[發(fā)明專利]半導(dǎo)體器件及其形成方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810010759.6
• 申請日: 2018-01-05
• 公開（公告）號: CN110010447B
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張城龍
• 申請（專利權(quán)）人: 中芯國際集成電路制造(上海)有限公司;中芯國際集成電路新技術(shù)研發(fā)(上海)有限公司
• 主分類號: H01L21/027
• 分類號: H01L21/027;H01L21/336
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 徐文欣;吳敏

一種半導(dǎo)體器件及其形成方法，其中方法包括：提供待刻蝕層，待刻蝕層表面具有若干相互分立的犧牲層；在犧牲層表面和待刻蝕層表面形成第一側(cè)墻材料層；回刻蝕第一側(cè)墻材料層直至暴露出犧牲層頂部表面和待刻蝕層表面，在犧牲層側(cè)壁形成第一側(cè)墻，相鄰第一側(cè)墻之間暴露出的待刻蝕層表面具有凹陷；采用原子層沉積工藝在第一側(cè)墻側(cè)壁、第一側(cè)墻和犧牲層的頂部表面、以及所述凹陷中形成第二側(cè)墻材料層；去除第一側(cè)墻和犧牲層頂部表面的第二側(cè)墻材料層，使第一側(cè)墻側(cè)壁的第二側(cè)墻材料層形成第二側(cè)墻，且使凹陷中的第二側(cè)墻材料層形成補(bǔ)償層；之后去除犧牲層。所述方法使半導(dǎo)體器件的性能提高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，尤其涉及一種半導(dǎo)體器件及其形成方法。

背景技術(shù)

在半導(dǎo)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(zhuǎn)移到襯底上。光刻過程包括：提供襯底；在半導(dǎo)體襯底上形成光刻膠；對所述光刻膠進(jìn)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(zhuǎn)移到光刻膠中；以圖案化的光刻膠為掩膜對襯底進(jìn)行刻蝕，使得光刻膠上的圖案轉(zhuǎn)印到襯底中；去除光刻膠。隨著半導(dǎo)體器件尺寸的不斷縮小，光刻關(guān)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(shù)提出了更加嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。雙重構(gòu)圖技術(shù)的基本思想是通過兩次構(gòu)圖形成最終的目標(biāo)圖案，以克服單次構(gòu)圖不能達(dá)到的光刻極限。

自對準(zhǔn)型雙重構(gòu)圖(SADP)技術(shù)是一種重要的雙重構(gòu)圖技術(shù)，進(jìn)行自對準(zhǔn)型雙重構(gòu)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(jìn)行構(gòu)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(cè)壁材料層；刻蝕間隙側(cè)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(cè)壁形成間隙側(cè)壁；去除犧牲材料層，保留間隙側(cè)壁；以間隙側(cè)壁作為掩膜，對待刻蝕材料層進(jìn)行刻蝕。

然而，采用現(xiàn)有的自對準(zhǔn)型雙重構(gòu)圖技術(shù)形成的半導(dǎo)體器件的性能較差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的問題是提供一種半導(dǎo)體器件及其形成方法，以提高半導(dǎo)體器件的性能。

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體器件的形成方法，包括：提供待刻蝕層，待刻蝕層表面具有若干相互分立的犧牲層；在犧牲層表面和待刻蝕層表面形成第一側(cè)墻材料層；回刻蝕第一側(cè)墻材料層直至暴露出犧牲層頂部表面和待刻蝕層表面，在犧牲層側(cè)壁形成第一側(cè)墻，相鄰第一側(cè)墻之間暴露出的待刻蝕層表面具有凹陷；采用原子層沉積工藝在第一側(cè)墻側(cè)壁、第一側(cè)墻和犧牲層的頂部表面、以及所述凹陷中形成第二側(cè)墻材料層；去除第一側(cè)墻和犧牲層頂部表面的第二側(cè)墻材料層，使第一側(cè)墻側(cè)壁的第二側(cè)墻材料層形成第二側(cè)墻，且使凹陷中的第二側(cè)墻材料層形成補(bǔ)償層；形成第二側(cè)墻和補(bǔ)償層后，去除犧牲層。

可選的，相鄰犧牲層的中心之間的周期距離為T；所述第一側(cè)墻的厚度為d1；所述第二側(cè)墻的厚度為d2；所述犧牲層的寬度為K；K+d1+d2＝T/2。

可選的，所述第二側(cè)墻的厚度與所述第一側(cè)墻的厚度之比為1:2～2:1。

可選的，所述第二側(cè)墻的材料為氮化硅、氧化硅、氮氧化硅或氮化鈦。

可選的，所述第二側(cè)墻的材料和第一側(cè)墻的材料相同。

可選的，形成所述第一側(cè)墻材料層的工藝包括原子層沉積工藝。

可選的，所述第二側(cè)墻的側(cè)壁表面和所述補(bǔ)償層表面相交的拐角處呈直角。

可選的，還包括：形成所述第二側(cè)墻材料層后，且在去除第一側(cè)墻和犧牲層頂部表面的第二側(cè)墻材料層之前，形成覆蓋第二側(cè)墻材料層的覆蓋層，所述覆蓋層的整個(gè)表面高于犧牲層的頂部表面；平坦化所述覆蓋層和所述第二側(cè)墻材料層直至暴露出犧牲層和第一側(cè)墻的頂部表面，形成所述第二側(cè)墻和補(bǔ)償層；平坦化所述覆蓋層和所述第二側(cè)墻材料層后，去除覆蓋層和犧牲層；去除覆蓋層和犧牲層后，以第一側(cè)墻和第二側(cè)墻為掩膜刻蝕補(bǔ)償層和待刻蝕層。

可選的，在去除所述覆蓋層的同時(shí)去除所述犧牲層。