[发明专利]半导体结构及其形成方法

说明书

一种半导体结构及其形成方法，形成方法包括：提供基底，所述基底上形成有待刻蚀层；在所述待刻蚀层上形成图形化的有机掩膜层；在所述有机掩膜层的表面形成无机保护层，所述无机保护层和所述有机掩膜层用于构成掩膜结构层；以所述掩膜结构层为掩膜，刻蚀所述待刻蚀层。本发明通过所述无机保护层，提高了所述掩膜结构层的耐刻蚀性，后续以所述掩膜结构层为掩膜刻蚀所述待刻蚀层时，能够减缓刻蚀所述待刻蚀层的工艺对所述有机掩膜层的损耗，防止所述有机掩膜层过早地被完全消耗，使所述有机掩膜层能够在刻蚀所述待刻蚀层的过程中起到应有的掩膜作用，从而有利于提高图形化工艺的工艺稳定性和工艺效果。

技术领域

本发明实施例涉及半导体制造领域，尤其涉及一种半导体结构及其形成方法。

背景技术

在半导体集成电路制造工艺中，会采用一系列的工序，例如淀积、光刻、刻蚀和平坦化工艺等，从而形成半导体结构。其中，光刻和刻蚀是半导体制造过程中主要的图形化手段。

光刻工艺通常是在一个基底上形成光敏材料层(例如：光刻胶层)，然后将掩膜板(mask)上的图形通过曝光转移至光敏材料层上，从而在所述光敏材料层内形成图形，以形成图形化的掩膜层，定义出待刻蚀区域；而刻蚀工艺通常是以所述掩膜层为掩膜，对待刻蚀层中的待刻蚀区域进行刻蚀，从而将所述掩膜层内的图形转移至待刻蚀层中，进而在所述待刻蚀层内形成所需的结构。

随着超大集成电路的不断发展，半导体器件的关键尺寸(critical dimension，CD)不断减小，光刻工艺对器件性能的影响越来越明显。因此，在关键尺寸越来越小的情况下，如何提高图形转移的精准度和稳定性成为业界的研究热点。

发明内容

本发明实施例解决的问题是提供一种半导体结构及其形成方法，提高图形化工艺的工艺稳定性和工艺效果。

为解决上述问题，本发明实施例提供一种半导体结构的形成方法，包括：提供基底，所述基底上形成有待刻蚀层；在所述待刻蚀层上形成图形化的有机掩膜层；在所述有机掩膜层的表面形成无机保护层，所述无机保护层和所述有机掩膜层用于构成掩膜结构层；以所述掩膜结构层为掩膜，刻蚀所述待刻蚀层。

可选的，所述有机掩膜层的材料为光刻胶、Si-ARC材料、DARC材料、BARC材料、DUO材料或ODL材料。

可选的，所述无机保护层为含硅层。

可选的，所述无机保护层为硅氧化物层。

可选的，所述无机保护层的材料为SiO。

可选的，在所述有机掩膜层表面形成无机保护层的步骤包括：采用硅源气体和氧源气体，对所述有机掩膜层表面进行等离子体处理。

可选的，所述硅源气体为SiCl₄，所述氧源气体包括SO₂、CO、CO₂、O₂和COS中的一种或多种。

可选的，采用硅源气体和氧源气体，对所述有机掩膜层表面进行等离子体处理的步骤包括：对所述有机掩膜层进行多次表面处理；所述表面处理的步骤包括：采用所述硅源气体进行预处理；在所述预处理后，采用所述氧源气体进行固化处理。

可选的，在所述表面处理的步骤中，所述硅源气体的气体流量为20标准毫升/分钟至200标准毫升/分钟，所述氧源气体的气体流量为20标准毫升/分钟至200标准毫升/分钟，所述预处理的工艺时间为1秒至10秒，所述固化处理的工艺时间为1秒至10秒。

可选的，对所述有机掩膜层表面进行等离子体处理的步骤中，所述表面处理的次数为1次至20次。

可选的，在所述有机掩膜层表面形成无机保护层的步骤中，所述无机保护层的厚度为5nm至30nm。