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：提供基底，基底上形成有图形传递材料层；在图形传递材料层上形成掩膜层，掩膜层内形成有贯穿掩膜层的开口；在开口的侧壁形成侧墙层；以侧墙层为掩膜，对开口底部的图形传递材料层进行第一离子注入，向图形传递材料层中注入目标离子，形成贯穿图形传递材料层的图形层，其中，目标离子用于提高材料传递层和图形层之间的刻蚀选择比；形成图形层后，去除掩膜层和侧墙层。本发明专利技术通过在开口形成侧墙层，在沿图形层厚度的方向上，易于使图形层各位置处的目标离子浓度均满足工艺需求，同时，改善目标离子在靠近开口底部位置处横向扩散严重的问题，从而有利于提高图形层的侧壁垂直度和线宽精度，进而提高图形传递的精度。图形传递的精度。图形传递的精度。

【技术实现步骤摘要】
半导体结构的形成方法


[0001]本专利技术实施例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]随着半导体集成电路(integrated circuit，IC)产业的快速增长，半导体技术在摩尔定律的驱动下持续地朝更小的工艺节点迈进，使得集成电路朝着体积更小、电路精密度更高、电路复杂度更高的方向发展。
[0003]在集成电路发展过程中，通常功能密度(即每一芯片的内连线结构的数量)逐渐增加的同时，几何尺寸(即利用工艺步骤可以产生的最小元件尺寸)逐渐减小，这相应增加了集成电路制造的难度和复杂度。
[0004]目前，在技术节点不断缩小的情况下，如何提高图形传递的精度成为了一种挑战。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例解决的问题是提供一种半导体结构的形成方法，提高图形传递精度。
[0006]为解决上述问题，本专利技术实施例提供一种半导体结构的形成方法，包括：提供基底，所述基底上形成有图形传递材料层；在所述图形传递材料层上形成掩膜层，所述掩膜层内形成有贯穿所述掩膜层的开口；在所述开口的侧壁形成侧墙层；以所述侧墙层为掩膜，对所述开口底部的图形传递材料层进行第一离子注入，向所述图形传递材料层中注入目标离子，形成贯穿所述图形传递材料层的图形层，其中，所述目标离子用于提高所述材料传递层和所述图形层之间的刻蚀选择比；形成所述图形层后，去除所述掩膜层和所述侧墙层。
[0007]可选的，对所述开口底部的图形传递材料层进行目标离子注入的步骤中，所述目标离子用于提高所述图形层的耐刻蚀度；形成所述图形层后，所述形成方法还包括：去除剩余的所述图形传递材料层。
[0008]可选的，形成所述侧墙层的步骤包括：在所述开口的底部和侧壁形成侧墙材料层，所述侧墙材料层还覆盖所述掩膜层的顶部；将位于所述开口底部和所述掩膜层顶部的所述侧墙材料层去除，保留所述开口侧壁的所述侧墙材料层作为侧墙层。
[0009]可选的，形成所述侧墙层的步骤包括：在所述开口的底部和侧壁形成侧墙材料层，所述侧墙材料层还覆盖所述掩膜层的顶部，其中，位于所述开口侧壁的所述侧墙材料层作为侧墙层。
[0010]可选的，在所述第一离子注入后，去除所述掩膜层和侧墙层之前，所述形成方法还包括：去除位于所述开口底部和掩膜层顶部的所述侧墙材料层，保留所述侧墙层；去除位于所述开口底部和掩膜层顶部的所述侧墙材料层后，以所述侧墙层为掩膜，对所述开口露出的所述图形层进行第二次离子注入，向所述图形层中注入所述目标离子。
[0011]可选的，所述第二次离子注入的注入能量小于所述第一离子注入的注入能量，所述第二次离子注入的注入剂量大于所述第一离子注入的注入剂量。
[0012]可选的，在形成所述图形层后，去除所述掩膜层和侧墙层之前，所述形成方法还包括：在所述开口中形成保护层，用于在去除所述掩膜层的过程中保护所述图形层；所述形成方法还包括：去除所述保护层。
[0013]可选的，所述开口中形成所述保护层的步骤包括：在所述开口中填充保护材料层；对所述保护材料层进行平坦化处理，保留所述开口中的保护材料层作为保护层。
[0014]可选的，所述开口中形成所述保护层之后，采用化学机械磨工艺去除所述掩膜层，且在化学机械磨工艺的过程中，去除所述保护层和侧墙层。
[0015]可选的，形成所述保护层之后，以所述保护层和侧墙层为掩膜，刻蚀去除所述掩膜层；去除剩余的所述图形传递材料层的步骤包括：以所述保护层和侧墙层为掩膜，刻蚀去除剩余的所述图形传递材料层；去除剩余的所述图形传递材料层之后，去除所述保护层和所述侧墙层。
[0016]可选的，所述保护层的材料与所述侧墙层的材料相同。
[0017]可选的，采用原子层沉积工艺或者化学气相沉积工艺，形成所述侧墙材料层。
[0018]可选的，所述侧墙层的材料包括SiCN、SiN和SiC中的一种或多种。
[0019]可选的，沿垂直于所述开口侧壁的方向，所述侧墙层的厚度为5nm至20nm。
[0020]可选的，所述保护层的材料包括SiCN、SiN和SiC中的一种或多种。
[0021]可选的，所述图形传递材料层的材料包括非晶硅或多晶硅中的一种或两种。
[0022]可选的，采用湿法刻蚀的工艺，去剩余的所述图形传递材料层。
[0023]可选的，所述目标离子包括B、BF、C和In中的一种或多种。
[0024]可选的，所述第一离子注入的参数包括：注入能量为5KeV至20KeV，注入剂量为2E14原子每平方厘米至2E15原子每平方厘米，注入角度为0
°
至5
°
。
[0025]可选的，所述第二离子注入的参数包括：注入能量为2KeV至12KeV，注入剂量为5E14原子每平方厘米至5E15原子每平方厘米，注入角度为0
°
至5
°
。
[0026]与现有技术相比，本专利技术实施例的技术方案具有以下优点：
[0027]本专利技术实施例提供的形成方法中，在所述掩膜层中形成所述开口后，在所述开口的侧壁形成侧墙层，且在形成所述侧墙层后，对所述开口底部的图形传递材料层进行第一离子注入，形成贯穿所述图形传递材料层的图形层，其中，所述目标离子用于提高所述图形传递材料层和所述图形层之间的刻蚀选择比；目标离子被注入至图形传递材料层中后，通常还会发生离子的横向扩散，由于所述侧墙层占据了所述开口的部分空间，目标离子经由所述侧墙层露出的图形传递材料层表面被注入至所述图形传递材料层中，所述侧墙层能够为目标离子的横向扩散提供余量，因此，在形成所述图形层后，沿所述图形层厚度的方向上，易于使所述图形层各位置处的目标离子浓度均满足工艺需求，同时，能够改善所述目标离子在靠近开口底部位置处横向扩散严重的问题，从而有利于提高图形层的侧壁垂直度和线宽精度，进而提高图形传递的精度。
附图说明
[0028]图1至图4是一种半导体结构的形成方法中各步骤对应的结构示意图；
[0029]图5至图12是本专利技术半导体结构的形成方法一实施例中各步骤对应的结构示意图；
[0030]图13至图19是本专利技术半导体结构的形成方法另一实施例中各步骤对应的结构示意图。
具体实施方式
[0031]目前器件的电学性能和可靠性仍有待提高。现结合一种半导体结构的形成方法分析其电学性能和可靠性仍有待提高的原因。
[0032]参考图1至图4，示出了一种半导体结构的形成方法中各步骤对应的结构示意图。
[0033]参考图1，提供基底10，所述基底10上形成有图形传递材料层20；在所述图形传递材料层20上形成刻蚀停止层30；在所述刻蚀停止层30上形成掩膜层31；在所述掩膜层31上形成抗反射涂层32。
[0034]参考图2，采用图形化的工艺，在所述掩膜层31内形成开口33，所述开口33贯穿所述刻蚀停止层30、掩膜层31和抗反射涂层32。
[0035]参考图3，形成所述开口33(如图2所本文档来自技高网...

