[發(fā)明專利]半導體結(jié)構(gòu)的形成方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910571805.4
• 申請日: 2019-06-28
• 公開（公告）號: CN112151448B
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫天楊
• 申請（專利權(quán)）人: 中芯國際集成電路制造(上海)有限公司;中芯國際集成電路制造(北京)有限公司
• 主分類號: H01L21/8234
• 分類號: H01L21/8234;H01L21/033
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 吳敏

本發(fā)明提供一種半導體結(jié)構(gòu)的形成方法，包括：提供包括器件密集區(qū)和器件稀疏區(qū)的襯底；在襯底上依次形成第一掩膜層、第一核心層和第二掩膜層；刻蝕第二掩膜層和第一核心層，形成鰭部間隔圖形；在器件稀疏區(qū)形成第一犧牲層，且第一犧牲層覆蓋鰭部間隔圖形；以第一犧牲層為掩膜，刻蝕減小器件密集區(qū)第一核心層的寬度；在器件密集區(qū)形成第二犧牲層；刻蝕去除第一、第二犧牲層和第二掩膜層，剩余第一核心層；在第一核心層兩側(cè)形成第一側(cè)墻；去除第一核心層；以第一側(cè)墻為掩膜，刻蝕第一掩膜層，形成第一掩膜層圖形；以第一掩膜層圖形為掩膜，刻蝕襯底，形成鰭部。本發(fā)明的形成方法可以得到不同間距的鰭部圖形，且圖形高度一致、均勻性好。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導體制造領(lǐng)域，尤其涉及一種半導體結(jié)構(gòu)的形成方法。

背景技術(shù)

隨著半導體技術(shù)的飛速發(fā)展，半導體器件經(jīng)歷了從平面MOSFET晶體管向三維立體式的晶體管的發(fā)展轉(zhuǎn)變，如鰭式場效應(yīng)晶體管(FinFET)。為了提高半導體器件的集成度，鰭(Fin)的特征尺寸在不斷減小，雙重圖形技術(shù)是目前實現(xiàn)更小尺寸圖形的關(guān)鍵技術(shù)，如自對準雙重圖形技術(shù)(SADP)。

目前，在半導體器件制作過程中，根據(jù)實際版圖設(shè)計，襯底各區(qū)域的圖形密度并非完全相同，進而相鄰鰭部的間距(Pitch)也不會完全相同。然而，現(xiàn)有工藝形成密集度不同的鰭部時容易發(fā)生刻蝕負載效應(yīng)，造成最終形成的鰭部高低不平、圖形不均勻等問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供一種半導體結(jié)構(gòu)的形成方法，形成密集度不同的鰭部時避免鰭部間尺寸不一致。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種半導體結(jié)構(gòu)的形成方法，包括：提供襯底，所述襯底包括器件密集區(qū)和器件稀疏區(qū)；在所述襯底上依次形成第一掩膜層、第一核心層和第二掩膜層；刻蝕所述第二掩膜層和所述第一核心層至露出所述第一掩膜層，形成分立排列的鰭部間隔圖形；在所述器件稀疏區(qū)形成第一犧牲層，且所述第一犧牲層覆蓋所述鰭部間隔圖形；以所述第一犧牲層為掩膜，刻蝕所述器件密集區(qū)的所述第一核心層，減小所述鰭部間隔圖形中所述第一核心層的寬度；在所述器件密集區(qū)形成第二犧牲層，且所述第二犧牲層覆蓋所述鰭部間隔圖形；刻蝕所述第一犧牲層和所述第二犧牲層至露出全部所述第二掩膜層；去除所述第二掩膜層后，去除所述第一犧牲層和所述第二犧牲層，剩余的第一核心層分立排列于所述第一掩膜層上；在各分立排列的所述第一核心層兩側(cè)形成第一側(cè)墻；去除所述第一核心層；以所述第一側(cè)墻為掩膜，刻蝕所述第一掩膜層，形成第一掩膜層圖形；去除所述第一側(cè)墻，以所述第一掩膜層圖形為掩膜，刻蝕所述襯底，形成鰭部。

可選的，所述第一核心層材料為無定形硅或二氧化硅或氮化硅或碳化硅。

可選的，所述第一核心層材料為無定形硅時，采用濕法腐蝕減小所述鰭部間隔圖形中所述第一核心層的寬度。

可選的，所述濕法腐蝕采用堿性腐蝕液，包括NH4OH或(CH3)4NOH或(C2H5)4NOH的其中一種或多種。

可選的，所述第二掩膜層材料為二氧化硅或氮化硅或碳化硅或無定形硅。

可選的，所述第二掩膜層材料為二氧化硅或氮化硅或碳化硅時，采用干法刻蝕去除所述第二掩膜層，所述干法刻蝕的刻蝕氣體包括HF和NH3。

可選的，所述第一犧牲層材料為含碳有機物。

可選的，所述第一側(cè)墻材料為氮化硅，形成所述第一側(cè)墻采用原子層沉積工藝。

可選的，在形成所述分立排列的鰭部間隔圖形之前，還包括：在所述第二掩膜層上形成第二核心層；刻蝕所述第二核心層至露出所述第二掩膜層，形成第二核心層圖形，所述第二核心層圖形與后續(xù)鰭部間距對應(yīng)；以所述第二核心層圖形為掩膜，刻蝕所述第二掩膜層和所述第一核心層；去除所述第二核心層。