形成半导体结构的方法技术

本发明专利技术公开一种形成半导体结构的方法，其包含以下步骤。首先，在基底上形成目标层，并在目标层上形成数个轴心体。接着，在目标层上形成材料层，覆盖轴心体。然后，进行蚀刻制作工艺，部分移除各轴心体与覆盖在各轴心体上的材料层，以形成数个掩模。最后，通过掩模，图案化目标层，以形成数个图案。其中，各掩模包含来自于各轴心体的未蚀刻部以及来自于覆盖在各轴心体上的材料层的侧壁部，使得各图案的尺寸大于各轴心体的尺寸。

【技术实现步骤摘要】
形成半导体结构的方法
本专利技术涉及一种形成半导体结构的方法，且特别是涉及一种利用间隙壁自对准双图案法(spacerself-aligneddoublepatterning,SADP)转移图案以形成半导体结构的方法。
技术介绍
在半导体制作工艺中，一些微结构的制造，需要在半导体基材/膜层、介电材料层或金属材料层等适当的基材或材料层中，利用光刻及蚀刻等制作工艺，形成具有精确尺寸的微小图案。为达到此目的，在传统的半导体技术中，是在目标材料层之上形成掩模层(masklayer)，以便先在该掩模层中形成/定义这些微小图案，随后将该等图案转移至目标膜层。一般而言，掩模层例如是通过光刻制作工艺形成的图案化光致抗蚀剂层，和/或利用该图案化光致抗蚀剂层形成的图案化掩模层。随着集成电路的复杂化，这些微小图案的尺寸不断地减小，所以用来产生特征图案的设备就必须满足制作工艺分辨率及叠对准确度(overlayaccuracy)的严格要求，单一图案化(singlepatterning)方法已无法满足制造微小线宽图案的分辨率需求或制作工艺需求。是以，如何改良该些微结构的现有制作工艺及其布局即为本领域现今的重要课题之一。
技术实现思路
本专利技术的一目的在于提供一种形成半导体结构的方法，其是利用多重图案化制作工艺，例如是侧壁图案转移(sidewallimagetransfer,SIT)技术，形成交替设置的间隙壁与轴心体，再利用间隙壁与轴心体共同构成的掩模进行图案化制作工艺。由此，可在简化制作工艺的前提下，形成结构优化且尺寸较大的半导体结构。为达上述目的，本专利技术的一实施例提供一种半导体结构的形成方法，其包含以下步骤。首先，在一基底上形成一目标层，并在该目标层上形成多个轴心体。接着，在该目标层上形成一材料层，覆盖该些轴心体。然后，进行一蚀刻制作工艺，部分移除各该轴心体与覆盖在各该轴心体上的该材料层，以形成多个掩模。其中，各该掩模包含来自于各该轴心体的一未蚀刻部以及来自于覆盖在各该轴心体上的该材料层的一侧壁部。最后，通过该些掩模，图案化该目标层，以形成多个图案。为达上述目的，本专利技术的另一实施例提供一种半导体结构的形成方法，其包含以下步骤。首先，在一基底上形成一目标层，并在该目标层上形成多个轴心体。接着，在该目标层上形成一材料层，覆盖该些轴心体。然后，进行一蚀刻制作工艺，部分移除各该轴心体与覆盖在各该轴心体上的该材料层，以形成多个掩模。最后，通过该些掩模，图案化该目标层，以形成多个图案，其中各该图案的尺寸大于各该轴心体的尺寸。整体来说，本专利技术是一种利用侧壁图案转移技术来形成目标图案或目标结构的方法。相较于一般侧壁图案转移技术在完全移除轴心体后，仅利用该些轴心体两侧的间隙壁来定义各该目标图案或目标结构，本专利技术的方法是利用部分移除后的轴心体与间隙壁所共同组成的掩模来定义各该目标图案或目标结构，使得该些目标图案或目标结构可在维持其微小间距(例如是约为75纳米至85纳米左右)的前提下，尽可能地缩小该些目标图案或目标结构的间隔，而达到扩增的尺寸。因此，本专利技术的方法可实际应用于一半导体存储装置中，例如是动态随机处理存储器装置的制作工艺，配合产品需求而形成布局相对密集、尺寸均匀且扩增的图案或结构，使该动态随机处理存储器装置可具有优化的结构，进而提其装置效能。附图说明图1至图4为本专利技术第一实施例中形成半导体结构的方法的步骤示意图；其中：图1为形成轴心体后的一半导体结构的剖面示意图；图2为形成侧壁材料层后的一半导体结构的剖面示意图；图3为形成图案后的一半导体结构的剖面示意图；图4为移除间隙壁后的一半导体结构的剖面示意图。图5至图9绘为本专利技术第二实施例中形成半导体结构的方法的步骤示意图；其中：图5为形成轴心体后的一半导体结构的剖面示意图；图6为形成侧壁材料层后的一半导体结构的剖面示意图；图7为形成掩模后的一半导体结构的剖面示意图；图8为进行蚀刻制作工艺后的一半导体结构的剖面示意图；图9为形成图案后的一半导体结构的剖面示意图。主要元件符号说明100基底110目标层115、117目标图案130、330轴心体131图案化掩模150、350侧壁材料层155间隙壁117目标图案335未蚀刻部355侧壁部360掩模D1、D2尺寸G1、G2、G3、G4、G5间隔P1、P2间距具体实施方式为使熟悉本专利技术所属
的一般技术者能更进一步了解本专利技术，下文特列举本专利技术的数个优选实施例，并配合所附的附图，详细说明本专利技术的构成内容及所欲达成的功效。请参照图1至图4，所绘示者为本专利技术第一优选实施例中形成半导体结构的方法的步骤示意图。首先，提供一基底100，基底100例如是仅包含一半导体基底，如含硅基底(siliconcontainingsubstrate)、硅覆绝缘基底(silicon-on-insulatorsubstrate)等，或是同时包含该半导体基底以及其上或其内进一步形成的绝缘层(insulatinglayer)或主动元件(activeelement)等，且基底100上形成一目标层(targetlayer)110。在本实施例中，目标层110例如是一硬掩模层(hardmasklayer)，其可选择包含氮化硅(SiN)、氮氧化硅(SiON)或碳氮化硅(SiCN)等绝缘材质，但不以此为限。而在其他实施例中，该目标层也可选择包含一半导体层如硅层(siliconlayer)、外延硅层(epitaxialsiliconlayer)等，一导电层如铝层(aluminumlayer,Allayer)、铜层(copperlayer,Culayer)或钨层(tungstenlayer,Wlayer)等，或是一非导电层如介电层(dielectriclayer)等，但不以此为限。接着，在目标层110上形成多个图案化的轴心体(mandrel)130。轴心体130的材质例如包含多晶硅(polysilicon)，或是与下方目标层110相较具蚀刻选择比的合适材料，如氧化硅、氮化硅等。并且，轴心体310的制作工艺可整合一般现有的半导体制作工艺，如一标准栅极制作工艺，以在目标层110上形成多个相互分隔的栅极图案作为轴心体130。或者是，如图1所示，在目标层110上依序形成整体覆盖的一材料层(未绘示)与数个图案化掩模131，再将图案化掩模131的图案转移至下方的该材料层中，使得具有对应图案的该材料层即可作为各轴心体130。具体来说，各轴心体130之间是被一间隔(gap)G1相互分隔，而具有相同的一间距(pitch)P1，而间隔G1例如是其曝光制作工艺中所能达到的最小尺寸(criticaldimension,CD)。其中，间距P1的长度(length)较佳是至少大于轴心体130的尺寸(dimension)/宽度(width)，但不以此为限。在一实施例中，还可依据实际元件需求，而在轴心体130形成后选择性地进行一蚀刻制作工艺，移除各轴心体130的一部份，形成具有较小尺寸/宽度的轴心体(未绘示)。然后，在各轴心体130两侧形成间隙壁155。间隙壁155的形成方式，例如是全面性地在基底100上形成一侧壁材料层150，完全覆盖图案化掩模131、轴心体130以及下方的目标层110，如图2所示，再针对侧壁材料层150进行一回蚀本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体结构的形成方法，其特征在于，包含：在一基底上形成一目标层；在该目标层上形成多个轴心体；在该目标层上形成一材料层，覆盖该些轴心体；进行一蚀刻制作工艺，部分移除各该轴心体与覆盖在各该轴心体上的该材料层，以形成多个掩模，其中各该掩模包含来自于各该轴心体的一未蚀刻部以及来自于覆盖在各该轴心体上的该材料层的一侧壁部；以及通过该些掩模，图案化该目标层，以形成多个图案。