【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：提供基底，所述基底上形成有图形传递材料层；在所述图形传递材料层上形成掩膜层，所述掩膜层内形成有贯穿所述掩膜层的开口；在所述开口的侧壁形成侧墙层；以所述侧墙层为掩膜，对所述开口底部的图形传递材料层进行第一离子注入，向所述图形传递材料层中注入目标离子，形成贯穿所述图形传递材料层的图形层，其中，所述目标离子用于提高所述材料传递层和所述图形层之间的刻蚀选择比；形成所述图形层后，去除所述掩膜层和所述侧墙层。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，对所述开口底部的图形传递材料层进行目标离子注入的步骤中，所述目标离子用于提高所述图形层的耐刻蚀度；形成所述图形层后，所述形成方法还包括：去除剩余的所述图形传递材料层。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，形成所述侧墙层的步骤包括：在所述开口的底部和侧壁形成侧墙材料层，所述侧墙材料层还覆盖所述掩膜层的顶部；将位于所述开口底部和所述掩膜层顶部的所述侧墙材料层去除，保留所述开口侧壁的所述侧墙材料层作为侧墙层。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，形成所述侧墙层的步骤包括：在所述开口的底部和侧壁形成侧墙材料层，所述侧墙材料层还覆盖所述掩膜层的顶部，其中，位于所述开口侧壁的所述侧墙材料层作为侧墙层。5.如权利要求4所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，在所述第一离子注入后，去除所述掩膜层和侧墙层之前，所述形成方法还包括：去除位于所述开口底部和掩膜层顶部的所述侧墙材料层，保留所述侧墙层；去除位于所述开口底部和掩膜层顶部的所述侧墙材料层后，以所述侧墙层为掩膜，对所述开口露出的所述图形层进行第二次离子注入，向所述图形层中注入所述目标离子。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，所述第二次离子注入的注入能量小于所述第一离子注入的注入能量，所述第二次离子注入的注入剂量大于所述第一离子注入的注入剂量。7.如权利要求2所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，在形成所述图形层后，去除所述掩膜层和侧墙层之前，所述形成方法还包括：在所述开口中形成保护层，用于在去除所述掩膜层的过程中保护所述图形层；所述形成方法还包括：去除所述保护层。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，所述开口中形成所述保护层的步骤包括：在所述开口中填...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵猛，
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：