图案化方法和半导体结构的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种图案化方法和半导体结构的制备方法。该图案化方法包括：提供基底；于基底表面形成第一图形化掩膜层，第一图形化掩膜层包括多个沿第一方向延伸的第一掩膜结构，第一掩膜结构间隔排布；于第一图形化掩膜层上形成第一介质层，第一介质层填满第一掩膜结构之间的间隔区域且覆盖第一图形化掩膜层的上表面，刻蚀第一介质层，形成多个沿第二方向延伸的第二掩膜结构，第二掩膜结构间隔排布；第二方向与第一方向相交；选择性刻蚀第一掩膜结构和第二掩膜结构，以于基底表面形成网状掩膜层。上述图案化方法，可以对掩膜图案中的网孔密度实现加倍，降低工艺过程中的精度要求，步骤更加简化，工艺成本更低。工艺成本更低。工艺成本更低。

【技术实现步骤摘要】
图案化方法和半导体结构的制备方法


[0001]本专利技术涉及半导体
，特别是涉及一种图案化方法和半导体结构的制备方法。

技术介绍

[0002]特征尺寸缩小一直是DRAM技术发展的趋势，当特征尺寸缩小到光刻机的极限之后，必须使用辅助的技术对图案密度进行增加，例如自对准双图案工艺(SADP,self
‑
aligned double patterning)、双重图形工艺(LELE，Lithography
‑
Etch
‑
Lithography
‑
Etch)和自对准四重图案技术(SAQP,self
‑
aligned quadruple patterning)。然而，LELE需要执行两次光刻工艺，两次光刻需要高精度的对准，因此，LELE对精确度要求极高，且无法持续进行密度倍增。而传统的SADP在制作精细图案的过程中，需要进行多次的刻蚀才能形成图案化的掩模结构，整体工艺较为繁杂。

