自對準(zhǔn)雙重圖形的形成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種自對準(zhǔn)雙重圖形的形成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著半導(dǎo)體技術(shù)的不斷進步，半導(dǎo)體器件的工藝節(jié)點正不斷減小。然而，由于受到現(xiàn)有的光刻工藝精度的限制，以現(xiàn)有的光刻工藝形成的掩膜圖形難以滿足半導(dǎo)體器件特征尺寸持續(xù)減小的需求，遏制了半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展。
[0003]為了在現(xiàn)有的光刻工藝的基礎(chǔ)上，能夠進一步縮小半導(dǎo)體器件的尺寸，現(xiàn)有技術(shù)提出了一種雙重圖形化工藝。其中，尤其以自對準(zhǔn)雙重圖形化(Self-Aligned DoublePatterning, SADP)工藝因其工藝簡單而被廣泛應(yīng)用。圖1至圖4是現(xiàn)有技術(shù)的采用自對準(zhǔn)雙重圖形化工藝形成掩膜的過程的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0004]請參考圖1，提供待刻蝕層100，所述待刻蝕層100表面具有犧牲層101，所述犧牲層101采用現(xiàn)有的光刻工藝形成。
[0005]請參考圖2，在所述待刻蝕層100和犧牲層101表面形成掩膜層103。
[0006]請參考圖3，回刻蝕所述掩膜層103直至暴露出待刻蝕層100表面和犧牲層101頂部表面，在所述犧牲層101兩側(cè)的待刻蝕層100表面形成掩膜側(cè)墻103a。
[0007]請參考圖4，形成掩膜側(cè)墻103a后，去除所述犧牲層101 (如圖3所示)。
[0008]在去除所述犧牲層101之后，所述掩膜側(cè)墻103a作為刻蝕所述待刻蝕層100的掩膜。
[0009]然而，以現(xiàn)有的自對準(zhǔn)雙重圖化工藝所形成的掩膜刻蝕形成的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形貌不良、性能不穩(wěn)定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明解決的問題是提供一種自對準(zhǔn)雙重圖形的形成方法，提高以自對準(zhǔn)雙重圖化工藝所形成的掩膜的形貌質(zhì)量。
[0011]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種自對準(zhǔn)雙重圖形的形成方法，包括:提供待刻蝕層，所述待刻蝕層表面具有若干分立的犧牲層；在所述待刻蝕層表面、以及所述犧牲層的側(cè)壁和頂部表面形成掩膜層；回刻蝕所述掩膜層直至暴露出待刻蝕層表面以及犧牲層的頂部表面，在所述犧牲層的側(cè)壁表面形成掩膜側(cè)墻；在形成所述掩膜側(cè)墻之后，去除所述犧牲層；在去除所述犧牲層之后，對所述掩膜側(cè)墻進行強化處理，使所述掩膜側(cè)墻致密。
[0012]可選的，還包括:在形成所述掩膜層之后，回刻蝕所述掩膜層之前，對所述掩膜層進行強化處理工藝，使所述掩膜層致密。
[0013]可選的，所述強化處理工藝為干法處理或濕法處理。
[0014]可選的，所述第一強化處理工藝為干法處理時，處理氣體包括臭氧，處理溫度為20攝氏度?200攝氏度，氣體流量為100標(biāo)準(zhǔn)毫升/分鐘?20標(biāo)準(zhǔn)升/分鐘。
[0015]可選的，所述第一強化處理工藝為濕法處理時，處理液包含臭氧和水，處理溫度為20攝氏度?200攝氏度，處理液中臭氧的濃度為1ppm?lOOppm。
[0016]可選的，所述掩膜層的材料為氧化硅。
[0017]可選的，所述掩膜層的形成工藝為原子層沉積工藝、化學(xué)氣相沉積工藝或熱爐氧化工藝，所述掩膜層的形成溫度為25攝氏度?300攝氏度。
[0018]可選的，所述犧牲層的材料為無定形碳、底層抗反射層材料或氮化硅。
[0019]可選的，所述犧牲層形成工藝包括:在待刻蝕層表面形成犧牲膜；在犧牲膜表面形成圖形化層，所述圖形化層覆蓋了所需形成犧牲層的對應(yīng)位置；以所述圖形化層為掩膜，刻蝕所述犧牲膜，直至暴露出待刻蝕層為止，形成犧牲層。
[0020]可選的，還包括:在所述強化處理工藝之后，以所述掩膜側(cè)墻為掩膜，刻蝕所述待刻蝕層。
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點:
[0022]在本發(fā)明的形成方法中，在去除所述犧牲層之后，對所述掩膜側(cè)墻進行強化處理。所述強化處理工藝能夠提高掩膜側(cè)墻的密度，從而增強了所述掩膜側(cè)墻的強度，使所述掩膜側(cè)墻在后續(xù)刻蝕待刻蝕層的過程中，能夠保持形貌的穩(wěn)定，從而使刻蝕待刻蝕層形成的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形貌良好、尺寸精確。而且，所述強化處理還能夠使所述掩膜側(cè)墻的表面形貌優(yōu)化和改善。因此，以經(jīng)過強化處理的掩膜側(cè)墻用于刻蝕待刻蝕層時，能夠保持刻蝕圖形穩(wěn)定、以及形貌良好。
