[發(fā)明專(zhuān)利]半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011080516.3
• 申請(qǐng)日: 2020-10-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114334619A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張冬平;張海洋;鄭二虎
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中芯國(guó)際集成電路制造（上海）有限公司;中芯國(guó)際集成電路制造（北京）有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L21/033
• 分類(lèi)號(hào): H01L21/033;H01L21/8234;G03F1/80
• 代理公司: 上海德禾翰通律師事務(wù)所 31319
• 代理人: 侯莉

半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，包括：提供初始基底；在初始基底上依次形成硬掩模材料層和底部芯軸材料層；在底部芯軸材料層上形成多個(gè)分立的第一芯軸層和第一復(fù)合芯軸層；第一復(fù)合芯軸層頂部覆蓋有保護(hù)層，第一芯軸層頂部未覆蓋保護(hù)層；形成覆蓋第一芯軸層側(cè)壁和第一復(fù)合芯軸層側(cè)壁的第一側(cè)墻掩膜層；去除第一芯軸層，并以第一側(cè)墻掩膜層和第一復(fù)合芯軸層為掩膜刻蝕底部芯軸材料層，形成多個(gè)分立的第二芯軸層；形成覆蓋第二芯軸層側(cè)壁的第二側(cè)墻掩膜層；去除第二芯軸層，并以第二側(cè)墻掩膜層為掩膜刻蝕硬掩模材料層，形成圖案化的硬掩模層；以圖案化的硬掩模層為掩膜圖案化初始基底，形成目標(biāo)圖案。上述的方案，可以滿足目標(biāo)圖形的不同間距需求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體集成電路領(lǐng)域，尤其涉及一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法。

背景技術(shù)

隨著半導(dǎo)體制造技術(shù)的飛速發(fā)展，半導(dǎo)體器件朝著更高的元件密度，以及更高集成度的方向發(fā)展。晶體管作為最基本的半導(dǎo)體器件目前正被廣泛應(yīng)用，因此隨著半導(dǎo)體器件密度和集成度的提高，平面晶體管的特征尺寸也越來(lái)越小。

光刻(photolithography)技術(shù)是常用的一種圖案化方法，是半導(dǎo)體制造工藝中最為關(guān)鍵的生產(chǎn)技術(shù)。隨著半導(dǎo)體工藝節(jié)點(diǎn)的不斷減小，自對(duì)準(zhǔn)雙重圖案化(self-aligneddouble patterning，SADP)方法成為近年來(lái)備受青睞的一種圖案化方法。該方法能夠增加形成于襯底上的圖形的密度，進(jìn)一步縮小相鄰兩個(gè)圖形的間距(pitch)，從而使光刻工藝克服光刻分辨率的極限。

隨著圖形特征尺寸(critical dimension，CD)的不斷縮小，自對(duì)準(zhǔn)四重圖案化(self-aligned quadruple patterning，SAQP)方法應(yīng)運(yùn)而生。自對(duì)準(zhǔn)雙重圖案化方法在襯底上所形成圖形的密度是利用光刻工藝在襯底上所形成圖形的密度的兩倍，即可以獲得1/2最小間距(1/2pitch)，而自對(duì)準(zhǔn)四重圖案化方法在不改變目前光刻技術(shù)的前提下(即光刻窗口大小不變)，在襯底上所形成圖形的密度是利用光刻工藝在襯底上所形成圖形的密度的四倍，即可以獲得1/4最小間距(1/4pitch)，從而可以極大地提高半導(dǎo)體集成電路的密度，縮小圖形的特征尺寸，進(jìn)而有利于器件性能的提高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的問(wèn)題是提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，以滿足目標(biāo)圖形的不同間距需求。

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，包括：

提供初始基底，用于形成目標(biāo)圖案；

在所述初始基底上形成硬掩模材料層和位于硬掩模材料層上的底部芯軸材料層；

在所述底部芯軸材料層上形成多個(gè)分立的第一芯軸層和第一復(fù)合芯軸層；所述第一復(fù)合芯軸層頂部覆蓋有保護(hù)層，所述第一芯軸層頂部未覆蓋所述保護(hù)層；

形成覆蓋所述第一芯軸層側(cè)壁和所述第一復(fù)合芯軸層側(cè)壁的第一側(cè)墻掩膜層；

去除所述第一芯軸層，并以所述第一側(cè)墻掩膜層和所述第一復(fù)合芯軸層為掩膜刻蝕所述底部芯軸材料層，形成多個(gè)分立的第二芯軸層，使得各個(gè)所述第二芯軸層在所述目標(biāo)圖案寬度方向上的尺寸至少部分不同；

形成覆蓋所述第二芯軸層側(cè)壁的第二側(cè)墻掩膜層；

去除所述第二芯軸層，并以所述第二側(cè)墻掩膜層為掩膜刻蝕所述硬掩模材料層，形成圖案化的硬掩模層；

以所述圖案化的硬掩模層為掩膜圖案化所述初始基底，形成所述目標(biāo)圖案。

可選地，在所述底部芯軸材料層上形成多個(gè)分立的第一芯軸層和第一復(fù)合芯軸層的步驟，包括：

在所述底部芯軸材料層上形成頂部芯軸材料層；

在所述頂部芯軸材料層上形成多個(gè)分立的保護(hù)材料層；