[發明專利]半導體結構的制造方法

有效

• 申請號: 201810296034.8
• 申請日: 2018-04-04
• 公開（公告）號: CN109841504B
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發明（設計）人: 施信益
• 申請（專利權）人: 南亞科技股份有限公司
• 主分類號: H01L21/033
• 分類號: H01L21/033
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理有限公司 11270
• 代理人: 浦彩華;姚開麗

本發明公開了一種半導體結構的制造方法，其包含在基板上依序形成目標層、底部硬遮罩層、中間硬遮罩層及頂部硬遮罩層。之后形成第一遮罩層在頂部硬遮罩層上，其中，第一遮罩層具有多個開口暴露出頂部硬遮罩層的一部分。接著蝕刻頂部硬遮罩層的暴露部分以形成圖案化頂部硬遮罩層，圖案化頂部硬遮罩層具有多個孔隙暴露出中間硬遮罩層的一部分。之后，形成圖案化有機層在中間硬遮罩層的暴露部分上。蝕刻圖案化頂部硬遮罩層、圖案化有機層、中間硬遮罩層、底部硬遮罩層及目標層的一部分形成圖案化目標層。此方法可避免在圖案轉印工藝期間圖案化層的損壞。

技術領域

本發明是有關于一種半導體結構的制造方法。

背景技術

隨著半導體裝置變得更小且高度集成，已經開發了許多用于制造半導體裝置的精細圖案的技術。特別是所需間距尺寸和臨界尺寸(critical?dimension；CD)不斷縮小。然而，制造半導體特征的光刻工藝已經在曝光裝置的分辨率上出現限制。

為了使半導體裝置精細到超過光刻工藝的分辨率極限，例如光刻-蝕刻-光刻-蝕刻(lithography-etching-lithography-etching；LELE)工藝等雙重圖案化(doublepatterning)技術已被積極的開發。然而，現有的光刻-蝕刻-光刻-蝕刻工藝具有特征容易受損的問題而導致產量低。因此，需要一種解決上述問題的方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種可避免在圖案轉印工藝期間圖案化層損壞的半導體結構的制造方法。

根據本發明的各種實施方式，提供一種半導體結構的制造方法，包含在基板上依序形成目標層、底部硬遮罩層、中間硬遮罩層及頂部硬遮罩層；在頂部硬遮罩層上形成第一遮罩層，其中，第一遮罩層具有多個開口暴露出頂部硬遮罩層的一部分；蝕刻頂部硬遮罩層的暴露部分以形成圖案化頂部硬遮罩層，圖案化頂部硬遮罩層具有多個孔隙暴露出中間硬遮罩層的一部分；在中間硬遮罩層的暴露部分上形成圖案化有機層；以及蝕刻圖案化頂部硬遮罩層、圖案化有機層、中間硬遮罩層、底部硬遮罩層及目標層的一部分形成圖案化目標層，其中該圖案化目標層具有多個凹槽。

根據本發明的某些實施方式，其中圖案化頂部硬遮罩層具有多個第一條狀結構，圖案化有機層具有多個第二條狀結構，第二條狀結構與第一條狀結構平行，并且第二條狀結構的每一個設置在第一條狀結構之間。

根據本發明的某些實施方式，其中頂部硬遮罩層及中間硬遮罩層是由不同的材料組成。

根據本發明的某些實施方式，頂部硬遮罩層包含氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或碳化硅。

根據本發明的某些實施方式，其中中間硬遮罩層包含氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或碳化硅。

根據本發明的某些實施方式，其中中間硬遮罩層及底部硬遮罩層是由不同的材料組成。

根據本發明的某些實施方式，其中底部硬遮罩層包含無定形碳或多晶硅氧化物。

根據本發明的某些實施方式，其中蝕刻頂部硬遮罩層的暴露部分包含使用非等向性蝕刻工藝。

根據本發明的某些實施方式，其中蝕刻圖案化頂部硬遮罩層、圖案化有機層、中間硬遮罩層、底部硬遮罩層以及目標層的一部分包含使用非等向性蝕刻工藝。

根據本發明的某些實施方式，其中在中間硬遮罩層的暴露部分上形成圖案化有機層包含：形成有機層覆蓋圖案化頂部硬遮罩層及中間硬遮罩層的暴露部分；在有機層上形成第二遮罩層；以及蝕刻有機層以形成圖案化有機層。

根據本發明的某些實施方式，其中圖案化有機層具有多個缺口暴露出圖案化頂部硬遮罩層及中間硬遮罩層的一部分。

根據本發明的某些實施方式，其中圖案化有機層具有的厚度大于圖案化頂部硬遮罩層的厚度。

根據本發明的某些實施方式，其中頂部硬遮罩層具有的厚度大于中間硬遮罩層的厚度。