半导体结构的制造方法技术

本发明专利技术公开了一种半导体结构的制造方法，其包含在基板上依序形成目标层、底部硬遮罩层、中间硬遮罩层及顶部硬遮罩层。之后形成第一遮罩层在顶部硬遮罩层上，其中，第一遮罩层具有多个开口暴露出顶部硬遮罩层的一部分。接着蚀刻顶部硬遮罩层的暴露部分以形成图案化顶部硬遮罩层，图案化顶部硬遮罩层具有多个孔隙暴露出中间硬遮罩层的一部分。之后，形成图案化有机层在中间硬遮罩层的暴露部分上。蚀刻图案化顶部硬遮罩层、图案化有机层、中间硬遮罩层、底部硬遮罩层及目标层的一部分形成图案化目标层。此方法可避免在图案转印工艺期间图案化层的损坏。

【技术实现步骤摘要】
半导体结构的制造方法
本专利技术是有关于一种半导体结构的制造方法。
技术介绍
随着半导体装置变得更小且高度集成，已经开发了许多用于制造半导体装置的精细图案的技术。特别是所需间距尺寸和临界尺寸(criticaldimension；CD)不断缩小。然而，制造半导体特征的光刻工艺已经在曝光装置的分辨率上出现限制。为了使半导体装置精细到超过光刻工艺的分辨率极限，例如光刻-蚀刻-光刻-蚀刻(lithography-etching-lithography-etching；LELE)工艺等双重图案化(doublepatterning)技术已被积极的开发。然而，现有的光刻-蚀刻-光刻-蚀刻工艺具有特征容易受损的问题而导致产量低。因此，需要一种解决上述问题的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可避免在图案转印工艺期间图案化层损坏的半导体结构的制造方法。根据本专利技术的各种实施方式，提供一种半导体结构的制造方法，包含在基板上依序形成目标层、底部硬遮罩层、中间硬遮罩层及顶部硬遮罩层；在顶部硬遮罩层上形成第一遮罩层，其中，第一遮罩层具有多个开口暴露出顶部硬遮罩层的一部分；蚀刻顶部硬遮罩层的暴露部分以形成图案化顶部硬遮罩层，图案化顶部硬遮罩层具有多个孔隙暴露出中间硬遮罩层的一部分；在中间硬遮罩层的暴露部分上形成图案化有机层；以及蚀刻图案化顶部硬遮罩层、图案化有机层、中间硬遮罩层、底部硬遮罩层及目标层的一部分形成图案化目标层，其中该图案化目标层具有多个凹槽。根据本专利技术的某些实施方式，其中图案化顶部硬遮罩层具有多个第一条状结构，图案化有机层具有多个第二条状结构，第二条状结构与第一条状结构平行，并且第二条状结构的每一个设置在第一条状结构之间。根据本专利技术的某些实施方式，其中顶部硬遮罩层及中间硬遮罩层是由不同的材料组成。根据本专利技术的某些实施方式，顶部硬遮罩层包含氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或碳化硅。根据本专利技术的某些实施方式，其中中间硬遮罩层包含氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或碳化硅。根据本专利技术的某些实施方式，其中中间硬遮罩层及底部硬遮罩层是由不同的材料组成。根据本专利技术的某些实施方式，其中底部硬遮罩层包含无定形碳或多晶硅氧化物。根据本专利技术的某些实施方式，其中蚀刻顶部硬遮罩层的暴露部分包含使用非等向性蚀刻工艺。根据本专利技术的某些实施方式，其中蚀刻图案化顶部硬遮罩层、图案化有机层、中间硬遮罩层、底部硬遮罩层以及目标层的一部分包含使用非等向性蚀刻工艺。根据本专利技术的某些实施方式，其中在中间硬遮罩层的暴露部分上形成图案化有机层包含：形成有机层覆盖图案化顶部硬遮罩层及中间硬遮罩层的暴露部分；在有机层上形成第二遮罩层；以及蚀刻有机层以形成图案化有机层。根据本专利技术的某些实施方式，其中图案化有机层具有多个缺口暴露出图案化顶部硬遮罩层及中间硬遮罩层的一部分。根据本专利技术的某些实施方式，其中图案化有机层具有的厚度大于图案化顶部硬遮罩层的厚度。根据本专利技术的某些实施方式，其中顶部硬遮罩层具有的厚度大于中间硬遮罩层的厚度。附图说明当读到随附的附图时，从以下详细的叙述可充分了解本专利技术的各方面。值得注意的是，根据工业上的标准实务，各种特征不是按比例绘制。事实上，为了清楚的讨论，各种特征的尺寸可任意增加或减少。图1为根据本专利技术的某些实施方式绘示的制造半导体结构的方法流程图。图2A为根据本专利技术的某些实施方式绘示的半导体结构的工艺各步骤的剖面图。图2B为根据本专利技术的某些实施方式绘示的半导体结构的工艺各步骤的剖面图。图2C为根据本专利技术的某些实施方式绘示的半导体结构的工艺各步骤的剖面图。图3A为根据本专利技术的某些实施方式绘示的半导体结构的工艺各步骤的剖面图。图3B为根据本专利技术的某些实施方式绘示的半导体结构的工艺各步骤的剖面图。图3C为根据本专利技术的某些实施方式绘示的半导体结构的工艺各步骤的剖面图。图4为根据本专利技术的某些实施方式绘示的半导体结构的工艺各步骤的剖面图。具体实施方式以下将以附图公开本专利技术的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本专利技术。也就是说，在本专利技术部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化附图起见，一些公知惯用的结构与元件在图示中将以简单示意的方式绘示。在本文中使用空间相对用语，例如“下方”、“之下”、“上方”、“之上”等，这是为了便于叙述一个元件或特征与另一个元件或特征之间的相对关系，如图中所绘示。这些空间上的相对用语的真实意义包含其他的方位。例如，当图示上下翻转180度时，一个元件与另一个元件之间的关系，可能从“下方”、“之下”变成“上方”、“之上”。此外，本文中所使用的空间上的相对叙述也应作同样的解释。图1绘示本专利技术各种实施方式的制造半导体结构的方法10流程图。方法10从操作11开始，在基板上依序形成目标层、底部硬遮罩层、中间硬遮罩层以及顶部硬遮罩层。方法10继续至操作12，在顶部硬遮罩层上形成第一遮罩层，第一遮罩层具有多个开口暴露出顶部硬遮罩层的一部分。方法10继续至操作13，蚀刻暴露的顶部硬遮罩层以形成具有多个孔隙暴露出中间硬遮罩层的一部分的图案化顶部硬遮罩层。方法10继续至操作14，在暴露的中间硬遮罩层上形成图案化有机层。方法10继续至操作15，蚀刻图案化顶部硬遮罩层、图案化有机层、中间硬遮罩层、底部硬遮罩层及目标层的一部分以形成其上具有多个凹槽的图案化目标层。以下将示出根据图1方法10制造半导体结构的各种实施例方式。尽管方法10在下文被描述和绘示为一系列操作，但应当理解，这些操作的顺序并不用以限制本专利技术。例如，某些操作可以以不同的顺序执行和/或在某些操作之前、同时及之后提供额外的操作。另外，在本方法其他实施例中可替换或消除下文所述的一些操作。此外，上述的一个或多个单独的操作可以在一个或多个单独的操作和/或阶段中执行。图2A-图4为根据本专利技术各种实施方式绘示的半导体结构的工艺各步骤的剖面图。请参考图2A，在图1的操作11中，在基板110上依序形成目标层120、底部硬遮罩层130、中间硬遮罩层140及顶部硬遮罩层150。目标层120、底部硬遮罩层130、形成中间硬遮罩层140及顶部硬遮罩层150可以包含任何合适的沉积方法，例如电浆增强原子层沉积(PEALD)、化学气相沉积(CVD)、电浆增强化学气相沉积(PECVD)、物理气相沉积(PVD)及类似者。顶部硬遮罩层150及中间硬遮罩层140是由不同的材料构成，也就是说，顶部硬遮罩层150可以与中间硬遮罩层140具有不同的蚀刻选择性。在某些实施方式中，顶部硬遮罩层150可以由无机材料构成。在某些实施方式中，顶部硬遮罩层150及中间硬遮罩层140可以包含氧化硅、氮化硅(SiN)、氮氧化硅(SiON)、碳化硅或其类似者。例如，顶部硬遮罩层150可以由氧含量较高(oxide-rich)的氧化硅组成，并且中间硬遮罩层140可以由硅含量较高的氮化硅(SiN)组成。在某些实例中，顶部硬遮罩层150的氧原子含量(oxideatom％)大于中间硬遮罩层140。或者，顶部硬遮罩层150的硅原子含量(siliconatom％)小于中间硬遮罩层140。此外，中间硬遮罩层140和底部硬遮罩层130也可以包含不同的材料，并且中间硬遮罩层140也可以具有与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体结构的制造方法，其特征在于，包含：在基板上依序形成目标层、底部硬遮罩层、中间硬遮罩层以及顶部硬遮罩层；在所述顶部硬遮罩层上形成第一遮罩层，其中所述第一遮罩层具有多个开口暴露所述顶部硬遮罩层的一部分；蚀刻所述顶部硬遮罩层的所述暴露部分以形成图案化顶部硬遮罩层，其中所述图案化顶部硬遮罩层具有多个孔隙暴露出所述中间硬遮罩层的一部分；在所述中间硬遮罩层的所述暴露部分上形成图案化有机层；以及蚀刻所述图案化顶部硬遮罩层、所述图案化有机层、所述中间硬遮罩层、所述底部硬遮罩层以及所述目标层的一部分以形成图案化目标层，其中所述图案化目标层具有多个凹槽。

