[发明专利]图形化方法及其形成的半导体器件

说明书

一种图形化方法及其形成的半导体器件，方法包括：在第一区上形成第一槽和位于第一槽内的第一牺牲层，在第二区和周围区上形成初始第二牺牲层，且第一槽位于第一牺牲层沿第二方向的两侧；在第一牺牲层侧壁表面和初始第二牺牲层侧壁表面、以及硬掩膜层侧壁表面形成第一侧墙；形成第一侧墙之后，去除第一牺牲层，在第一槽内形成开口，开口暴露出初始第二牺牲层侧壁表面和第一侧墙侧壁表面；在开口侧壁表面形成第二侧墙，第二侧墙覆盖第一侧墙侧壁表面和第二牺牲层侧壁表面，且第二侧墙的材料和硬掩膜层的材料不同；去除第二牺牲层，在待刻蚀层的第二区表面形成第二槽，且第二槽位于分割段沿第二方向的两侧。所述图形化方法的可靠性较高。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种图形化方法及其形成的半导体器件。

背景技术

在半导体器件制造的工艺中，通常利用光刻工艺将掩膜版上的图形转移到衬底上。光刻过程包括：提供衬底；在衬底上形成光刻胶；对所述光刻胶进行曝光和显影，形成图案化的光刻胶，使得掩膜版上的图案转移到光刻胶中；以图案化的光刻胶为掩膜对衬底进行刻蚀，使得光刻胶上的图案转印到衬底中；去除光刻胶。

随着半导体器件尺寸的不断缩小，光刻关键尺寸逐渐接近甚至超出了光刻的物理极限，由此给光刻技术提出了更加严峻的挑战。双重构图技术的基本思想是通过两次构图形成最终的目标图案，以克服单次构图不能达到的光刻极限。

然而，现有的图形化工艺的可靠性较差。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种图形化方法及其形成的半导体器件，以提高图形化方法的可靠性。

为解决上述技术问题，本发明提供一种图形化方法，包括：提供待刻蚀层，所述待刻蚀层包括互联区和包围互联区的周边区，互联区包括若干第一区和若干第二区，第一区和第二区沿第一方向相间排列，相邻的第一区和第二区邻接；在所述待刻蚀层的互联区和周边区表面形成初始牺牲层；在所述初始牺牲层表面形成硬掩膜层，所述硬掩膜层暴露出第一区上的初始牺牲层；形成所述硬掩膜层之后，刻蚀所述第一区上的部分初始牺牲层，直至暴露出待刻蚀层表面，在第一区上形成第一槽和位于第一槽内的第一牺牲层，在第二区和周围区上形成初始第二牺牲层，且所述第一槽位于第一牺牲层沿第二方向的两侧，第二方向垂直于第一方向；在所述第一牺牲层侧壁表面和初始第二牺牲层侧壁表面、以及硬掩膜层侧壁表面形成第一侧墙，所述第一侧墙的材料和硬掩膜层的材料不同；形成所述第一侧墙之后，去除所述第一牺牲层，在第一槽内形成开口，所述开口暴露出初始第二牺牲层侧壁表面和第一侧墙侧壁表面；在所述开口侧壁表面形成第二侧墙，所述第二侧墙覆盖第一侧墙侧壁表面和第二牺牲层侧壁表面，且所述第二侧墙的材料和硬掩膜层的材料不同；去除第二区和周边区上的部分硬掩膜层，直至暴露出初始第二牺牲层顶部表面；采用离子注入工艺，对暴露出顶部表面的部分初始第二牺牲层注入掺杂离子，形成分割段、以及位于硬掩膜层底部的第二牺牲层；去除所述第二牺牲层，在待刻蚀层的第二区表面形成第二槽，且所述第二槽位于分割段沿第二方向的两侧。

可选的，所述初始牺牲层的材料包括：无定形硅、无定形碳、多晶硅、氧化硅、SiCO或者SiCOH。

可选的，所述硬掩膜层的形成方法包括：在所述初始牺牲层表面形成硬掩膜材料层；在所述硬掩膜材料层表面形成第一图形化层，所述第一图形化层暴露出第一区上的硬掩膜材料层；以所述第一图形化层为掩膜，刻蚀所述硬掩膜材料层，直至暴露出初始牺牲层表面，形成所述硬掩膜层；形成所述硬掩膜层之后，去除所述第一图形化层。

可选的，所述第一图形化层的形成方法包括：在所述硬掩膜材料层表面形成第一底部抗反射材料层；在所述第一底部抗反射材料层表面形成图形化的第一光刻胶层；以所述图形化的第一光刻胶层为掩膜，刻蚀所述第一底部抗反射材料层，直至暴露出硬掩膜材料层表面，形成所述第一图形化层。

可选的，所述硬掩膜层的材料包括：氧化硅、氮化硅、氮碳化硅、氮硼化硅、氮碳氧化硅或氮氧化硅。