半导体结构及其形成方法技术

一种半导体结构及其形成方法，其中形成方法包括：提供基底，所述基底表面具有待刻蚀材料层；在所述待刻蚀材料层上形成第一牺牲材料层和位于所述第一牺牲材料层上的第二牺牲材料层，且所述第二牺牲材料层的材料的吸光率小于所述第一牺牲材料层的材料的吸光率；在所述第二牺牲材料层上形成图形化的光刻胶层；以所述图形化的光刻胶层为掩膜，刻蚀所述第二牺牲材料层和第一牺牲材料层，直至暴露出待刻蚀材料层表面，形成第一牺牲层和位于第一牺牲层上的第二牺牲层。所述方法形成的半导体结构性能较好。

【技术实现步骤摘要】
半导体结构及其形成方法
本专利技术涉及半导体制造
，尤其涉及一种半导体结构及其形成方法。
技术介绍
在半导体器件制造的工艺中，通常利用光刻工艺将掩膜版上的图形转移到衬底上。光刻过程包括：提供衬底；在衬底上形成光刻胶；对所述光刻胶进行曝光和显影，形成图案化的光刻胶，使得掩膜版上的图案转移到光刻胶中；以图案化的光刻胶为掩膜对衬底进行刻蚀，使得光刻胶上的图案转印到衬底中；去除光刻胶。随着半导体器件尺寸的不断缩小，光刻关键尺寸逐渐接近甚至超出了光刻的物理极限，由此给光刻技术提出了更加严峻的挑战。双重构图技术的基本思想是通过两次构图形成最终的目标图案，以克服单次构图不能突破的光刻极限。然而，现有的半导体结构的性能较差。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是提供一种半导体器件及其形成方法，以提高半导体器件的性能。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种半导体结构的形成方法，包括：提供基底，所述基底表面具有待刻蚀材料层；在所述待刻蚀材料层上形成第一牺牲材料层和位于所述第一牺牲材料层上的第二牺牲材料层，且所述第二牺牲材料层的材料的吸光率小于所述第一牺牲材料层的材料的吸光率；在所述第二牺牲材料层上形成图形化的光刻胶层；以所述图形化的光刻胶层为掩膜，刻蚀所述第二牺牲材料层和第一牺牲材料层，直至暴露出待刻蚀材料层表面，形成第一牺牲层和位于第一牺牲层上的第二牺牲层。可选的，所述待刻蚀材料层的材料包括：介质材料、金属材料或者硬掩膜材料。可选的，所述第一牺牲材料层的厚度为：500埃～1000埃。可选的，所述第二牺牲材料层的厚度为：500埃～1000埃。可选的，所述第一牺牲层的材料包括：无定形硅或者无定形碳。可选的，所述第二牺牲层的材料包括：氧化硅、氮化硅、氮碳化硅、氮硼化硅、氮碳氧化硅或氮氧化硅。可选的，还包括：在形成第一牺牲材料层之前，在所述待刻蚀材料层上形成缓冲材料层。可选的，所述缓冲材料层的材料为硬掩膜材料。可选的，所述图形化的光刻胶层的形成方法包括：在所述第二牺牲材料层表面形成光刻胶材料层；对所述光刻胶材料层进行曝光显影，形成图形化的光刻胶层，所述图形化的光刻胶层覆盖第二牺牲层的表面。可选的，还包括：形成所述第一牺牲层和第二牺牲层之后，在所述第一牺牲层和第二牺牲层侧壁表面形成掩膜侧墙；形成所述掩膜侧墙之后，采用第一刻蚀工艺去除第二牺牲层，直至暴露出第一牺牲层表面；采用第二刻蚀工艺去除第一牺牲层，直至暴露出待刻蚀材料层表面；以所述掩膜侧墙为掩膜，刻蚀所述待刻蚀材料层。可选的，所述掩膜侧墙的形成方法包括：在所述待刻蚀材料层上形成第一掩膜材料层，且所述第一掩膜材料层覆盖第二牺牲层的顶部表面和侧壁表面；回刻蚀所述第一掩膜材料层，直至暴露出第二牺牲层的顶部表面和待刻蚀材料层的顶部表面，形成掩膜侧墙。可选的，所述掩膜侧墙的材料和第一牺牲层、以及第二牺牲层的材料不同；所述掩膜侧墙的材料包括：氧化硅、氮化硅、氮碳化硅、氮硼化硅、氮碳氧化硅或氮氧化硅。可选的，所述第一刻蚀工艺包括干法刻蚀工艺和湿法刻蚀工艺中的一种或者两种组合；所述第一刻蚀工艺对掩膜侧墙的刻蚀速率小于所述第一刻蚀工艺对第二牺牲层的刻蚀速率。可选的，所述第二刻蚀工艺包括干法刻蚀工艺和湿法刻蚀工艺中的一种或者两种；所述第二刻蚀工艺对掩膜侧墙的刻蚀速率小于所述第二刻蚀工艺对第一牺牲层的刻蚀速率。