一种刻蚀图形的形成方法及半导体器件技术

本发明专利技术公开了一种刻蚀图形的形成方法，包括提供待刻蚀层，在待刻蚀层上形成第一刻蚀图形和介质层图形，第一刻蚀图形位于介质层图形与待刻蚀层之间，且第一刻蚀图形在待刻蚀层上的投影位于介质层图形在待刻蚀层上的投影区域内；在第一刻蚀图形的两侧分别形成第二刻蚀图形，第二刻蚀图形靠近第一刻蚀图形的侧壁与介质层图形的侧壁平齐。相比于现有技术中自对准三重图形形成时，先沉积薄膜层再刻蚀薄膜层和介质层的方式，本方法的刻蚀工艺更简单，且形成的自对准三重图形更均匀。本发明专利技术还公开了一种由该方法形成的性能更好的半导体器件。

【技术实现步骤摘要】
一种刻蚀图形的形成方法及半导体器件
本专利技术涉及半导体
，特别涉及一种刻蚀图形的形成方法及半导体器件。
技术介绍
为了顺应摩根定律的发展，半导体器件的尺寸正在不断地缩小。相应地，半导体制造过程中的各种工艺也在不断改善。但是制造工艺的改善仍然无法满足半导体器件对于高精度、高速度、高质量的需求。例如，由于受到了现有的光刻工艺精度的限制，现有的光刻工艺形成的掩膜图案难以满足半导体器件尺寸持续缩小的需求，由此，半导体技术的发展受到了限制。为了在现有的光刻工艺的基础上，进一步缩小半导体器件的尺寸，现有技术提出双重图形化工艺。其中，代表性的工艺有自对准双重图形化(Self-AlignedDoublePatterning，SADP)工艺。即现在衬底上沉积牺牲材料层，然后进行光刻和刻蚀，把掩膜的图形转移到牺牲材料层上。接着在刻蚀后的牺牲材料层的表面和侧壁上沉积薄膜层，再刻蚀薄膜层，并去除牺牲材料层。这种双重图形化工艺的步骤简单，但是掩膜的尺寸会收到工艺的限制，形成自对准双重图形的掩膜应用范围较小，无法适应更复杂的技术需求。为解决上述问题，现有技术提出了一种新的工艺，自对准四重图案成形技术(self-alignedquadruplepatterning,SAQP)。即通过在SADP工艺后形成的图案上沉积薄膜层，再对薄膜层进行刻蚀，从而形成四重图形。SAQP工艺虽然克服了SADP工艺掩膜应用范围小的问题，但是由于在SADP的基础上再进行一次自对准，工艺流程较为复杂，因此SAQP工艺的优品率不高，且该工艺对光刻胶和显影的要求也更高，普通的光刻胶和显影无法达到SAQP工艺的要求。为了提高SAQP工艺的优品率，提出了一种自对准三重图案成形技术(self-alignedtriplepatterning,SATP)。例如，公开号为CN104078330A公开的自对准三重图形的形成方法，先在衬底上形成第一牺牲材料层和第二牺牲材料层，然后刻蚀第二牺牲材料层和第一牺牲材料层形成图案。接着在图案周侧沉积薄膜层，最后，先对第二牺牲材料层进行刻蚀，再对第一牺牲材料层进行刻蚀，以形成自对准三重图形。但是这种方法形成的自对准三重图形，由于在形成图形时，先是对第二牺牲材料层进行刻蚀，再对第一牺牲材料层进行刻蚀，刻蚀过程操作较繁琐。且直接进行刻蚀，容易出现图形宽度大小不一致的情况，导致半导体器件的均匀性不佳，半导体器件的运行速度降低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有技术中，刻蚀图形形成的质量不高的问题。本专利技术提供了一种刻蚀图形的形成方法，可提高刻蚀图形的形成质量。为解决上述技术问题，本专利技术的实施方式公开了一种刻蚀图形的形成方法，包括：提供待刻蚀层，在待刻蚀层上形成第一刻蚀图形和介质层图形，第一刻蚀图形位于介质层图形与待刻蚀层之间，且第一刻蚀图形在待刻蚀层上的投影位于介质层图形在待刻蚀层上的投影区域内；在第一刻蚀图形的两侧分别形成第二刻蚀图形，第二刻蚀图形靠近第一刻蚀图形的侧壁与介质层图形的侧壁平齐。采用上述技术方案，相比于现有技术中SADP工艺只能形成自对准双重图形，本实施例提供的刻蚀图形的形成方法能够适用于尺寸更小的半导体器件。相比于现有技术中SAQP工艺需要进行两次自对准以形成图案，本实施例提供的刻蚀图形的形成方法只需一次自对准就能够形成图案，简化了工艺流程，提高了优品率。