【技术特征摘要】
2017.11.27 US 15/822,2291.一种半导体结构的制造方法，其特征在于，包含：在基板上依序形成目标层、底部硬遮罩层、中间硬遮罩层以及顶部硬遮罩层；在所述顶部硬遮罩层上形成第一遮罩层，其中所述第一遮罩层具有多个开口暴露所述顶部硬遮罩层的一部分；蚀刻所述顶部硬遮罩层的所述暴露部分以形成图案化顶部硬遮罩层，其中所述图案化顶部硬遮罩层具有多个孔隙暴露出所述中间硬遮罩层的一部分；在所述中间硬遮罩层的所述暴露部分上形成图案化有机层；以及蚀刻所述图案化顶部硬遮罩层、所述图案化有机层、所述中间硬遮罩层、所述底部硬遮罩层以及所述目标层的一部分以形成图案化目标层，其中所述图案化目标层具有多个凹槽。2.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述图案化顶部硬遮罩层具有多个第一条状结构，所述图案化有机层具有多个第二条状结构，所述多个第二条状结构与所述多个第一条状结构平行，并且所述多个第二条状结构的每一个设置在所述多个第一条状结构之间。3.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述顶部硬遮罩层及所述中间硬遮罩层是由不同的材料组成。4.如权利要求3所述的制造方法，其特征在于，所述顶部硬遮罩层包含氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或碳化硅。5.如权利要求3所述的制造...

【专利技术属性】
技术研发人员：施信益，
申请(专利权)人：南亚科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71