半導體器件的形成方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及半導體制造領域，特別涉及一種半導體器件的形成方法。
【背景技術】
[0002]集成電路制造過程中，對覆蓋于半導體襯底表面的光刻膠(PR:Photo Resist)進行曝光顯影，形成圖形化的光刻膠層，然后再采用刻蝕技術將光刻膠層中的圖形轉移到半導體襯底上，從而形成集成電路結構。
[0003]通常的，半導體襯底各區(qū)域的圖形密度不同，半導體襯底包括圖形密集區(qū)(DenseArea)以及圖形稀疏區(qū)(ISO Area)。形成具有不同圖形密度的半導體襯底的工藝步驟包括:在半導體襯底表面形成圖形化的光刻膠層，相對而言，圖形密集區(qū)的光刻膠層的圖形密度較大，而圖形稀疏區(qū)的光刻膠層的圖形密度?。徊捎盟鰣D形化的光刻膠層為掩膜，刻蝕所述圖形密集區(qū)的半導體襯底以及圖形稀疏區(qū)的半導體襯底，分別在圖形密集區(qū)以及圖形稀疏區(qū)的半導體襯底內形成刻蝕層。
[0004]然而，采用現(xiàn)有技術的方法，在刻蝕形成刻蝕層之后，圖形稀疏區(qū)的刻蝕層的形貌差，使得半導體器件的生產良率低。
【發(fā)明內容】
[0005]本發(fā)明解決的問題是提供一種半導體器件的形成方法，優(yōu)化圖形稀疏區(qū)刻蝕后形成的刻蝕層的形貌，提高半導體器件的生產良率。
[0006]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種半導體器件的形成方法，包括:提供具有待刻蝕層的襯底，所述待刻蝕層包括圖形密集區(qū)和圖形稀疏區(qū)；在圖形稀疏區(qū)的待刻蝕層表面形成第一掩膜層，所述第一掩膜層具有稀疏圖案；形成覆蓋于待刻蝕層表面以及第一掩膜層表面的光刻膠層；對所述光刻膠層進行曝光顯影處理，在第一掩膜層表面、以及圖形密集區(qū)的待刻蝕層表面形成第二掩膜層，圖形密集區(qū)的第二掩膜層具有密集圖案，圖形稀疏區(qū)的第二掩膜層至少覆蓋于第一掩膜層頂部表面；以所述第二掩膜層為掩膜，刻蝕圖形密集區(qū)的待刻蝕層，同時，以所述第二掩膜層和第一掩膜層為掩膜，刻蝕圖形稀疏區(qū)的待刻蝕層，直至暴露出襯底表面。
[0007]可選的，所述第二掩膜層覆蓋于第一掩膜層頂部表面和側壁表面。
[0008]可選的，所述第一掩膜層的材料為抗反射材料或光刻膠，所述第二掩膜層的材料為光刻膠。
[0009]可選的，所述第二掩膜層覆蓋于第一掩膜層頂部表面，暴露出第一掩膜層側壁表面。
[0010]可選的，所述第一掩膜層的材料為抗反射材料，所述第二掩膜層的材料為光刻膠。[0011 ] 可選的,所述第一掩膜層的材料為正光刻膠時，所述第二掩膜層的材料為正光刻膠；所述第一掩膜層的材料為負光刻膠時，所述第二掩膜層的材料為正光刻膠或負光刻膠。
[0012]可選的，所述第一掩膜層的形成步驟包括:形成覆蓋于待刻蝕層表面的初始掩膜層；對所述初始掩膜層進行曝光顯影處理，在圖形稀疏區(qū)的待刻蝕層表面形成第一掩膜層。
[0013]可選的，所述待刻蝕層的厚度為500埃至8000埃。
[0014]可選的，所述待刻蝕層的材料為多晶硅、鋁、鈦、鉭、氮化鈦或氮化鉭。
[0015]可選的，所述第一掩膜層的厚度為500埃至6000埃。