【技术特征摘要】
1.一种半导体结构的形成方法，其特征在于，包含：在一基底上形成一目标层；在该目标层上形成多个轴心体；在该目标层上形成一材料层，覆盖该些轴心体；进行一蚀刻制作工艺，部分移除各该轴心体与覆盖在各该轴心体上的该材料层，以形成多个掩模，其中各该掩模包含来自于各该轴心体的一未蚀刻部以及来自于覆盖在各该轴心体上的该材料层的一侧壁部；以及通过该些掩模，图案化该目标层，以形成多个图案。2.依据权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，该些图案之间具有多个间隔而彼此分隔，且各该间隔的尺寸小于各该轴心体的尺寸。3.依据权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，该未蚀刻部与该侧壁部直接接触。4.依据权利要求2所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，在该蚀刻制作工艺后，各该轴心体被蚀刻为两个未蚀刻部，且覆盖在各该轴心体上的该材料层被蚀刻为两个侧壁部。5.依据权利要求4所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，该些间隔包含第一间隔与第二间隔，该第一间隔形成在任两相邻未蚀刻部之间，该第二间隔形成在任两相邻侧壁部之间。6.依据权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，各该轴心体的顶部具有第一尺寸，各该轴心体的底部具有第二尺寸，该第二尺寸大于该第一尺寸。7.依据权利要求6所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，该些图案之间具有多个间隔而彼此分隔，各该间隔的尺寸约等于该第一尺寸。8.依据权利要求6所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，各该图案的尺寸大于各该轴心体的该第一尺寸。9....

【专利技术属性】
技术研发人员：林刚毅，张峰溢，林盈志，李甫哲，
申请(专利权)人：联华电子股份有限公司，福建省晋华集成电路有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71