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圖案的形成方法與流程

文檔序號(hào):12040901閱讀:571來(lái)源:國(guó)知局
圖案的形成方法與流程
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及一種圖案的形成方法。

背景技術(shù):
在半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域,為提高半導(dǎo)體器件的性能和降低生產(chǎn)成本,集成電路的集成度越來(lái)越高,集成電路上的晶體管的特征尺寸越來(lái)越小。據(jù)此,在具體生產(chǎn)中就需要提供更精密的技術(shù),在半導(dǎo)體襯底上形成更精細(xì)的圖案。在現(xiàn)有技術(shù)中,光刻技術(shù)可以在襯底上定義并形成半導(dǎo)體器件的圖案,并得到廣泛應(yīng)用。但是,隨著半導(dǎo)體工藝節(jié)點(diǎn)進(jìn)入到65納米、45納米,甚至更低的32納米,當(dāng)光刻技術(shù)中曝光線條的特征尺寸接近于曝光系統(tǒng)的理論分辨極限時(shí),襯底表面的成像就會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的畸變,從而導(dǎo)致光刻圖形質(zhì)量的嚴(yán)重下降。因此,業(yè)界提出了光刻分辨率增強(qiáng)技術(shù)(RET,ResolutionEnhancementTechnology),目前,普遍使用自對(duì)準(zhǔn)雙重圖案技術(shù)(SADP,Self-AlignedDoublePatterningTechnology)。下面結(jié)合附圖圖1至圖5具體說(shuō)明現(xiàn)有采用SADP技術(shù)形成精細(xì)圖案的方法,包括以下步驟:參照?qǐng)D1,在半導(dǎo)體襯底100上形成膜層101,在膜層101上形成犧牲層102;參照?qǐng)D1和圖2,使用光刻、刻蝕技術(shù),圖形化所述犧牲層102,形成犧牲線103;參照?qǐng)D3,使用化學(xué)氣相沉積工藝,沉積介質(zhì)層104,覆蓋膜層101、犧牲線103;參照?qǐng)D4,使用回刻工藝,去除膜層101表面、犧牲線103表面的介質(zhì)層,剩余犧牲線103延伸方向的兩相對(duì)側(cè)壁的介質(zhì)層為側(cè)墻105;參照?qǐng)D4和圖5,以側(cè)墻105為掩模,刻蝕去除犧牲線103、膜層101,暴露襯底100,形成線106;參照?qǐng)D6,去除側(cè)墻105。繼續(xù)參照?qǐng)D6,圖案的孔距(Pitch)為相鄰線106相同一側(cè)之間的距離L,即等于線寬W和相鄰線之間的間距d之和,L=W+d。使用SADP技術(shù),可以得到具有較小線寬和間距的高密度圖案。也就是說(shuō),線106的排列密度相比于犧牲線103(參照?qǐng)D2)的排列密度加倍,尤其是當(dāng)半導(dǎo)體技術(shù)的工藝節(jié)點(diǎn)達(dá)到45nm至32nm,SADP技術(shù)可以制得精細(xì)圖案。但是,隨著半導(dǎo)體技術(shù)的工藝節(jié)點(diǎn)不斷降低,尤其是當(dāng)半導(dǎo)體工藝節(jié)點(diǎn)從32nm邁入20nm甚至更低,使用現(xiàn)有技術(shù)的SADP技術(shù)得到圖案的線的邊緣出現(xiàn)畸變情形。更多關(guān)于自對(duì)準(zhǔn)圖形化的知識(shí),請(qǐng)參考2007年6月28日公開(kāi)的公開(kāi)號(hào)為US2007148968A1的美國(guó)專利文獻(xiàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明解決的問(wèn)題是使用現(xiàn)有技術(shù)的SADP技術(shù)得到圖案的線的邊緣出現(xiàn)畸變情形。為解決上述問(wèn)題,本發(fā)明提供一種新的圖案形成方法,包括:提供半導(dǎo)體襯底;在所述襯底上形成包括多個(gè)等間距、平行排列第一線的第一圖案,第一圖案的孔距為最終形成圖案孔距的四倍;在所述第一線延伸方向的兩相對(duì)側(cè)壁形成第二線,其中,第二線的線寬等于第一線的線寬,第二線的材料與第一線的材料不同;在所述第二線與第一線相對(duì)且遠(yuǎn)離第一線的側(cè)壁形成第三線,第三線的線寬與第一線的線寬相同;在所述第三線與第二線相對(duì)且遠(yuǎn)離第二線的側(cè)壁外延生長(zhǎng)形成第四線,第四線的線寬與第一線的線寬相同,第四線的材料與第三線的材料不同;去除所述第一線、第三線,最終形成的圖案包括第二線、第四線??