半导体结构、半导体结构的制备方法及制备装置制造方法及图纸

本申请涉及一种半导体结构、半导体结构的制备方法及制备装置。该半导体结构的制备方法包括：于衬底上沿垂直于衬底的方向形成掩膜材料层及图形化牺牲层，图形化牺牲层包括间隔设置的多个牺牲图形；形成侧墙结构，侧墙结构包括覆盖于牺牲图形侧壁的第一部分及覆盖于暴露出的掩膜材料层表面的第二部分；第二部分上形成有填充介质层，填充介质层填充相邻第一部分之间的间隔；去除侧墙结构的第一部分且保留第二部分；基于牺牲图形及填充介质层刻蚀侧墙结构的第二部分及掩膜材料层。该半导体结构的制备方法有利于避免半导体结构出现线摆动缺陷，提升制备方法的生产良率以及半导体结构的使用可靠性。使用可靠性。使用可靠性。

【技术实现步骤摘要】
半导体结构、半导体结构的制备方法及制备装置


[0001]本申请涉及半导体
，特别是涉及一种半导体结构、半导体结构的制备方法及制备装置。

技术介绍

[0002]反向自对准双重图案(Reverse Self Aligned Doubled Patterning，简称Reverse SADP)技术是目前半导体制程中用来制作紧密阵列图案的主流技术。反向自对准双重图案工艺的特征在于，第一次图案化制作工艺制作出心轴结构后，在心轴结构两侧形成间隙壁，并形成另一材料层填满心轴结构之间剩余的间隙，后续通过移除间隙壁而形成的间隙作为刻蚀通道，以刻蚀自间隙暴露出来的下方材料层。
[0003]然而，在传统的反向自对准双重图案工艺过程中，在移除间隙壁以形成间隙时心轴结构容易损伤，导致刻蚀自间隙暴露出来的下方材料层所形成的线轮廓不佳，进而发生线摆动(Line wiggling)问题，影响半导体制程的生产良率以及半导体结构的使用可靠性。