[0023]進一步，在形成所述掩膜層之后，回刻蝕所述掩膜層之前，對所述掩膜層進行強化處理工藝，使所述掩膜層的表面致密，因此所述掩膜層的強度提高，有利于在后續(xù)去除犧牲層時，使掩膜側(cè)墻能夠保持形貌穩(wěn)定良好。
【附圖說明】
[0024]圖1至圖4是現(xiàn)有技術(shù)的采用自對準(zhǔn)雙重圖形化工藝形成掩膜的過程的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖5至圖11是本發(fā)明實施例的自對準(zhǔn)雙重圖形的形成過程的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0026]如【背景技術(shù)】所述，以現(xiàn)有的自對準(zhǔn)雙重圖化工藝所形成的掩膜刻蝕形成的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形貌不良、性能不穩(wěn)定。
[0027]經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，請繼續(xù)參考圖1至4，在以掩膜側(cè)墻103a刻蝕待刻蝕層100時，所述掩膜側(cè)墻103a的形貌會造成損傷，時刻蝕待刻蝕層100消除的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形貌不良、尺寸不精確。其中，所述犧牲層101的形成工藝為光刻工藝，包括:在待刻蝕層100表面形成犧牲膜，在犧牲膜表面形成底層抗反射層，在底層抗反射層表面形成光刻膠層，所述光刻膠層經(jīng)過曝光以圖形化；以所述光刻膠層為掩膜，刻蝕所述抗反射層和犧牲膜，形成所述犧牲層101。為了使待刻蝕層100免受高溫損傷，所述犧牲層101和底層抗反射層較佳地以低溫工藝形成，例如所述犧牲層101的材料為無定形碳，而所述底層抗反射層的材料為含碳氧元素的有機材料。當(dāng)所述底層抗反射層的材料為含碳氧元素的有機材料，所述底層抗反射層易于在高溫環(huán)境下被消耗，因此，形成所述掩膜層103也需采用工藝低溫工藝，例如低溫氧化工藝，所形成的掩膜層103的材料為氧化硅。
[0028]然而，以低溫氧化工藝形成的掩膜層103內(nèi)具有較多的硅懸掛鍵，使所形成的掩膜層103密度較低，導(dǎo)致所形成的掩膜層103的強度較低，容易在后續(xù)以掩膜側(cè)墻103a為掩膜刻蝕待刻蝕層100的過程中被損傷，甚至發(fā)生傾斜或倒塌。而且，以低溫氧化工藝形成的掩膜層103內(nèi)具有較多硅懸掛鍵，所述硅懸掛鍵會與刻蝕氣體或刻蝕液體進行反應(yīng)，更易導(dǎo)致掩膜側(cè)墻103a的表面形貌不良。
[0029]經(jīng)過進一步研究，本發(fā)明提出一種自對準(zhǔn)雙重圖形的形成方法。其中，在去除所述犧牲層之后，對所述掩膜側(cè)墻進行強化處理。所述強化處理工藝能夠提高掩膜側(cè)墻的密度，從而增強了所述掩膜側(cè)墻的強度，使所述掩膜側(cè)墻在后續(xù)刻蝕待刻蝕層的過程中，能夠保持形貌的穩(wěn)定，從而使刻蝕待刻蝕層形成的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形貌良好、尺寸精確。而且，所述強化處理還能夠使所述掩膜側(cè)墻的表面形貌優(yōu)化和改善。因此，以經(jīng)過強化處理的掩膜側(cè)墻用于刻蝕待刻蝕層時，能夠保持刻蝕圖形穩(wěn)定、以及形貌良好。
[0030]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施例做詳細的說明。
[0031]圖5至圖11是本發(fā)明實施例的自對準(zhǔn)雙重圖形的形成過程的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]請參考圖5，提供待刻蝕層200，所述待刻蝕層200表面具有若干分立的犧牲層201。
[0033]所述待刻蝕層200的表面在后續(xù)工藝中形成雙重自對準(zhǔn)圖形，并以所形成的雙重自對準(zhǔn)圖形為掩膜，刻蝕所述待刻蝕層200，以形成所需的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。所述待刻蝕層200的材料包括多晶硅、金屬材料、介質(zhì)材料中的一種或多種。其中，所述金屬材料包括銅、鎢或鋁，所述介質(zhì)材料包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或無定形碳。
[0034]在一實施例中，所述待刻蝕層200形成于半導(dǎo)體襯底表面,所述半導(dǎo)體襯底為娃襯底、硅鍺襯底、碳化硅襯底、絕緣體上硅(SOI)襯底、絕緣體上鍺(GOI)襯底、玻璃襯底或II1-V族化合