蛇x地,所述第一線、第三線的材料為多晶硅,第二線、第四線的材料均為鍺硅;或者第一線的材料包括光刻膠、無(wú)定形碳、或含硅抗反射層,第二線的材料為介質(zhì)材料,第三線的材料為多晶硅,第四線的材料為鍺硅??蛇x地,當(dāng)?shù)谝痪€的材料為多晶硅、無(wú)定形碳、或含硅抗反射層,所述第一線的形成方法包括:沉積第一線材料,覆蓋半導(dǎo)體襯底;在所述第一線材料上形成圖形化的光刻膠層,定義第一線的位置;以所述圖形化的光刻膠層為掩模,刻蝕第一線材料,形成第一線;去除圖形化的光刻膠層。可選地,當(dāng)?shù)诙€材料為多晶硅,所述形成第二線的方法,包括:在第一線上形成硬掩模層;以所述硬掩模層為掩模,在第一線延伸方向的側(cè)壁外延生長(zhǎng)鍺硅,為第二線;在去除第一線時(shí),也去除硬掩模層??蛇x地,所述硬掩模層的材料為氮化硅??蛇x地,所述形成第三線的方法,包括:沉積多晶硅層,覆蓋半導(dǎo)體襯底、第一線、第二線;回刻蝕多晶硅層,至半導(dǎo)體襯底表面停止,剩余第二線與第一線相對(duì)且遠(yuǎn)離第一線側(cè)壁的多晶硅層,為第三線??蛇x地,所述沉積多晶硅層的方法為原子層沉積法??蛇x地,所述回刻蝕多晶硅層的方法為原子層刻蝕法??蛇x地,所述去除第一線、第三線的方法,包括:在所述半導(dǎo)體襯底上形成犧牲層;以所述第二線、第四線和犧牲層為掩模,使用濕法腐蝕法去除第一線、第三線;去除所述犧牲層。可選地,所述濕法腐蝕法使用的腐蝕劑包括四甲基氫氧化氨溶劑或氫氧化銨溶劑??蛇x地,形成犧牲層的方法,包括:在所述襯底上形成犧牲材料層,覆蓋所述第一線、第二線、第三線、第四線;進(jìn)行烘焙處理,使?fàn)奚牧蠈庸腆w化;去除第一線、第二線、第三線、第四線上的犧牲材料層,形成犧牲層。可選地,所述犧牲層的材料包括光刻膠、聚酰亞胺、底部抗反射層或含硅抗反射層??蛇x地,去除所述犧牲層的方法,包括干法刻蝕或濕法刻蝕??蛇x地,當(dāng)?shù)谝痪€的材料為光刻膠,形成第一線的方法包括:在半導(dǎo)體襯底上形成光刻膠層;對(duì)光刻膠層進(jìn)行曝光、顯影處理,形成第一線??蛇x地,當(dāng)所述第二線的材料為介質(zhì)材料,形成第二線的方法,包括:沉積第二線材料,覆蓋第一線、半導(dǎo)體襯底;回刻第二線材料,至半導(dǎo)體襯底表面停止,剩余第一線沿延伸方向的兩相對(duì)側(cè)壁的第二線材料,為第二線??蛇x地,在所述半導(dǎo)體襯底上形成第一圖案之前,在半導(dǎo)體襯底上形成刻蝕阻擋層。可選地,所述刻蝕阻擋層的材料為氧化硅。與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明首先定義并形成第一圖案的孔距為最終要形成圖案的孔距的四倍。第一圖案的孔距較大,則形成第一圖案、第二線、第三線時(shí),可以避免出現(xiàn)線寬粗糙度(LWR)升高的問(wèn)題,得到第一線、第二線、第三線的側(cè)壁表面光滑,線寬在延伸方向的不同位置呈現(xiàn)相同數(shù)值,保證了后續(xù)得到精密圖案。其次,本發(fā)明在形成第四線時(shí),采用外延生長(zhǎng)工藝,代替化學(xué)氣相沉積(CVD),克服了化學(xué)氣相沉積工藝的缺點(diǎn)。由于形成第四線時(shí),襯底上的圖案孔距已經(jīng)很小,使用外延生長(zhǎng)工藝可以控制外延層生長(zhǎng)的速度和外延層中物質(zhì)的濃度,并得到具有光滑側(cè)壁的第四線,而且第四線的線寬在延伸方向也具有同一數(shù)值,提高了圖案的精密度。綜上,第二線、第四線構(gòu)成的圖案具有均勻排列密度和較佳的線寬,以該圖案定義并形成的半導(dǎo)體器件性能良好。而且,本發(fā)明通過(guò)自對(duì)準(zhǔn)四重圖案化的方法形成圖案,突破了半導(dǎo)體器件的CD變小帶來(lái)的局限性,可以在較小工藝節(jié)點(diǎn)(如20nm)下實(shí)現(xiàn)大面積、大密度圖案布局,提高了生產(chǎn)效率,促進(jìn)工藝進(jìn)步。附圖說(shuō)明圖1~圖6是現(xiàn)有技術(shù)的自對(duì)準(zhǔn)雙重圖案化方法的剖面結(jié)構(gòu)示意圖;圖7是本發(fā)明形成圖案的方法流程圖;圖8~圖14是本發(fā)明具體實(shí)施例形成圖案的方法的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式發(fā)明人針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的SADP技術(shù)存在的問(wèn)題進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn):第一、參照?qǐng)D5和圖4,以側(cè)墻105為掩模,刻蝕去除犧牲線103,在該過(guò)程中,去除犧牲線103后,與犧牲線103接觸的側(cè)墻105表面具有凹凸?fàn)罨蜾忼X狀,線寬粗糙度(LineWidthRoughness,LWR)較高。