[0016]可選的，采用等離子體刻蝕工藝刻蝕所述待刻蝕層，所述等離子體刻蝕工藝的工藝參數(shù)為:刻蝕氣體包括ci2、BCl3和CHF3，其中，Cl2流量為20sccm至400sccm，BCl3流量為50sccm至300sccm, CHF3流量為1sccm至10sccm,刻蝕腔室壓強為10毫托至150毫托，刻蝕腔室射頻功率為100瓦至2000瓦，刻蝕腔室直流電壓為50V至220V。
[0017]可選的，刻蝕完成后，圖形密集區(qū)和圖形稀疏區(qū)的待刻蝕層的側壁傾斜角角度為88度至90度。
[0018]本發(fā)明還提供一種半導體器件的形成方法，包括:提供具有待刻蝕層的襯底，所述待刻蝕層包括圖形密集區(qū)和圖形稀疏區(qū)；在圖形稀疏區(qū)的待刻蝕層表面形成第一掩膜層，所述第一掩膜層具有稀疏圖案；形成覆蓋于待刻蝕層表面以及第一掩膜層表面的光刻膠層，且圖形密集區(qū)的光刻膠層的厚度小于第一掩膜層的厚度；對所述光刻膠層進行曝光顯影處理，在圖形密集區(qū)的待刻蝕層表面形成第二掩膜層，且所述第二掩膜層具有密集圖案；以所述第二掩膜層為掩膜，刻蝕圖形密集區(qū)的待刻蝕層，同時，以所述第一掩膜層為掩膜，刻蝕圖形稀疏區(qū)的待刻蝕層，直至暴露出襯底表面。
[0019]可選的，所述第一掩膜層的材料為抗反射材料，所述第二掩膜層的材料為光刻膠。
[0020]可選的,所述第一掩膜層的材料為正光刻膠時，所述第二掩膜層的材料為負光刻膠；所述第一掩膜層的材料為負光刻膠時，所述第二掩膜層的材料為正光刻膠或負光刻膠。
[0021]可選的，所述第一掩膜層的厚度為500埃至6000埃。
[0022]可選的，所述待刻蝕層的厚度為500埃至8000埃。
[0023]可選的，所述待刻蝕層的材料為多晶硅、鋁、鈦、鉭、氮化鈦或氮化鉭。
[0024]可選的，采用等離子體刻蝕工藝刻蝕所述待刻蝕層，所述等離子體刻蝕工藝的工藝參數(shù)為:刻蝕氣體包括ci2、BCl3和CHF3，其中，Cl2流量為20sccm至400sccm，BCl3流量為50sccm至300sccm, CHF3流量為1sccm至10sccm,刻蝕腔室壓強為10毫托至150毫托，刻蝕腔室射頻功率為100瓦至2000瓦，刻蝕腔室直流電壓為50V至220V。
[0025]可選的，刻蝕完成后，圖形密集區(qū)和圖形稀疏區(qū)的待刻蝕層的側壁傾斜角角度為88度至90度。
[0026]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的技術方案具有以下優(yōu)點:
[0027]本發(fā)明實施例中，在圖形稀疏區(qū)表面形成第一掩膜層后，形成覆蓋于待刻蝕層和第一掩膜層的光刻膠層，通過對光刻膠層進行曝光顯影處理，在圖形密集區(qū)形成第二掩膜層，且在第一掩膜層表面也形成了第二掩膜層；以第二掩膜層為掩膜，刻蝕圖形密集區(qū)的待刻蝕層，以第二掩膜層和第一掩膜層為掩膜，刻蝕圖形稀疏區(qū)的待刻蝕層，在刻蝕過程中，所述刻蝕工藝對圖形稀疏區(qū)的掩膜的刻蝕速率大于對圖形密集區(qū)的掩膜的刻蝕速率，也就是說，在刻蝕過程中存在負載效應；而由于本發(fā)明實施例中圖形稀疏區(qū)的掩膜層的厚度(第二掩膜層的厚度和第一掩膜層的厚度之和)大于圖形密集區(qū)的掩膜層的厚度，在負載效應產生后，圖形稀疏區(qū)保留的掩膜層的厚度仍然較厚，圖形稀疏區(qū)的掩膜層的厚度足以保護待刻蝕層，防止圖形稀疏區(qū)的待刻蝕層頂部的刻蝕氣體量大于待刻蝕層底部的刻蝕氣體量，從而防止位于圖形稀疏區(qū)的掩膜層下方的待刻蝕層頂部刻蝕速率大于底部刻蝕速率，消除負載效應帶來的不良問題，提高刻蝕待刻蝕層后形成的刻蝕層的形貌，使得圖形稀疏區(qū)的刻蝕層具有良好的形貌。
