[發(fā)明專利]半導(dǎo)體器件的形成方法

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• 申請日: 2019-12-23
• 公開（公告）號: CN113097056A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 紀(jì)世良;劉盼盼;張海洋
• 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: H01L21/027
• 分類號: H01L21/027;H01L21/311
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 唐嘉

一種半導(dǎo)體器件的形成方法，包括：提供目標(biāo)刻蝕層，在所述目標(biāo)刻蝕層上依次形成初始掩膜層、抗反射層以及圖形化結(jié)構(gòu)；以所述圖形化結(jié)構(gòu)為掩膜，對所述抗反射層進(jìn)行第一次刻蝕，去除部分厚度的所述抗反射層；對所述圖形化結(jié)構(gòu)進(jìn)行表面處理；對所述抗反射層進(jìn)行第二次刻蝕，直至露出所述初始掩膜層的表面。本發(fā)明提供的半導(dǎo)體器件的形成方法，可以改善最終形成的刻蝕圖形的線寬粗糙度，同時保證刻蝕圖形與預(yù)期目標(biāo)尺寸相符。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種半導(dǎo)體器件的形成方法。

背景技術(shù)

在半導(dǎo)體制造技術(shù)的工藝流程中包括光刻和刻蝕兩個重要的工藝步驟。在光刻過程中，首先將光阻旋轉(zhuǎn)涂布在襯底上，然后對旋轉(zhuǎn)涂布的光阻進(jìn)行軟烘干，使之成為固態(tài)薄膜；接著對光阻進(jìn)行曝光處理和顯影處理，在光阻中形成期望的光刻圖案；然后以所述光刻圖案為掩膜，對襯底進(jìn)行刻蝕步驟，使得光刻圖案轉(zhuǎn)移至襯底中。

隨著半導(dǎo)體制造技術(shù)的進(jìn)步，半導(dǎo)體器件為了達(dá)到更快的運算速度、更大的資料存儲量以及更多的功能，半導(dǎo)體芯片向更高集成度方向發(fā)展；而半導(dǎo)體芯片的集成度越高，半導(dǎo)體器件的特征尺寸(CD，Critical Dimension)越小，對CD控制起到重要作用的光刻工藝受到了前所未有的挑戰(zhàn)。光刻后形成的光刻圖案的邊緣之間的距離稱為線寬(LineWidth)，線寬粗糙度(LWR，Line Width Roughness)和線條邊緣粗糙度(LER，Line EdgeRoughness)為衡量線寬的重要指標(biāo)之一。線寬粗糙度在一定程度上決定了CD的線寬，所以LWR控制的重要性日益顯露。

在線寬逐漸縮小的過程中，目前對線寬粗糙度的改善可能會對半導(dǎo)體器件的性能造成不利影響。

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(dǎo)體器件的形成方法，可以改善圖形化結(jié)構(gòu)的線寬粗糙度，從而提高半導(dǎo)體器件的性能。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實施例提供一種半導(dǎo)體器件的形成方法，包括：提供目標(biāo)刻蝕層，在所述目標(biāo)刻蝕層上依次形成初始掩膜層、抗反射層以及圖形化結(jié)構(gòu)；以所述圖形化結(jié)構(gòu)為掩膜，對所述抗反射層進(jìn)行第一次刻蝕，去除部分厚度的所述抗反射層；對所述圖形化結(jié)構(gòu)進(jìn)行表面處理；對所述抗反射層進(jìn)行第二次刻蝕，直至露出所述初始掩膜層的表面。

可選的，采用等離子體工藝對所述圖形化結(jié)構(gòu)進(jìn)行表面處理。

可選的，所述等離子體工藝的工藝氣體包括HBr或H2或Ar。

可選的，當(dāng)所述工藝氣體為HBr時，所述等離子體工藝的工藝參數(shù)包括HBr氣體的流量為30～500sccm，壓強為3～100毫托，功率為50～1000瓦。

可選的，所述抗反射層為無機抗反射層或有機抗反射層。

可選的，第一次刻蝕去除的所述抗反射層的部分厚度占所述抗反射層厚度的5％～95％。

可選的，所述第一次刻蝕和所述第二次刻蝕均為干法刻蝕。

可選的，所述第一次刻蝕和所述第二次刻蝕的工藝參數(shù)相同，所述工藝參數(shù)包括：刻蝕氣體包括CH_xF_y氣體中的一種或多種的組合，其中，x為大于等于0的自然數(shù)，y為大于等于1的自然數(shù)，且x+y＝4，刻蝕壓強為5～100毫托，刻蝕功率為100～1200瓦。

可選的，所述圖形化結(jié)構(gòu)具有第一粗糙度；對所述圖形化結(jié)構(gòu)進(jìn)行表面處理之后，使所述圖形化結(jié)構(gòu)具有的第一粗糙度變?yōu)榈诙植诙龋龅诙植诙刃∮谒龅谝淮植诙取?/p>

可選的，露出所述初始掩膜層表面之后，還包括：以所述圖形化結(jié)構(gòu)和所述抗反射層為掩膜，刻蝕所述初始掩膜層，形成圖形化的掩膜層。

可選的，還包括：以所述圖形化的掩膜層為掩膜，刻蝕所述目標(biāo)刻蝕層，形成目標(biāo)圖形層。