进一步地，相比于现有的SATP工艺中，先沉积薄膜层再刻蚀第一介质层和第二介质层的方法，本实施例采取先刻蚀第一介质层和第二介质层，然后沉积薄膜层，最后再刻蚀薄膜层的方式，使得刻蚀得到的第一刻蚀图形和第二刻蚀图形的均匀性更好，半导体器件的运行速度加快，性能也更好。根据本专利技术的另一具体实施方式，本专利技术的实施方式公开的一种刻蚀图形的形成方法，在待刻蚀层上形成第一刻蚀图形和介质层图形包括：在待刻蚀层上沿远离待刻蚀层的方向依次沉积形成第一介质层、第二介质层、掩膜层和光刻胶图案；经由光刻胶图案和掩膜层刻蚀第二介质层形成介质层图形，刻蚀第一介质层形成第一刻蚀图形。根据本专利技术的另一具体实施方式，本专利技术的实施方式公开的一种刻蚀图形的形成方法，在待刻蚀层上形成第一刻蚀图形和介质层图形，还包括：在第二介质层远离待刻蚀层的一侧形成牺牲材料层，在牺牲材料层上沉积掩膜层和光刻胶图案；经由光刻胶图案和掩膜层刻蚀牺牲材料层，刻蚀第二介质层形成介质层图形，刻蚀第一介质层形成第一刻蚀图形。根据本专利技术的另一具体实施方式，本专利技术的实施方式公开的一种刻蚀图形的形成方法，在第一刻蚀图形的两侧分别形成第二刻蚀图形包括：在待刻蚀层上，环绕介质层图形和第一刻蚀图形的侧壁沉积薄膜层；移除介质层图形；刻蚀介质层图形在待刻蚀层上的投影区域内的薄膜层至待刻蚀层。根据本专利技术的另一具体实施方式，本专利技术的实施方式公开的一种刻蚀图形的形成方法，刻蚀与介质层图形的侧壁对应的薄膜层。根据本专利技术的另一具体实施方式，本专利技术的实施方式公开的一种刻蚀图形的形成方法，在待刻蚀层上，环绕介质层图形和第一刻蚀图形的侧壁沉积薄膜层的同时还包括：在介质层图形远离待刻蚀层的一侧沉积薄膜层；且在相邻的两个第一刻蚀图形之间的待刻蚀层的表面沉积薄膜层；在去除介质层图形之前还包括：刻蚀在介质层远离待刻蚀层的一侧沉积的薄膜层，及刻蚀在相邻的两个第一刻蚀图形之间的待刻蚀层的表面沉积的薄膜层。根据本专利技术的另一具体实施方式，本专利技术的实施方式公开的一种刻蚀图形的形成方法，第一刻蚀图形在待刻蚀层上的投影位于介质层图形在待刻蚀层上的投影的区域内包括：第一刻蚀图形沿待刻蚀层长度方向上的宽度，小于介质层图形沿待刻蚀层长度方向上的宽度；且第一刻蚀图形在待刻蚀层上的投影位于靠近介质层图形在待刻蚀层上的投影区域的中部位置。根据本专利技术的另一具体实施方式，本专利技术的实施方式公开的一种刻蚀图形的形成方法，第一介质层为硅，第二介质层为锗化硅。根据本专利技术的另一具体实施方式，本专利技术的实施方式公开的一种刻蚀图形的形成方法，牺牲材料层为旋涂碳层。为了解决现有技术中，半导体器件的刻蚀图形质量不高的问题，本专利技术还提供了一种利用上述方法形成的刻蚀图形制备得到的半导体器件，可提高半导体器件的性能。本专利技术的实施方式还公开了一种半导体器件，半导体器件包括待刻蚀层，待刻蚀层上具有用于刻蚀待刻蚀层的刻蚀图形，且刻蚀图形基于上述方法之一的形成方法形成。采用由上述方法形成刻蚀图形的半导体器件，只需进行一次自对准工艺即可形成三重图案，简化了SAQP工艺的操作步骤，提高了形成半导体器件的优品率；进一步地，形成的图案均匀性较好，半导体器件的运行速度加快，性能也更好。附图说明图1是本专利技术实施例提供的刻蚀图形的形成方法流程图；图2至图8是本专利技术实施例提供的形成刻蚀图形的工艺流程示意图。附图标记：1.衬底；11.待刻蚀层；2.第一介质层；21.第一刻蚀图形；3.第二介质层；31.介质层图形；4.牺牲材料层；5.掩膜层；51光刻胶图案；6.薄膜层；61第二刻蚀图形。具体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种刻蚀图形的形成方法，其特征在于，包括：/n提供待刻蚀层，在所述待刻蚀层上形成第一刻蚀图形和介质层图形，所述第一刻蚀图形位于所述介质层图形与所述待刻蚀层之间，且所述第一刻蚀图形在所述待刻蚀层上的投影位于所述介质层图形在所述待刻蚀层上的投影区域内；/n在所述第一刻蚀图形的两侧分别形成第二刻蚀图形，所述第二刻蚀图形靠近所述第一刻蚀图形的侧壁与所述介质层图形的侧壁平齐。/n

