半导体结构的形成方法技术

一种半导体结构的形成方法，包括：提供待刻蚀层；在待刻蚀层上形成若干核芯层，相邻所述核芯层之间具有第一开口和第二开口，所述第一开口的宽度小于所述第二开口的宽度；在待刻蚀层上和若干所述核芯层上形成第一牺牲材料层；在所述第一开口内的所述第一牺牲材料层上形成第二牺牲层，在第一开口内形成牺牲结构；形成牺牲结构之后，去除所述核芯层；去除核芯层之后，在牺牲结构侧壁形成侧墙，形成侧墙之后，去除所述牺牲结构。所述方法简化了工艺流程，节省了生产成本。节省了生产成本。节省了生产成本。

【技术实现步骤摘要】
半导体结构的形成方法


[0001]本专利技术涉及半导体制造领域，尤其涉及一种半导体结构的形成方法。

技术介绍

[0002]随着集成电路设计的最小线宽和间距的不断缩小，用于光刻工艺的193nm深紫外浸水光刻机的光学分辨率已经到了极限(其最小空间半周期约为38nm)，在不能降低波长的情况下，为了继续减小空间半周期、提高集成电路图案密度，基于芯模(mandrel)和侧墙(spacer)工艺的自对准多重图案成形(self-aligned multiple patterning，简称SAMP)技术应运而生，包括自对准双重图案成形(self-aligned double patterning，简称SADP)、自对准三重图案成形(self-aligned triple patterning，简称SATP)、自对准四重图案成形(self-aligned quadruple patterning，简称SAQP)、自对准六重图案成形(self-aligned sextuple patterning，简称SASP)等等。
[0003]然而，现有的自对准多重图案技术形成图案的工艺过程较为复杂，需要形成多层堆叠膜层结构以将图案层层传递，制程较为冗长。
[0004]因此，需要对自对准多重图案技术进行改进。

