形成半导体结构的部件的方法技术

本发明专利技术的实施例提供了一种形成半导体结构的部件的方法，包括在目标层上方形成掩模层。对掩模层实施第一蚀刻工艺，以在掩模层中形成第一开口和第二开口。对掩模层实施第二蚀刻工艺，以减小第一开口和第二开口之间的端至端间隔。第一蚀刻工艺和第二蚀刻工艺具有不同的各向异性特性。将掩模层的图案转印至目标层。

【技术实现步骤摘要】
形成半导体结构的部件的方法
本专利技术的实施例总体涉及半导体领域，更具体地，涉及形成半导体结构的部件的方法。
技术介绍
随着半导体器件的按比例缩小的增加，各种处理技术(诸如，光刻)适用于允许制造尺寸越来越小的器件。然而，随着半导体工艺需要越来越小的工艺窗口，这些器件的制造已经接近甚至超过光刻设备的理论极限。随着半导体器件不断缩小，器件的元件之间的期望间隔(即，节距)小于可使用传统的光学掩模和光刻设备制造的节距。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供了一种形成半导体结构的部件的方法，包括：在目标层上方形成掩模层；对所述掩模层实施第一蚀刻工艺，以在所述掩模层中形成第一开口和第二开口；对所述掩模层实施第二蚀刻工艺以减小所述第一开口和所述第二开口之间的端至端间隔，所述第一蚀刻工艺和所述第二蚀刻工艺具有不同的各向异性特性；以及将所述掩模层的图案转印至所述目标层。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种形成半导体结构的部件的方法，包括：在目标层上方形成掩模层；对所述掩模层实施第一蚀刻工艺以在所述掩模层中形成第一开口和第二开口，所述第一蚀刻工艺在与所述目标层的顶面平行的第一平面中是各向同性的，所述第一开口和所述第二开口具有第一端至端间隔；对所述掩模层实施第二蚀刻工艺，以在所述掩模层中形成扩大的所述第一开口和扩大的所述第二开口，所述第二蚀刻工艺在与所述目标层的顶面平行的所述第一平面内是各向异性的，扩大的所述第一开口和扩大的所述第二开口具有第二端至端间隔，所述第一端至端间隔不同于所述第二端至端间隔；以及将所述掩模层用作蚀刻掩模来蚀刻所述目标层。根据本专利技术的又一个方面，提供了一种形成半导体结构的部件的方法，包括：在目标层上方形成第一掩模层；图案化所述第一掩模层以在所述第一掩模层中形成第一开口；在所述第一掩模层上方和所述第一开口中形成第二掩模层；对所述第二掩模层实施第一注入工艺以在所述第二掩模层中形成第一掺杂区，所述第一掺杂区具有第一宽度；对所述第二掩模层实施第二注入工艺以在所述第二掩模层中形成第二掺杂区，所述第二掺杂区位于所述第一掺杂区之上，所述第二掺杂区具有第二宽度，所述第二宽度不同于所述第一宽度；选择性地去除所述第二掩模层的未掺杂区，所述第二掩模层的所述第一掺杂区和所述第二掺杂区形成分割部件，所述分割部件将所述第一开口分割成两个单独的第二开口；以及将所述第一掩模层和所述分割部件用作组合掩模来图案化所述目标层。附图说明当结合附图进行阅读时，从以下详细描述可最佳地理解本专利技术的各个方面。应该注意，根据工业中的标准实践，各个部件未按比例绘制。实际上，为了清楚的讨论，各种部件的尺寸可以被任意增大或减小。图1A至图4C示出根据一些实施例的制造半导体结构的各个中间阶段的顶视图和截面图。图5示出根据一些实施例的蚀刻装置的示意图。图6示出根据一些实施例的与蚀刻装置的相应参数对应的各种等离子体带状束轮廓(plasmaribbonbeamprofiles)。图7A至图11B示出根据一些实施例的制造半导体结构的各个中间阶段的顶视图和截面图。图12示出根据一些实施例的分割部件的各种尺寸与注入工艺的相应参数。图13是根据一些实施例示出的形成半导体结构的方法的流程图。图14是根据一些实施例示出的形成半导体结构的方法的流程图。具体实施方式以下公开内容提供了许多用于实现本专利技术的不同特征的不同实施例或实例。下面描述了组件和布置的具体实例以简化本专利技术。当然，这些仅仅是实例，而不旨在限制本专利技术。例如，在以下描述中，在第二部件上方或者上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件以直接接触的方式形成的实施例，并且也可以包括在第一部件和第二部件之间可以形成额外的部件，从而使得第一部件和第二部件可以不直接接触的实施例。此外，本专利技术可在各个实例中重复参考标号和/或字符。该重复是为了简单和清楚的目的，并且其本身不指示所讨论的各个实施例和/或配置之间的关系。而且，为了便于描述，在此可以使用诸如“在…下方”、“在…下面”、“下部”、“在…之上”、“上部”等空间相对术语以描述如图所示的一个元件或部件与另一个(或另一些)元件或部件的关系。除了图中所示的方位外，空间相对术语旨在包括器件在使用或操作中的不同方位。装置可以以其他方式定向(旋转90度或在其他方位上)，并且在此使用的空间相对描述符可以同样地作出相应的解释。相对于用于图案化半导体结构的目标层以形成具有减小的端至端间隔的部件的方法来描述实施例。在一些实施例中，目标层可以是半导体结构的将形成具有减小的端至端间隔的部件的任何层。在一些实施例中，目标层可以是掩模层、牺牲层、绝缘层、介电层、导电层、金属层、半导体层或它们的组合。图1A至图4C示出根据一些实施例的制造半导体结构的各个中间阶段的顶视图和截面图。图1A至图4C示出顶视图和截面图，其中，“A”图表示顶视图，“B”图表示沿相应“A”图的B-B线的截面图，“C”图表示沿相应的“A”图的C-C线的截面图。参考图1A、图1B和图1C，示出晶圆100的部分。在一些实施例中，晶圆100可包括基底层101、位于基底层101上方的目标层103、位于目标层103上方的掩模105，以及位于掩模105上方的掩模107。如下面更详细地描述的，将图案化掩模105和107以形成要转印至目标层103的期望图案。在一些实施例中，图案化掩模107，将掩模107的图案转印至掩模105，并且将掩模105的图案转印至目标层103。基底层101可包括衬底。衬底可以包括例如，掺杂或未掺杂的块状硅，或绝缘体上半导体(SOI)衬底的有源层。通常，SOI衬底包括形成在绝缘层上的半导体材料(诸如硅)层。例如，绝缘层可以是埋氧(BOX)层或氧化硅层。在诸如硅或玻璃衬底的衬底上提供绝缘层。可选地，衬底可以包括另一元素半导体，诸如锗；化合物半导体，包括碳化硅、砷化镓、磷化镓、磷化铟、砷化铟和/或锑化铟；合金半导体，包括SiGe、GaAsP、AlInAs、AlGaAs、GaInAs、GaInP和/或GaInAsP；或它们的组合。还可以使用诸如多层衬底或渐变衬底的其他衬底。在一些实施例中，基底层101可以包括衬底的下部，并且目标层103可以是衬底的上部。在这种实施例中，图案化衬底的上部以形成例如用于隔离结构的开口。在其他实施例中，目标层103可以是形成在衬底上方的掩模。在这种实施例中，图案化掩模并且将掩模的图案转印至衬底以形成例如用于隔离结构的开口。在一些实施例中，基底层101还可以包括形成在衬底上的一个或多个有源和/或无源器件。一个或多个有源和/或无源器件可以包括诸如晶体管、电容器、电阻器、二极管、光电二极管、熔丝等的各种N金属氧化物半导体(NMOS)和/或P型金属氧化物半导体(PMOS)器件。本领域的普通技术人员应当理解，提供的以上实例仅是为了说明的目的，并不旨在以任何方式限制本专利技术。可以适当形成其他电路以用于给定应用。在一些实施例中，基底层101还可以包括形成在一个或多个有源和/或无源器件和衬底上方的互连结构。互连结构将一个或多个有源和/或无源器件电互连以在晶圆100内形成功能电路。互连结构可以包括一个或多个介电层和位于相应的介电层内的一个或多个金属化层。一个或多个介电层可以包括形成在衬底和一个或多个有源和/或无源器件上方的层本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种形成半导体结构的部件的方法，包括：在目标层上方形成掩模层；对所述掩模层实施第一蚀刻工艺，以在所述掩模层中形成第一开口和第二开口；对所述掩模层实施第二蚀刻工艺以减小所述第一开口和所述第二开口之间的端至端间隔，所述第一蚀刻工艺和所述第二蚀刻工艺具有不同的各向异性特性；以及将所述掩模层的图案转印至所述目标层。