【技术特征摘要】
1.一种刻蚀图形的形成方法，其特征在于，包括：
提供待刻蚀层，在所述待刻蚀层上形成第一刻蚀图形和介质层图形，所述第一刻蚀图形位于所述介质层图形与所述待刻蚀层之间，且所述第一刻蚀图形在所述待刻蚀层上的投影位于所述介质层图形在所述待刻蚀层上的投影区域内；
在所述第一刻蚀图形的两侧分别形成第二刻蚀图形，所述第二刻蚀图形靠近所述第一刻蚀图形的侧壁与所述介质层图形的侧壁平齐。


2.根据权利要求1所述的刻蚀图形的形成方法，其特征在于，在所述待刻蚀层上形成第一刻蚀图形和介质层图形，包括：
在所述待刻蚀层上沿远离所述待刻蚀层的方向依次沉积形成第一介质层、第二介质层、掩膜层和光刻胶图案；
经由所述光刻胶图案和所述掩膜层刻蚀所述第二介质层形成所述介质层图形，刻蚀所述第一介质层形成所述第一刻蚀图形。


3.根据权利要求2所述的刻蚀图形的形成方法，其特征在于，在所述待刻蚀层上形成第一刻蚀图形和介质层图形，还包括：
在所述第二介质层远离所述待刻蚀层的一侧形成牺牲材料层，在所述牺牲材料层上沉积所述掩膜层和光刻胶图案；
经由所述光刻胶图案和所述掩膜层刻蚀所述牺牲材料层，刻蚀所述第二介质层形成所述介质层图形，刻蚀所述第一介质层形成所述第一刻蚀图形。


4.根据权利要求1所述的刻蚀图形的形成方法，其特征在于，在所述第一刻蚀图形的两侧分别形成第二刻蚀图形，包括：
在所述待刻蚀层上，环绕所述介质层图形和所述第一刻蚀图形的侧壁沉积薄膜层；
移除所述介质层图形；
刻蚀所述介质层图形在所述待刻蚀层上的投影区域内的所述薄膜层至所述待刻蚀层。
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【专利技术属性】
技术研发人员：金吉松，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，中芯国际集成电路制造北京有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31