技术实现思路

[0004]基于此，本申请根据一些实施例提供一种半导体结构、半导体结构的制备方法及制备装置，以利于避免半导体结构出现线摆动缺陷，提升制备方法的生产良率以及半导体结构的使用可靠性。
[0005]一方面，本申请提供了一种半导体结构的制备方法，包括：
[0006]提供衬底；于所述衬底上沿垂直于所述衬底的方向依次形成掩膜材料层及图形化牺牲层，所述图形化牺牲层包括间隔设置的多个牺牲图形；形成侧墙结构，所述侧墙结构包括随形覆盖于所述牺牲图形侧壁的第一部分以及随形覆盖于暴露出的所述掩膜材料层表面的第二部分；所述第二部分上形成有填充介质层，所述填充介质层填充相邻所述第一部分之间的间隔；
[0007]去除所述侧墙结构的所述第一部分，且保留所述第二部分；
[0008]基于所述牺牲图形及所述填充介质层刻蚀所述侧墙结构的所述第二部分及所述掩膜材料层，所述牺牲图形、所述填充介质层、保留的所述侧墙结构的所述第二部分及保留的所述掩膜材料层共同构成目标图案。
[0009]在一些实施例中，所述去除所述侧墙结构的所述第一部分，且保留所述第二部分，包括：
[0010]使用具有高选择比的刻蚀气体，采用自由基蚀刻工艺去除所述侧墙结构的所述第一部分。
[0011]在一些实施例中，所述自由基蚀刻工艺包括：
[0012]基于所述刻蚀气体解离得到含氟自由基，且解离得到含硅自由基、含碳自由基及含氢自由基中的至少一种。
[0013]在一些实施例中，所述自由基蚀刻工艺的工艺温度小于20℃。
[0014]在一些实施例中，所述形成侧墙结构，包括：
[0015]于所述牺牲图形的侧壁和顶部以及暴露出的所述掩膜材料层表面随形覆盖侧墙材料层；形成覆盖所述侧墙材料层的填充介质材料层；
[0016]去除位于所述牺牲图形顶部及暴露出的所述掩膜材料层表面的所述侧墙材料层；去除部分高度的所述填充介质材料层，以使保留的所述填充介质材料层的顶面与所述牺牲图形的顶面平齐或大致平齐；保留的所述侧墙材料层作为所述侧墙结构，保留的所述填充介质材料层作为所述填充介质层。
[0017]在一些实施例中，采用自由基蚀刻工艺对位于所述牺牲图形顶部及暴露出的所述掩膜材料层表面的所述侧墙材料层，以及所述部分高度的所述填充介质材料层进行回刻，以去除位于所述牺牲图形顶部及暴露出的所述掩膜材料层表面的所述侧墙材料层，并去除所述部分高度的所述填充介质材料层。
[0018]在一些实施例中，形成所述目标图案之后，所述半导体结构的制备方法还包括：
[0019]基于所述牺牲图形、所述填充介质层、保留的所述侧墙结构的所述第二部分及保留的所述掩膜材料层刻蚀所述衬底，以将所述目标图案转移至所述衬底。
[0020]在一些实施例中，采用等离子体刻蚀工艺，基于所述牺牲图形及所述填充介质层刻蚀所述侧墙结构的所述第二部分及所述掩膜材料层。
[0021]另一方面，本申请还提供了一种半导体结构的制备装置，用于执行前述实施例提供的半导体结构的制备方法；所述半导体结构的制备装置包括：自由基蚀刻反应腔室及等离子体蚀刻反应腔室；所述自由基蚀刻反应腔室与所述等离子体蚀刻反应腔室连接于同一平台。
[0022]再一方面，本申请还提供了一种半导体结构，所述半导体结构采用如前述实施例提供的制备方法制备获得。
[0023]本申请提供的半导体结构及其制备方法、制备装置至少具有如下有益效果：
[0024]在本申请实施例中，在衬底上形成掩膜材料层及间隔设置的多个牺牲图形之后形成侧墙结构；侧墙结构包括随形覆盖于牺牲图形侧壁的第一部分以及随形覆盖于暴露出的掩膜材料层表面的第二部分；第二部分上形成有填充介质层，填充介质层还填充相邻第一部分之间的间隔。采用分步刻蚀的方式，第一次刻蚀去除侧墙结构的第一部分，保留第二部分，以使得填充介质层在后续的刻蚀过程中能保持较好的形貌；接着基于牺牲图形及填充介质层第二次刻蚀侧墙结构的第二部分及掩膜材料层。由于牺牲图形及填充介质层均保持有较好的形貌，使得第二次刻蚀过程能够实现较高的精确度，因此经第二次刻蚀后保留的侧墙结构的第二部分以及保留的掩膜材料层具有较好的形貌，进而牺牲图形、填充介质层、保留的侧墙结构的第二部分及保留的掩膜材料层所共同构成的目标图案也具有较好的形貌。
[0025]进一步的，相邻目标图案之间的间隙可以作为后续制程中的刻蚀通道，由于目标图案具有较好的形貌，使得刻蚀自相邻目标图案之间的间隙暴露出来的下方层结构所形成的线轮廓也较好，从而避免所得结构出现线摆动的缺陷，以利于提升半导体制程的生产良率以及产品使用可靠性。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0027]图1为本申请一些实施例提供的半导体结构的制备方法的流程示意图；
[0028]图2为本申请一些实施例提供的半导体结构的制备方法中步骤S100的流程示意图；
[0029]图3为本申请一些实施例提供的半导体结构的制备方法中形成侧墙材料层和填充介质材料层后所得结构的截面结构示意图；
[0030]图4为本申请一些实施例提供的半导体结构的制备方法中形成侧墙结构和填充介质层后所得结构的截面结构示意图；
[0031]图5为本申请一些实施例提供的半导体结构的制备方法中去除侧墙结构的第一部分后所得结构的截面结构示意图；
[0032]图6为本申请一些实施例提供的半导体结构的制备方法中刻蚀侧墙结构的第二部分及掩膜材料层后所得结构的截面结构示意图；图6亦为本申请一些实施例提供的半导体结构的截面结构示意图；
[0033]图7为本申请一些实施例提供的半导体结构的制备方法中将目标图案转移至衬底后所得结构的截面结构示意图；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体结构的制备方法，其特征在于，包括：提供衬底；于所述衬底上沿垂直于所述衬底的方向依次形成掩膜材料层及图形化牺牲层，所述图形化牺牲层包括间隔设置的多个牺牲图形；形成侧墙结构，所述侧墙结构包括随形覆盖于所述牺牲图形侧壁的第一部分以及随形覆盖于暴露出的所述掩膜材料层表面的第二部分；所述第二部分上形成有填充介质层，所述填充介质层填充相邻所述第一部分之间的间隔；去除所述侧墙结构的所述第一部分，且保留所述第二部分；基于所述牺牲图形及所述填充介质层刻蚀所述侧墙结构的所述第二部分及所述掩膜材料层，所述牺牲图形、所述填充介质层、保留的所述侧墙结构的所述第二部分及保留的所述掩膜材料层共同构成目标图案。2.根据权利要求1所述的半导体结构的制备方法，其特征在于，所述去除所述侧墙结构的所述第一部分，且保留所述第二部分，包括：使用具有高选择比的刻蚀气体，采用自由基蚀刻工艺去除所述侧墙结构的所述第一部分。3.根据权利要求2所述的半导体结构的制备方法，其特征在于，所述自由基蚀刻工艺包括：基于所述刻蚀气体解离得到含氟自由基，且解离得到含硅自由基、含碳自由基及含氢自由基中的至少一种。4.根据权利要求2所述的半导体结构的制备方法，其特征在于，所述自由基蚀刻工艺的工艺温度小于20℃。5.根据权利要求1所述的半导体结构的制备方法，其特征在于，所述形成侧墙结构，包括：于所述牺牲图形的侧壁和顶部以及暴露出的所述掩膜材料层表面随形覆盖侧墙材料层；形成覆盖所述侧墙材料层的填充介质材料层；去除位于所述牺牲图形顶部及暴露...

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