【技术特征摘要】
2017.09.29 US 62/565,748;2018.07.06 US 16/028,4961.一种形成半导体结构的部件的方法，包括：在目标层上方形成掩模层；对所述掩模层实施第一蚀刻工艺，以在所述掩模层中形成第一开口和第二开口；对所述掩模层实施第二蚀刻工艺以减小所述第一开口和所述第二开口之间的端至端间隔，所述第一蚀刻工艺和所述第二蚀刻工艺具有不同的各向异性特性；以及将所述掩模层的图案转印至所述目标层。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一蚀刻工艺在与所述目标层的顶面平行的平面中是各向同性的。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第二蚀刻工艺在与所述目标层的顶面平行的所述平面中是各向异性的。4.根据权利要求2所述的方法，其中，使用定向等离子体带状束实施所述第二蚀刻工艺。5.一种形成半导体结构的部件的方法，包括：在目标层上方形成掩模层；对所述掩模层实施第一蚀刻工艺以在所述掩模层中形成第一开口和第二开口，所述第一蚀刻工艺在与所述目标层的顶面平行的第一平面中是各向同性的，所述第一开口和所述第二开口具有第一端至端间隔；对所述掩模层实施第二蚀刻工艺，以在所述掩模层中形成扩大的所述第一开口和扩大的所述第二开口，所述第二蚀刻工艺在与所述目标层的顶面平行的所述第一平面内是各向异性的，扩大的所述第一开口和扩大的所述第二开口具有第二端至端间隔，所述第一端至端间隔不同于所述第二端至端间隔；以及将所述掩模层用作蚀刻掩模来蚀刻所述目标层。6.根据权利要求5所述的方法，其中，对所述掩模层实施所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈玺中，谢昀谕，赵家忻，许立德，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71