技术实现思路

[0005]本专利技术解决的技术问题是提供一种半导体结构的形成方法，以改进自对准多重图案技术。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术技术方案提供一种半导体结构的形成方法，包括：提供待刻蚀层；在待刻蚀层上形成若干核芯层，相邻所述核芯层之间具有第一开口和第二开口，所述第一开口的宽度小于所述第二开口的宽度；在待刻蚀层上和若干所述核芯层上形成第一牺牲材料层；在所述第一开口内的所述第一牺牲材料层上形成第二牺牲层，在第一开口内形成牺牲结构；形成牺牲结构之后，去除所述核芯层；去除核芯层之后，在牺牲结构侧壁形成侧墙；形成侧墙之后，去除所述牺牲结构。
[0007]可选的，所述第二牺牲层的形成方法包括：在第一牺牲材料层表面形成第二牺牲材料层，所述第二牺牲材料层填充满所述第一开口；回刻蚀所述第二牺牲材料层，直至暴露出所述第一牺牲材料层表面，在所述第一开口内和第二开口侧壁表面形成初始第二牺牲层；去除所述第二开口侧壁表面的初始第二牺牲层，在第一开口内形成第二牺牲层。
[0008]可选的，所述第二牺牲材料层的材料与所述第一牺牲材料层的材料不同。
[0009]可选的，所述第二牺牲材料层的材料包括无机材料，所述无机材料包括氧化硅。
[0010]可选的，形成第二牺牲层之后，去除所述核芯层之前，还包括：在第一开口内壁表面形成第一牺牲层；所述牺牲结构包括第一牺牲层和位于第一牺牲层表面的第二牺牲层。
[0011]可选的，所述第一牺牲层的形成方法包括：形成第二牺牲层之后，回刻蚀所述第一牺牲材料层，直至暴露出所述待刻蚀层表面，在所述核芯层侧壁形成所述第一牺牲层。
[0012]可选的，所述第一牺牲材料层的材料与所述侧墙的材料不同。
[0013]可选的，所述第一牺牲材料层的材料包括含金属的材料，所述含金属的材料包括氧化钛和氧化铝中的一种或多种的组合；所述侧墙的材料包括无定型材料，所述无定型材料包括无定形硅。
[0014]所述侧墙的材料包括含金属的材料，所述含金属的材料包括氧化钛和氧化铝中的一种或多种的组合；所述第一牺牲材料层的材料包括无定型材料，所述无定型材料包括无定形硅。
[0015]可选的，所述第一牺牲层的形成方法包括：形成第二牺牲层之后，回刻蚀所述第一牺牲材料层，直至暴露出所述待刻蚀层表面，在所述核芯层侧壁形成初始第一牺牲层；去除核芯层之后，对所述初始第一牺牲层进行改性处理，形成所述第一牺牲层。
[0016]可选的，对所述初始第一牺牲层进行改性处理的工艺包括离子注入工艺，所述注入离子包括：碳离子、氮离子、硼离子或氟离子。
[0017]可选的，所述第一牺牲材料层的材料与所述侧墙的材料相同。
[0018]可选的，所述第一牺牲材料层的材料包括无定型材料，所述无定型材料包括无定型硅；所述侧墙的材料包括无定型材料，所述无定型材料包括无定型硅。
[0019]可选的，所述第一牺牲层的材料与所述核芯层的材料不同；所述第二牺牲层的材料与所述核芯层的材料不同。
[0020]可选的，所述核芯层的材料包括无机材料，所述无机材料包括氮化硅。
[0021]可选的，还包括：在所述第二开口侧壁形成第一牺牲层。
[0022]可选的，去除所述核芯层之后，还包括：在所述第二开口内的第一牺牲层侧壁形成侧墙；形成侧墙之后，去除所述第二开口内的第一牺牲层。
[0023]可选的，所述待刻蚀层包括基底和位于基底上的过渡结构。
[0024]可选的，所述过渡结构的材料与所述第一牺牲材料层的材料不同；所述过渡结构的材料与所述侧墙的材料不同。
[0025]可选的，所述过渡结构的材料包括无机材料，所述无机材料包括氧化硅。
[0026]可选的，所述第一牺牲材料层位于所述核芯层的顶部表面和侧壁表面。
[0027]可选的，去除所述牺牲结构之后，还包括：以所述侧墙为掩膜，刻蚀所述待刻蚀层。
[0028]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：
[0029]本专利技术技术方案中的半导体结构的形成方法，通过在待刻蚀层上形成若干核芯层，相邻所述核芯层之间具有第一开口和第二开口，在第一开口内形成牺牲结构，再在牺牲结构侧壁形成侧墙，所述侧墙能够作为半导体结构的图形进行传递，从而不需要额外形成其它掩膜结构或核芯结构，从而简化了工艺流程，节省了生产成本，有利于提升生产效率。
附图说明
[0030]图1至图12是本专利技术实施例中半导体结构形成过程的剖面结构示意图。
具体实施方式
[0031]如
技术介绍
所述，现有的自对准多重图案技术形成图案的工艺过程较为复杂，需要对自对准多重图案技术进行改进。
[0032]具体地，自对准多重图形化方法通过在预先形成的光刻图形作为核芯层，在核芯
层两侧形成侧墙，然后刻蚀去除之前形成的光刻图形，并将侧墙图形转印到下层材料，从而得到特征尺寸更小的图形，然后再在下层材料形成的图形为核芯层重复上述步骤，每一次获得的图形密度是之前核芯层图形密度的两倍。这就需要形成多层核芯层的材料层，以及多层将侧墙图形转印到下层材料的过渡结构，膜层的堆叠较为复杂。
[0033]然而，堆叠的膜层较厚，一方面，随着尺寸越来越小，对图形的形貌和尺寸精准度较高，图形在层层传递的过程中，图形的尺寸精准度和形貌会发生一定的漂移，从而无法满足要求；另一方面，需要形成多层膜层堆叠，在层层刻蚀，需要的生产成本较大。
[0034]为了解决上述问题，本专利技术技术方案提供一种半导体结构的形成方法，通过在待刻蚀层上形成若干核芯层，相邻所述核芯层之间具有第一开口和第二开口，在第一开口内形成牺牲结构，再在牺牲结构侧壁形成侧墙，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：提供待刻蚀层；在待刻蚀层上形成若干核芯层，相邻所述核芯层之间具有第一开口和第二开口，所述第一开口的宽度小于所述第二开口的宽度；在待刻蚀层上和若干所述核芯层上形成第一牺牲材料层；在所述第一开口内的所述第一牺牲材料层上形成第二牺牲层，在第一开口内形成牺牲结构；形成牺牲结构之后，去除所述核芯层；去除核芯层之后，在牺牲结构侧壁形成侧墙；形成侧墙之后，去除所述牺牲结构。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，所述第二牺牲层的形成方法包括：在第一牺牲材料层表面形成第二牺牲材料层，所述第二牺牲材料层填充满所述第一开口；回刻蚀所述第二牺牲材料层，直至暴露出所述第一牺牲材料层表面，在所述第一开口内和第二开口侧壁表面形成初始第二牺牲层；去除所述第二开口侧壁表面的初始第二牺牲层，在第一开口内形成第二牺牲层。3.如权利要求2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材料与所述第一牺牲材料层的材料不同。4.如权利要求3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材料包括无机材料，所述无机材料包括氧化硅。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，形成第二牺牲层之后，去除所述核芯层之前，还包括：在第一开口内壁表面形成第一牺牲层；所述牺牲结构包括第一牺牲层和位于第一牺牲层表面的第二牺牲层。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，所述第一牺牲层的形成方法包括：形成第二牺牲层之后，回刻蚀所述第一牺牲材料层，直至暴露出所述待刻蚀层表面，在所述核芯层侧壁形成所述第一牺牲层。7.如权利要求6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材料与所述侧墙的材料不同。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，所述第一牺牲材料层的材料包括含金属的材料，所述含金属的材料包括氧化钛和氧化铝中的一种或多种的组合；所述侧墙的材料包括无定型材料，所述无定型材料包括无定形硅。9.如权利要求7所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述侧墙的材料包括含金属的材料，所述含金属的材料包括氧化钛和氧化铝中的一种或多种的组合；所述第一牺牲材料层的材料包括无定型材料，所述无定型材料包括无...

【专利技术属性】
技术研发人员：张海洋，唐龙娟，杨晨曦，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造北京有限公司，
类型：发明
国别省市：