可选的，还包括：形成所述掩膜侧墙之后，去除第一牺牲层和第二牺牲层之前，在所述待刻蚀材料层表面形成掩膜层，所述掩膜层覆盖掩膜侧墙的侧壁表面。可选的，还包括：去除第一牺牲层和第二牺牲层之后，刻蚀待刻蚀材料层之前，去除所述掩膜层，直至暴露出待刻蚀材料层表面；去除所述第一牺牲层、第二牺牲层以及掩膜层之后，以所述掩膜侧墙为掩膜，刻蚀所述待刻蚀材料层。可选的，所述掩膜层的形成方法包括：在所述待刻蚀材料层表面形成第二掩膜材料层，且所述第二掩膜材料层覆盖第二牺牲层顶部表面、以及掩膜侧墙的顶部表面和侧壁表面；回刻蚀所述第二掩膜材料层，暴露出第二牺牲层顶部表面，形成掩膜层。可选的，所述掩膜层的材料包括：含碳聚合物；所述掩膜层的厚度为：200埃～1000埃。可选的，形成所述第二掩膜材料层的工艺包括：旋涂工艺。相应的，本专利技术还提供采用上述任一项方法形成的半导体结构。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下有益效果：本专利技术技术方案提供的半导体结构的形成方法中，通过在第一牺牲材料层上形成第二牺牲材料层，且所述第二牺牲材料层的材料的吸光率小于所述第一牺牲材料层的材料的吸光率，因此所述第二牺牲材料层能够减小对光的吸收程度，从而提高图形化的精确度，有利于提高形成的半导体结构的性能。进一步，通过对光刻胶材料层曝光显影形成图形化的光刻胶层，由于所述第二牺牲材料层的材料的吸光率小于第一牺牲材料层的材料，所述第二牺牲材料层对光的吸收程度降低，因此能够减小对光刻胶层的形成造成影响，使得形成的光刻胶层的精确度提高，有利于提高形成的半导体结构的性能。进一步，形成掩膜侧墙之后，去除第一牺牲层和第二牺牲层之前，所述半导体结构的形成方法还包括：在所述待刻蚀材料层表面形成掩膜层，所述掩膜层覆盖掩膜侧墙的侧壁表面。由于掩膜层覆盖待刻蚀材料层表面，刻蚀去除第二牺牲层时，所述掩膜层能够避免第一刻蚀工艺对待刻蚀材料层表面造成的刻蚀损伤；去除所述第二牺牲层之后，刻蚀去除第一牺牲层时，所述掩膜层能够避免第二刻蚀工艺对待刻蚀材料层表面造成的刻蚀损伤，有利于提高图形传递的稳定性，进而提高形成的半导体结构的性能。附图说明图1至图3是一种半导体结构的形成方法各步骤的结构示意图；图4至图14本专利技术一实施例的半导体结构的形成方法各步骤的结构示意图。具体实施方式正如
技术介绍
所述，现有方法形成的半导体结构的性能较差。图1至图3是一种半导体结构形成方法各步骤的结构示意图。请参考图1，提供基底100，所述基底100表面具有鳍部110和待刻蚀材料层120，所述待刻蚀材料层120覆盖鳍部110的顶部表面和侧壁表面，所述待刻蚀材料层120表面具有缓冲材料层121；在所述缓冲材料层121上形成牺牲材料层130；在所述牺牲材料层130上形成光刻胶材料层140；请参考图2，对所述光刻胶材料层140进行曝光显影，形成光刻胶层141，所述光刻胶层141暴露出部分牺牲材料层130表面；请参考图3，以所述光刻胶层141为掩膜，刻蚀所述牺牲材料层130，直至暴露出待刻蚀材料层120表面的缓冲材料层121，形成牺牲层131。上述方法中，由于无定形硅或无定形碳材料容易形成，容易刻蚀，容易去除，通常采用无定形硅或无定形碳材料形成牺牲材料层130，利于后续图形传递，但是，无定形硅或无定形碳材料的吸光率较大，容易对后续图形化形成光刻胶层的过程造成影响。同时，当所述牺牲材料层130的厚度较厚，能够形成厚度较厚的牺牲层131，有利于后续在牺牲层本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体结构的形成方法，其特征在于，包括：/n提供基底，所述基底表面具有待刻蚀材料层；/n在所述待刻蚀材料层上形成第一牺牲材料层和位于所述第一牺牲材料层上的第二牺牲材料层，且所述第二牺牲材料层的材料的吸光率小于所述第一牺牲材料层的材料的吸光率；/n在所述第二牺牲材料层上形成图形化的光刻胶层；/n以所述图形化的光刻胶层为掩膜，刻蚀所述第二牺牲材料层和第一牺牲材料层，直至暴露出待刻蚀材料层表面，形成第一牺牲层和位于第一牺牲层上的第二牺牲层。/n