技术实现思路

[0003]基于此，有必要针对上述问题，提供一种图案化方法和半导体结构的制备方法。
[0004]本申请公开了一种图案化方法，包括：提供基底；于基底表面形成第一图形化掩膜层，第一图形化掩膜层包括多个沿第一方向延伸的第一掩膜结构，第一掩膜结构间隔排布；于第一图形化掩膜层上形成第一介质层，第一介质层填满第一掩膜结构之间的间隔区域且覆盖第一图形化掩膜层的上表面，刻蚀第一介质层，形成多个沿第二方向延伸的第二掩膜结构，第二掩膜结构间隔排布；第二方向与第一方向相交；选择性刻蚀第一掩膜结构和第二掩膜结构，以于基底表面形成网状掩膜层。
[0005]在上述图案化方法中，使用交叉的两个线型光罩，结合刻蚀工艺和沉积工艺，在基底表面形成网状掩膜层，可以对掩膜图案中的网孔密度实现加倍。相比于传统的LELE工艺，降低了工艺过程中的精度要求，工艺难度更低；相比于传统的SADP和SAQP工艺，步骤更加简化；并且可以在不同的技术节点与SADP和SAQP工艺择优使用，降低工艺成本。
[0006]在一些实施例中，于基底表面形成第一图形化掩膜层，包括：于基底表面形成第一掩膜层；提供第一光罩，第一光罩包括多个沿第一方向延伸的第一直线光罩，第一直线光罩间隔排布；采用自对准工艺将第一光罩与第一掩膜层对准，去除第一光罩遮挡区域外的第一掩膜层，形成包括第一掩膜结构的第一图形化掩膜层。
[0007]在一些实施例中，刻蚀第一介质层，形成多个沿第二方向延伸的第二掩膜结构，包括：提供第二光罩，第二光罩包括多个沿第二方向延伸的第二直线光罩，第二直线光罩间隔排布；采用自对准工艺将第二光罩与第一介质层对准，去除第二光罩遮挡区域外的第一介质层，形成第二掩膜结构，第二掩膜结构之间的间隔区域暴露出第一图形化掩膜层和基底。
[0008]在上述图案化方法中，采用自对准工艺实现光罩与掩膜层的对准，操作难度低，成本低，易于量产。
[0009]在一些实施例中，采用自对准双重图形工艺或自对准四重图案化工艺对第一掩膜
结构和第二掩膜结构的密度进行加倍。
[0010]上述图案化方法，可以灵活地与自对准双重图形工艺或自对准四重图案化工艺相结合，能够进一步提高掩膜图案中的网孔密度，与传统工艺具有良好的兼容性。
[0011]在一些实施例中，选择性刻蚀第一掩膜结构和第二掩膜结构，以于基底表面形成网状掩膜层，包括：形成第二介质层，第二介质层填满第二掩膜结构之间的间隔区域且覆盖第二掩膜结构的上表面；刻蚀第二介质层，直至暴露出第二掩膜结构的上表面；选择性刻蚀第二掩膜结构，直至暴露出第一掩膜结构的上表面；选择性刻蚀暴露出的第一掩膜结构，直至暴露出基底的表面；去除剩余的第二介质层，形成网状掩膜层。
[0012]在一些实施例中，第一掩膜结构之间的间隔宽度与第一掩膜结构的宽度相等；第二掩膜结构之间的间隔宽度与第二掩膜结构的宽度相等。
[0013]在上述图案化方法中，通过控制掩膜结构的宽度以及掩膜结构之间的间隔宽度，可以灵活调节所需网孔的大小。
[0014]在一些实施例中，第一图形化掩膜层包括氮化硅层，第一介质层包括碳层，第二介质层包括氧化硅层。
[0015]本申请还公开了一种半导体结构的制备方法，包括：于基底上形成图案转移层；采用上述任一实施例中的图案化方法，于图案转移层的上表面形成网状掩膜层，网状掩膜层暴露出图案转移层；基于网状掩膜层刻蚀图案转移层；去除网状掩膜层。
[0016]在上述半导体结构的制备方法中，采用前述实施例中的图案化方法，于图案转移层表面形成网状掩膜层，并基于该网状掩膜层刻蚀图案转移层，在图案转移层中形成具有网孔的网状掩膜结构，用步骤更加简单、成本更低的方式实现了网孔密度的加倍。
[0017]在一些实施例中，形成图案转移层之前还包括：于基底表面形成具有线形结构的图形化硬掩膜层，线形结构之间具有沟槽；形成硬掩膜层，硬掩膜层填满沟槽，且覆盖图形化硬掩膜层的上表面。
[0018]在一些实施例中，形成图案转移层之前还包括：于基底上方形成金属层；于金属层的上表面形成硬掩膜层。
[0019]在一些实施例中，半导体结构包括DRAM结构，第一方向与DRAM结构中的位线方向平行，第二方向与DRAM结构中的字线方向平行。
[0020]在一些实施例中，去除网状掩膜层之后，还包括：缩小图案转移层中的网孔尺寸；基于图案转移层刻蚀硬掩膜层和图形化硬掩膜层，以切断图形化硬掩膜层中的线形结构；去除剩余的硬掩膜层，基于刻蚀后的图形化硬掩膜层刻蚀基底，以于基底中形成呈阵列排布的有源区。
[0021]上述半导体结构的制备方法，基于前述实施例中的图案化方法形成具有网孔密度加倍的网状掩膜结构，并通过沉积工艺缩小网孔尺寸，可以实现对线性结构的精准切断，得到所需要的有源区阵列。
[0022]在一些实施例中，缩小图案转移层中的网孔尺寸，包括采用沉积工艺方法。
[0023]在一些实施例中，去除网状掩膜层之后，还包括：刻蚀图案转移层，形成阵列排布的柱状结构；基于柱状结构刻蚀硬掩膜层和金属层，并去除残余的硬掩膜层，以形成金属焊盘。
[0024]上述半导体结构的制备方法，通过形成具有网孔密度加倍的网状掩膜结构，对网
状掩膜结构进行刻蚀以形成阵列排布的柱状结构；基于柱状结构刻蚀金属层，可以得到阵列排布的金属焊盘。
[0025]在一些实施例中，对网状掩膜结构进行刻蚀以形成阵列排布的柱状结构，包括湿法刻蚀工艺。
附图说明
[0026]图1为本申请一实施例中图案化方法的流程框图。
[0027]图2为本申请一实施例中于基底表面形成第一掩膜层后得到的半导体结构的截面结构示意图。
[0028]图3a为本申请一实施例中于第一掩膜层上方设置第一光罩后的俯视图；图3b为沿图3a中AA
’
方向截取得到的截面结构示意图。
[0029]图4a为本申请一实施例中形成第一掩膜结构后的俯视图；图4本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种图案化方法，其特征在于，包括：提供基底；于所述基底表面形成第一图形化掩膜层，所述第一图形化掩膜层包括多个沿第一方向延伸的第一掩膜结构，所述第一掩膜结构间隔排布；于所述第一图形化掩膜层上形成第一介质层，所述第一介质层填满所述第一掩膜结构之间的间隔区域且覆盖所述第一图形化掩膜层的上表面，刻蚀所述第一介质层，形成多个沿第二方向延伸的第二掩膜结构，所述第二掩膜结构间隔排布；所述第二方向与所述第一方向相交；选择性刻蚀所述第一掩膜结构和所述第二掩膜结构，以于所述基底表面形成网状掩膜层。2.根据权利要求1所述的图案化方法，其特征在于，所述于所述基底表面形成第一图形化掩膜层，包括：于所述基底表面形成第一掩膜层；提供第一光罩，所述第一光罩包括多个沿所述第一方向延伸的第一直线光罩，所述第一直线光罩间隔排布；采用自对准工艺将所述第一光罩与所述第一掩膜层对准，去除所述第一光罩遮挡区域外的所述第一掩膜层，形成包括所述第一掩膜结构的所述第一图形化掩膜层。3.根据权利要求1所述的图案化方法，其特征在于，所述刻蚀所述第一介质层，形成多个沿第二方向延伸的第二掩膜结构，包括：提供第二光罩，所述第二光罩包括多个沿所述第二方向延伸的第二直线光罩，所述第二直线光罩间隔排布；采用自对准工艺将所述第二光罩与所述第一介质层对准，去除所述第二光罩遮挡区域外的所述第一介质层，形成所述第二掩膜结构，所述第二掩膜结构之间的间隔区域暴露出所述第一图形化掩膜层和所述基底。4.根据权利要求2或3所述的图案化方法，其特征在于，采用自对准双重图形工艺或自对准四重图案化工艺对所述第一掩膜结构和/或所述第二掩膜结构的密度进行加倍。5.根据权利要求3所述的图案化方法，其特征在于，所述选择性刻蚀所述第一掩膜结构和所述第二掩膜结构，以于所述基底表面形成网状掩膜层，包括：形成第二介质层，所述第二介质层填满所述第二掩膜结构之间的间隔区域且覆盖所述第二掩膜结构的上表面；刻蚀所述第二介质层，直至暴露出所述第二掩膜结构的上表面；选择性刻蚀所述第二掩膜结构，直至暴露出所述第一掩膜结构的上表面；选择性刻蚀暴露出的所述第一掩膜结构，直至暴露出所述基底的表面；去除剩余所述第二介质层，形成所述网状掩膜层。6.根据权利要求5所述的图案化方法，其特征在于，所述第一图形化...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄娟娟，白杰，
申请(专利权)人：长鑫存储技术有限公司，
类型：发明
国别省市：