[0028]并且，本發(fā)明實施例還提供一種半導體器件的形成方法，在圖形稀疏區(qū)待刻蝕層表面形成第一掩膜層后，在待刻蝕層表面和第一掩膜層表面形成光刻膠層，且光刻膠層的厚度小于第一掩膜層的厚度，通過對光刻膠層進行曝光顯影后在圖形密集區(qū)形成第二掩膜層，第二掩膜層的厚度小于第一掩膜層的厚度；以第一掩膜層為掩膜層為掩膜，刻蝕圖形稀疏區(qū)的待刻蝕層，以第二掩膜層為掩膜，刻蝕圖形密集區(qū)的待刻蝕層；由于第二掩膜層的厚度小于第一掩膜層的厚度，在一定程度上能夠抑制負載效應帶來的不良影響，使得在圖形密集區(qū)形成形貌良好的刻蝕層的同時，在圖形稀疏區(qū)也能形成具有良好形貌的刻蝕層。
[0029]進一步，本發(fā)明實施例中通過曝光顯影處理在圖形稀疏區(qū)的待刻蝕層表面形成第一掩膜層，避免了刻蝕工藝帶來的刻蝕偏差，使得形成的第一掩膜層具有精確的特征尺寸，從而進一步優(yōu)化后續(xù)刻蝕待刻蝕層的形貌。
[0030]更進一步，本發(fā)明實施例中，由于第一掩膜層的材料為抗反射材料，可采用對初始掩膜層進行曝光顯影工藝而形成第一掩膜層，避免了刻蝕工藝帶來的刻蝕誤差，使得形成的第一掩膜層具有精確的特征尺寸，有利于優(yōu)化刻蝕形成的刻蝕層的形貌；并且，后續(xù)會對光刻膠層進行曝光顯影處理，第一掩膜層可能會暴露在顯影處理的顯影液中，由于第一掩膜層的材料為抗反射材料，所述抗反射材料在顯影液中的溶解度極低，因此，在去除第一掩膜層表面的光刻膠層后，第一掩膜層的掩膜圖形形貌保持完好，有利于后續(xù)形成具有具有良好形成的刻蝕層。
[0031]更進一步，本發(fā)明實施例中，在刻蝕完成后，圖形稀疏區(qū)的待刻蝕層的側壁傾斜角角度為88度至90度，使得刻蝕后的待刻蝕層具有良好的側壁形貌。
【附圖說明】
[0032]圖1至圖2為一實施例提供的半導體器件形成過程的剖面結構示意圖；
[0033]圖3至圖10為本發(fā)明一實施例提供的半導體器件形成過程的剖面結構示意圖；
[0034]圖11至圖16為本發(fā)明另一實施例提供的半導體器件形成過程的剖面結構示意圖。
【具體實施方式】
[0035]由【背景技術】可知，當待刻蝕層包括圖形密集區(qū)和圖形稀疏區(qū)時，刻蝕完成后，在圖形稀疏區(qū)形成的刻蝕層的形貌有待提聞。
[0036]針對半導體器件的形成工藝進行研究，請參考圖1，提供襯底101，所述襯底101包括圖形密集區(qū)100和圖形稀疏區(qū)110 ;在所述襯底101表面形成待刻蝕層102 ;在所述待刻蝕層表面形成初始光刻膠層；對所述初始光刻膠層進行曝光顯影處理，在所述圖形密集區(qū)100待刻蝕層表面形成具有密集圖形的第一光刻膠層104，在所述圖形稀疏區(qū)110待刻蝕層表面形成具有稀疏圖形的第二光刻膠層105。
[0037]請參考圖2，在以第一光刻膠層104和第二光刻膠層105為掩膜刻蝕待刻蝕層，在圖形密集區(qū)100形成第一刻蝕層114，在圖形稀疏區(qū)110形成第二刻蝕層115，