據權利要求1所述的半導體器件的形成方法，其特征在于，所述第一開口和所述第二開口之間的距離為14nm～32nm；所述第一開口的寬度為14nm～32nm；所述第二開口的寬度為14nm～32nm。

9.根據權利要求1所述的半導體器件的形成方法，其特征在于，在所述頂層掩膜層中形成第一開口的步驟包括：在頂層掩膜層上形成第一平坦層；在第一平坦層上形成第一底部抗反射層；在第一底部抗反射層上形成第一光刻膠層，第一光刻膠層中具有貫穿第一光刻膠層的第一掩膜開口；以所述第一光刻膠層為掩膜刻蝕第一掩膜開口底部的第一底部抗反射層和第一平坦層，在第一平坦層中形成貫穿第一平坦層的第一轉印開口；以第一平坦層為掩膜刻蝕第一轉印開口底部的頂層掩膜層，在頂層掩膜層中形成所述第一開口；刻蝕第一轉印開口底部的頂層掩膜層后，去除第一平坦層。

10.根據權利要求1所述的半導體器件的形成方法，其特征在于，在所述頂層掩膜層中形成第二開口的步驟包括：在第一開口中以及頂層掩膜層上形成第二平坦層；在第二平坦層上形成第二底部抗反射層；在第二底部抗反射層上形成第二光刻膠層，第二光刻膠層中具有貫穿第二光刻膠層的第二掩膜開口；以第二光刻膠層為掩膜刻蝕第二掩膜開口底部的第二底部抗反射層和第二平坦層，在第二平坦層中形成貫穿第二平坦層的第二轉印開口；以第二平坦層為掩膜刻蝕第二轉印開口底部的頂層掩膜層，在頂層掩膜層中形成所述第二開口；刻蝕第二轉印開口底部的頂層掩膜層后，去除第二平坦層。