[發明專利]硬掩膜層的圖形結構的形成方法

在審

• 申請號: 202110723742.7
• 申請日: 2021-06-29
• 公開（公告）號: CN113517182A
• 公開（公告）日: 2021-10-19
• 發明（設計）人: 劉少雄;陸連;李全波
• 申請（專利權）人: 上海華力集成電路制造有限公司
• 主分類號: H01L21/033
• 分類號: H01L21/033;H01L27/11524
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 郭四華

1.一種硬掩膜層的圖形結構的形成方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一、提供半導體襯底，在所述半導體襯底上形成替換材料層，所述替換材料層的厚度等于硬掩膜層所需要厚度，所述替換材料層的材料選擇刻蝕后側面垂直度優于所述硬掩膜層的側面垂直度的材料；

步驟二、對所述替換材料層進行圖形化刻蝕形成替換材料層條形和所述替換材料層條形之間的間隔區，所述替換材料層條形的側面垂直度滿足硬掩膜層條形的側面垂直度要求，所述替換材料層條形之間的間隔區為所述硬掩膜層條形的形成區域，所述替換材料層條形的形成區域為所述硬掩膜層條形的間隔區；

步驟三、在所述替換材料層條形之間的間隔區填充所述硬掩膜層并組成所述硬掩膜層條形；

步驟四、去除所述替換材料層條形。

2.如權利要求1所述的硬掩膜層的圖形結構的形成方法，其特征在于：所述半導體襯底包括硅襯底。

3.如權利要求2所述的硬掩膜層的圖形結構的形成方法，其特征在于：所述替換材料層的材料包括多晶硅，非晶硅。

4.如權利要求3所述的硬掩膜層的圖形結構的形成方法，其特征在于：在形成所述替換材料層之前還包括在所述半導體襯底表面上形成第一氧化硅層的步驟。

5.如權利要求4所述的硬掩膜層的圖形結構的形成方法，其特征在于：所述硬掩膜層包括依次疊加的第二氮化硅層和第三氧化硅層。

6.如權利要求5所述的硬掩膜層的圖形結構的形成方法，其特征在于：步驟三包括如下分步驟：

步驟31、形成所述第二氮化硅層將所述替換材料層條形之間的間隔區完全填充并延伸到所述替換材料層條形表面上；

步驟32、進行化學機械研磨工藝加回刻工藝將所述替換材料層條形表面上的所述第二氮化硅層完全去除以及將所述替換材料層條形之間的間隔區中的所述第二氮化硅層的頂部表面降低到所需要位置；

步驟33、形成所述第三氧化硅層將所述第二氮化硅層頂部的所述替換材料層條形之間的間隔區完全填充并延伸到所述替換材料層條形表面上；

步驟32、進行化學機械研磨工藝或回刻工藝將所述替換材料層條形表面上的所述第三氧化硅層完全去除以及將所述替換材料層條形之間的間隔區中的所述第三氧化硅層的頂部表面和所述替換材料層的頂部表面相平。

7.如權利要求3所述的硬掩膜層的圖形結構的形成方法，其特征在于：步驟二包括如下分步驟：

步驟21、在所述替換材料層表面形成第四氮化硅層和第五氧化硅層；

步驟22、采用光刻工藝形成的光刻膠圖形定義出所述替換材料層條形和所述替換材料層條形之間的間隔區的形成區域；

步驟23、依次對所述第五氧化硅層、所述第四氮化硅層和所述替換材料層進行刻蝕形成所述替換材料層條形和所述替換材料層條形之間的間隔區的形成區域。

8.如權利要求4所述的硬掩膜層的圖形結構的形成方法，其特征在于：步驟四中所述替換材料層條形用于定義出閃存的存儲管的浮柵的形成區域。

9.如權利要求8所述的硬掩膜層的圖形結構的形成方法，其特征在于：在所述半導體襯底上還形成有多晶硅浮柵層。

10.如權利要求9所述的硬掩膜層的圖形結構的形成方法，其特征在于：步驟四之后，還包括步驟：

以所述硬掩膜層條形為掩膜對所述多晶硅浮柵層進行刻蝕形成所述浮柵。

11.如權利要求10所述的硬掩膜層的圖形結構的形成方法，其特征在于：還包括步驟：

去除所述硬掩膜層條形；

在所述浮柵頂部形成控制介質層和控制柵。

12.如權利要求11所述的硬掩膜層的圖形結構的形成方法，其特征在于：所述控制介質層的材料包括氧化硅。