[发明专利]半导体结构和侧墙间隔方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，特别涉及一种半导体结构和侧墙间隔方法。

背景技术

随着先进的集成电路器件等比例缩小的持续发展，集成电路的特征尺寸(Feature Size)也越来越小。在这个趋势下，更多的先进半导体制造设备被发明以满足日益先进的集成电路生产需求。

半导体制造设备的更新需要大量资金投入，于是，在现有半导体制造设备的条件下，利用工艺制程来实现先进的集成电路生产成为替代采购先进半导体制造设备的来实现先进的集成电路生产的一种方法，例如，248nm波长光源的光刻设备无法精确图形化特征尺寸(Critical Dimension)小于0.12μm的接触孔图形，而在实际动态随机存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)或者闪存(FLASH Memory)等产品制造中，接触孔的尺寸会小于90nm。在这类产品中，侧墙间隔方法被广泛应用，以限定248nm波长光源的光刻设备无法精确图形化的小于0.12μm的图形。在US7250371B2的美国专利文献中可以发现更多的侧墙隔离工艺，参考图1，所述侧墙间隔方法包括：

步骤S100，提供形成有介质层的衬底；

步骤S101，在所述介质层上形成光刻胶；

步骤S102，图形化所述光刻胶，形成光刻胶开口；

步骤S103，在所述光刻胶开口侧壁形成聚合物侧墙；

步骤S104，以所述形成有聚合物侧墙的光刻胶开口为掩膜，刻蚀所述介质层形成特征尺寸小于0.12μm接触孔。

侧墙间隔方法除了应用在辅助光刻胶形成特征尺寸小于0.12μm光刻胶图形，还应用在其他的半导体工艺中，

以离子注入工艺中的侧墙间隔方法为例，参考图2，具体流程包括：

步骤S200，提供形成有介质层的衬底；

步骤S201，在所述介质层上形成光刻胶；

步骤S202，图形化光刻胶，定义光刻胶开口，形成光刻胶图形，以光刻胶图形为掩膜，刻蚀形成通孔；

步骤S203，在所述通孔侧壁形成侧墙，所述侧墙限定的开口特征尺寸小于0.12μm。

发明内容

本发明解决的问题是聚合物侧墙与通孔侧壁的粘附性差，容易出现剥离现象。

为解决上述问题，本发明提供了一种侧墙间隔方法，包括：提供形成有介质层的衬底；在所述介质层上形成光刻胶层；图形化光刻胶层，形成光刻胶图形；以所述光刻胶图形为掩膜，刻蚀介质层形成通孔；在光刻胶图形开口侧壁和通孔侧壁形成掺氮的聚合物缓冲层；在掺氮的聚合物缓冲层上形成聚合物侧墙，所述形成有聚合物侧墙的通孔开口特征尺寸小于所述图形化光刻胶层工艺的最小尺寸。

本发明还提供了一种半导体结构，包括：衬底；形成在所述衬底上的介质层；形成在所述介质层内的通孔；形成在所述通孔侧壁的掺氮的聚合物缓冲层；形成在所述掺氮的聚合物缓冲层上的聚合物侧墙。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：在聚合物侧墙和通孔侧壁之间引入一层掺氮的聚合物缓冲层，掺氮的聚合物侧墙提高聚合物侧墙与侧壁结构的相似度，从而使得聚合物侧墙与侧壁有很高的粘附力，避免了聚合物缓冲层与通孔侧壁出现剥离现象，并且掺氮的聚合物侧墙、聚合物侧墙能够采用同一刻蚀设备完成，在实际的工艺制备中能够节约工艺步骤，并且本发明应用于刻蚀工艺中，能够与刻蚀工艺结合，与刻蚀工艺采用的刻蚀设备为同一设备，进一步节约操作步骤，提高了效率。

附图说明

图1是现有形成隔离侧墙的一种方法；

图2是现有形成隔离侧墙的另一种方法；

图3是现有方法形成的隔离侧墙与通孔侧壁剥离现象的扫描电镜图片；

图4是本发明形成隔离侧墙的流程示意图；

图5至图11是本发明形成隔离侧墙的结构示意图；

图12是依照本发明形成隔离侧墙的具体实例扫描电镜图片。

具体实施方式

本发明的发明人发现，在离子注入工艺中应用侧墙间隔的方法，聚合物侧墙与开口的侧壁会出现剥离现象，参考图3，衬底10上依次形成有介质层20、光刻胶层30，在介质层20内形成有通孔21，在通孔21内形成有侧墙22，所述侧墙22与通孔21侧壁出现剥离现象。