[發明專利]圖形化方法及其形成的半導體器件

有效

• 申請號: 201910172885.6
• 申請日: 2019-03-07
• 公開（公告）號: CN111668099B
• 公開（公告）日: 2023-07-18
• 發明（設計）人: 施維;胡友存;湯霞梅
• 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: H01L21/308
• 分類號: H01L21/308;H01L21/266;H01L21/3213
• 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

一種圖形化方法及其形成的半導體器件，包括：提供待刻蝕層；在待刻蝕層上形成第一初始掩膜層；在第二區的部分第一初始掩膜層中摻雜離子，形成第二分割摻雜掩膜層，且使得沿第二方向分別位于第二分割摻雜掩膜層兩側的第二區的第一初始掩膜層形成為第二犧牲掩膜層，第二方向垂直于第一方向；在第一區的部分第一初始掩膜層中摻雜離子，形成第一分割摻雜掩膜層，且使得沿第二方向分別位于第一分割摻雜掩膜層兩側的第一區的第一初始掩膜層形成為第一犧牲掩膜層；去除第一區的第一犧牲掩膜層，在第一初始掩膜層第一區內形成若干分立的第一槽；形成第一分割摻雜掩膜層后，刻蝕去除第二犧牲掩膜層。所述圖形化方法的可靠性得到提高。

技術領域

本發明涉及半導體制造領域，尤其涉及一種圖形化方法及其形成的半導體器件。

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。

然而，現有的圖形化工藝的可靠性較差。

發明內容

本發明解決的問題是提供一種圖形化方法及其形成的半導體器件，以提高圖形化方法的可靠性。

為解決上述問題，本發明提供一種圖形化方法，包括：提供待刻蝕層，所述待刻蝕層包括若干分立的第一區和若干分立的第二區，第一區和第二區沿第一方向相間排布，相鄰的第一區和第二區鄰接；在所述待刻蝕層的第一區和第二區上形成第一初始掩膜層；在第二區的部分第一初始掩膜層中摻雜離子，使得第二區的第一初始掩膜層形成為第二分割摻雜掩膜層和第二犧牲掩膜層，所述第二犧牲掩膜層沿第二方向分別位于第二分割摻雜掩膜層的兩側，第二方向垂直于第一方向；在第一區的部分第一初始掩膜層中摻雜離子，使得第一區的第一初始掩膜層形成為第一分割摻雜掩膜層和第一犧牲掩膜層，所述第一犧牲掩膜層沿第二方向分別位于第一分割摻雜掩膜層的兩側；去除第一區的第一犧牲掩膜層，在第一初始掩膜層第一區內形成若干分立的第一槽；形成第一分割摻雜掩膜層后，刻蝕去除第二犧牲掩膜層。

可選的，所述摻雜離子包括：砷離子、硼離子、磷離子、鎵離子或銦離子。

可選的，第一初始掩膜層的材料包括多晶硅、二氧化硅、氮化硅、氧化鈦或者氮化鈦。

可選的，形成第二分割摻雜掩膜層之后，形成第一分割摻雜掩膜層。

可選的，形成第一槽后，形成第一分割摻雜掩膜層。

可選的，所述第一槽的形成方法包括：在第一區的第一初始掩膜層、第二區的第二分割摻雜掩膜層和第二犧牲掩膜層上形成硬掩膜層，所述硬掩膜層暴露出部分第一初始掩膜層表面；以所述硬掩膜層為掩膜，刻蝕第一區的第一初始掩膜層，在所述第一初始掩膜層內形成位于第一區上分立的第一槽，相鄰的第一槽之間具有第一分割掩膜層；形成第一槽后，去除硬掩膜層。

可選的，所述第一分割掩膜層的形成方法包括：形成第一槽后，在第一槽之間的第一分割掩膜層中摻雜離子，形成第一分割摻雜掩膜層。

可選的，所述硬掩膜層的形成方法包括：在第一區的第一初始掩膜層、第二區的第二分割摻雜掩膜層和第二犧牲掩膜層上形成初始硬掩膜層；在所述初始硬掩膜層表面形成第二阻擋層，所述第二阻擋層覆蓋部分第一區的初始硬掩膜層；以所述第二阻擋層為掩膜，刻蝕所述初始硬掩膜層直至暴露出第一初始掩膜層表面，使初始硬掩膜層形成硬掩膜層；刻蝕所述初始硬掩膜層后，去除第二阻擋層。

可選的，所述硬掩膜層的材料包括：氧化硅、氮化硅、氧化鈦、氮化鈦、氮化鋁或者氧化鋁。