【技术特征摘要】
1.一种半导体结构的形成方法，其特征在于，包括：
提供基底，所述基底表面具有待刻蚀材料层；
在所述待刻蚀材料层上形成第一牺牲材料层和位于所述第一牺牲材料层上的第二牺牲材料层，且所述第二牺牲材料层的材料的吸光率小于所述第一牺牲材料层的材料的吸光率；
在所述第二牺牲材料层上形成图形化的光刻胶层；
以所述图形化的光刻胶层为掩膜，刻蚀所述第二牺牲材料层和第一牺牲材料层，直至暴露出待刻蚀材料层表面，形成第一牺牲层和位于第一牺牲层上的第二牺牲层。


2.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述待刻蚀材料层的材料包括：介质材料、金属材料或者硬掩膜材料。


3.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第一牺牲材料层的厚度为：500埃～1000埃。


4.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第二牺牲材料层的厚度为：500埃～1000埃。


5.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第一牺牲层的材料包括：无定形硅或者无定形碳。


6.如权利要求5所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第二牺牲层的材料包括：氧化硅、氮化硅、氮碳化硅、氮硼化硅、氮碳氧化硅或氮氧化硅。


7.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，还包括：在形成第一牺牲材料层之前，在所述待刻蚀材料层上形成缓冲材料层。


8.如权利要求7所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述缓冲材料层的材料为硬掩膜材料。


9.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述图形化的光刻胶层的形成方法包括：在所述第二牺牲材料层表面形成光刻胶材料层；对所述光刻胶材料层进行曝光显影，形成图形化的光刻胶层，所述图形化的光刻胶层覆盖第二牺牲层的表面。


10.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，还包括：形成所述第一牺牲层和第二牺牲层之后，在所述第一牺牲层和第二牺牲层侧壁表面形成掩膜侧墙；形成所述掩膜侧墙之后，采用第一刻蚀工艺去除第二牺牲层，直至暴露出第一牺牲层表面；采用第二刻蚀工艺去除第一牺牲层，直至暴露出待刻蚀材料层表面；以所述掩膜侧墙为掩膜，刻蚀所述待刻蚀材料层。


11.如权利要求10所述的半导体...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩秋华，贺金鹏，王彦，
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