[發明專利]半導體器件及其形成方法

在審

• 申請號: 201710701851.2
• 申請日: 2017-08-16
• 公開（公告）號: CN109411337A
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發明（設計）人: 張海洋;王彥;蔣鑫
• 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

一種半導體器件及其形成方法，其中方法包括：提供待刻蝕材料層；在所述待刻蝕材料層上形成多個分立的犧牲層；在所述犧牲層的兩側側壁形成第一初始側墻，第一初始側墻包括第一底區和位于第一底區上的第一頂區；形成第一初始側墻后，去除犧牲層；去除犧牲層后，刻蝕去除第一頂區，使第一底區形成第一側墻；在第一側墻的兩側側壁形成第二側墻；形成第二側墻后，去除第一側墻；去除第一側墻后，以所述第二側墻為掩膜刻蝕待刻蝕材料層。所述方法使半導體器件中圖案的性能提高。

技術領域

本發明涉及半導體制造領域，尤其涉及一種半導體器件及其形成方法。

背景技術

在半導體器件制造的工藝中，通常利用光刻工藝將掩膜版上的圖形轉移到襯底上。光刻過程包括：提供襯底；在半導體襯底上形成光刻膠；對所述光刻膠進行曝光和顯影，形成圖案化的光刻膠，使得掩膜版上的圖案轉移到光刻膠中；以圖案化的光刻膠為掩膜對襯底進行刻蝕，使得光刻膠上的圖案轉印到襯底中；去除光刻膠。隨著半導體器件尺寸的不斷縮小，光刻關鍵尺寸逐漸接近甚至超出了光刻的物理極限，由此給光刻技術提出了更加嚴峻的挑戰。雙重構圖技術的基本思想是通過兩次構圖形成最終的目標圖案，以克服單次構圖不能達到的光刻極限。

自對準型雙重構圖(SADP)技術是一種重要的雙重構圖技術，進行自對準型雙重構圖的步驟包括：提供待刻蝕材料層；在待刻蝕材料層上形成犧牲材料層；通過光刻工藝對犧牲材料層進行構圖，形成犧牲層；然后在犧牲層和待刻蝕材料層上沉積間隙側壁材料層；刻蝕間隙側壁材料層，至少露出犧牲材料層的頂部表面，從而在犧牲材料層的側壁形成間隙側壁；去除犧牲材料層，保留間隙側壁；以間隙側壁作為掩膜，對待刻蝕材料層進行刻蝕。

在此基礎上，為了得到更加精細的分辨率，進一步提高半導體器件的特征密度，提出了一種自對準四重構圖技術，稱為：Self-aligned Quadruple Patterning(SAQP)。

然而，采用現有技術中的自對準四重構圖技術形成的半導體器件中圖案的性能有待提高。

發明內容

本發明解決的問題是提供一種半導體器件及其形成方法，以提高半導體器件中圖案的性能。

為解決上述問題，本發明提供一種半導體器件的形成方法，包括：提供待刻蝕材料層；在所述待刻蝕材料層上形成多個分立的犧牲層；在所述犧牲層的兩側側壁形成第一初始側墻，第一初始側墻包括第一底區和位于第一底區上的第一頂區；形成第一初始側墻后，去除犧牲層；去除犧牲層后，刻蝕去除第一頂區，使第一底區形成第一側墻；在第一側墻的兩側側壁形成第二側墻；形成第二側墻后，去除第一側墻；去除第一側墻后，以所述第二側墻為掩膜刻蝕待刻蝕材料層。

可選的，還包括：在形成第一初始側墻的過程中在犧牲層的兩側側壁形成第三初始側墻，第三初始側墻的兩端分別與相鄰的第一初始側墻連接，第三初始側墻和第一初始側墻呈環狀結構，第三初始側墻包括第三底區和位于第三底區上的第三頂區，第三底區的頂部表面和第一底區的頂部表面齊平；在刻蝕去除第一頂區的過程中刻蝕去除第三頂區，使第三底區形成第三側墻；形成第一側墻和第三側墻后，去除第三側墻；去除第三側墻后，形成第二側墻。

可選的，去除犧牲層后且在形成第一側墻和第三側墻之前，相鄰第一初始側墻之間和相鄰第三初始側墻之間具有第一凹槽；刻蝕去除第一頂區和第三頂區的方法包括：去除犧牲層后，形成第一阻擋層，所述第一阻擋層位于第一初始側墻和第三初始側墻上、第一凹槽中和第一凹槽上；回刻蝕第一阻擋層、第一初始側墻和第三初始側墻直至去除第一頂區和第三頂區；回刻蝕第一阻擋層、第一初始側墻和第三初始側墻后，去除第一阻擋層。

可選的，所述第一阻擋層的材料為碳氟聚合物、碳氫氟聚合物或碳氮聚合物；所述第一阻擋層通過在干刻蝕機臺中形成。