[发明专利]半导体器件、硬掩膜结构及其制造方法

说明书

本公开提供一种半导体器件、硬掩膜结构及硬掩膜结构的制造方法，涉及半导体技术领域。该制造方法包括：在衬底上形成掩膜材料层，且掩膜材料层的厚度由掩膜材料层的中心向边缘逐渐减小或增大；在掩膜材料层远离衬底的表面形成光刻胶层；对光刻胶层进行曝光并显影，形成多个显影区，各显影区露出掩膜材料层；在显影区对掩膜材料层进行刻蚀，以形成掩膜图案；去除光刻胶层。本公开的硬掩膜结构的制造方法可提高关键尺寸的均一性。

技术领域

本公开涉及半导体技术领域，具体而言，涉及一种半导体器件、硬掩膜结构及硬掩膜结构的制造方法。

背景技术

硬掩膜(Hard Mask)，主要用于多重光刻工艺中，具体而言，可先将多重光刻胶图像转移到硬掩膜上，再通过硬掩膜将最终图形刻蚀转移到衬底。在通过等离子刻蚀的方式形成硬掩膜图案时，等离子体的分布由中心向边缘逐渐变的密集或稀疏，使得刻蚀速率由刻蚀范围内的中心区域向边缘区域减小或增大，导致硬掩膜的图案的关键尺寸均一性较差，影响产品质量。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开的目的在于提供一种半导体器件、硬掩膜结构及硬掩膜结构的制造方法，可提高关键尺寸的均一性。

根据本公开的一个方面，提供一种硬掩膜结构的制造方法，包括：

在衬底上形成掩膜材料层，且所述掩膜材料层的厚度由所述掩膜材料层的中心向边缘逐渐减小或增大；

在所述掩膜材料层远离所述衬底的表面形成光刻胶层；

对所述光刻胶层进行曝光并显影，形成多个显影区，各所述显影区露出所述掩膜材料层；

在所述显影区对所述掩膜材料层进行刻蚀，以形成掩膜图案；

去除所述光刻胶层。

在本公开的一种示例性实施例中，在衬底上形成掩膜材料层，且所述掩膜材料层的厚度由所述掩膜材料层的中心向边缘逐渐减小包括：

利用第一气体和第二气体通过化学气相沉积方式在所述衬底上形成掩膜材料层，所述第一气体的密度小于所述第二气体的密度，且所述第一气体的体积流量与所述第二气体的体积流量之比小于1:1。

在本公开的一种示例性实施例中，所述第一气体的体积流量与所述第二气体的体积流量之比不小于1:2。

在本公开的一种示例性实施例中，在衬底上形成掩膜材料层，且所述掩膜材料层的厚度由所述掩膜材料层的中心向边缘逐渐增大包括：

利用第一气体和第二气体通过化学气相沉积方式在所述衬底上形成掩膜材料层，所述第一气体的密度小于所述第二气体的密度，且所述第一气体的体积流量与所述第二气体的体积流量之比大于1:1。

在本公开的一种示例性实施例中，所述第一气体的体积流量与所述第二气体的体积流量之比不大于2:1。

在本公开的一种示例性实施例中，所述第一气体为氦气，所述第二气体为氧气。

在本公开的一种示例性实施例中，所述掩膜材料层远离所述衬底的表面为弧面。

在本公开的一种示例性实施例中，所述掩膜材料层的材料为SiO₂、SiN、TaN和TiN中至少一种。

根据本公开的一个方面，提供一种硬掩膜结构，包括：

衬底；

掩膜材料层，设于所述衬底，且所述掩膜材料层的厚度由中心向边缘逐渐减小或增大，且所述掩膜材料层具有掩膜图案。