若側(cè)墻105表面具有凹凸?fàn)罨蜾忼X狀,以所述側(cè)墻105為掩模,刻蝕膜層101形成線106時(shí),所述側(cè)墻105在犧牲線延伸方向的凹凸?fàn)罨蜾忼X狀反映到線106的側(cè)壁,使得線106的側(cè)壁具有凹凸?fàn)罨蜾忼X狀。那么,包括該具有凹凸?fàn)罨蜾忼X狀側(cè)壁的線106的圖案的孔距在犧牲線延伸方向的不同位置會(huì)呈現(xiàn)不同數(shù)值,后續(xù)使用該圖案形成的半導(dǎo)體器件的關(guān)鍵尺寸(CriticalDimension,CD)在不同位置也會(huì)發(fā)生變化,半導(dǎo)體器件的性能不穩(wěn)定;第二、隨著圖案的孔距越來(lái)越小,參照?qǐng)D3,很難保證沉積工藝形成的介質(zhì)層104具有較佳均勻度,容易出現(xiàn)超載(loading)效應(yīng),而影響圖案形狀、尺寸的均勻性。例如,現(xiàn)有技術(shù)的SADP技術(shù),化學(xué)氣相沉積(CVD)形成的犧牲線103兩側(cè)的介質(zhì)層的線寬不一致,后續(xù)介質(zhì)層形成兩個(gè)側(cè)墻的線寬不一致,以該側(cè)墻為掩模得到的兩個(gè)線106的線的線寬也會(huì)不一致,最終形成圖案孔距不符合預(yù)定義數(shù)值,根據(jù)圖案形狀得到的半導(dǎo)體器件的尺寸不符合預(yù)定義數(shù)值,半導(dǎo)體器件的性能不佳。為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂,下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式做詳細(xì)的說(shuō)明。在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明,但是本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來(lái)實(shí)施,因此本發(fā)明不受下面公開(kāi)的具體實(shí)施例的限制。參照?qǐng)D8,并結(jié)合參照?qǐng)D7,執(zhí)行步驟S71,提供半導(dǎo)體襯底300。在具體實(shí)施例中,所述半導(dǎo)體襯底300為硅襯底、鍺襯底、氮化硅襯底或者絕緣體上硅襯底等;或者還可以包括其它的材料,例如砷化鎵等Ⅲ-Ⅴ族化合物。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)半導(dǎo)體襯底300上形成的半導(dǎo)體器件選擇所述半導(dǎo)體襯底300的類型,因此所述半導(dǎo)體襯底的類型不應(yīng)限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。繼續(xù)參照?qǐng)D8,并結(jié)合參照?qǐng)D7,執(zhí)行步驟S72,在襯底300上形成包括多個(gè)等間距、平行排列第一線301的第一圖案,第一圖案的孔距L1為最終待形成的圖案孔距的四倍。第一圖案的孔距L1等于第一線301的線寬W1與相鄰兩個(gè)第一線301之間的間距d1,其中,第一線301的線寬W1等于最終要形成的圖案孔距的二分之一,W1=d1。在具體實(shí)施例中,第一線301的材料可以選擇多晶硅、光刻膠、高級(jí)圖形膜層(AdvancedPatterningFilm,APF)、或含硅抗反射層等,這些材料均可以定義并形成較精密圖案,其中APF可選擇無(wú)定形碳。根據(jù)不同的材料選擇,形成第一線301的方法也不相同。在具體實(shí)施例中,若第一線301的材料為多晶硅、無(wú)定形碳或含硅抗反射層,形成第一線301的方法,包括:(1)沉積第一線材料,覆蓋半導(dǎo)體襯底300。沉積第一線材料的方法可以選擇化學(xué)氣相沉積(CVD)。(2)在第一線材料上形成圖形化的光刻膠層,定義待形成的第一線的位置。在形成圖形化的光刻膠層之前,可在半導(dǎo)體襯底300上形成底部抗反射層。底部抗反射層有效阻擋在形成圖形化的光刻膠層的曝光過(guò)程中,光線在襯底上的反射光線對(duì)光刻膠曝光尺寸的影響,進(jìn)而形成精確度光刻膠層圖形。(3)以所述圖形化的光刻膠層為掩模,刻蝕第一線材料,形成第一線301。若在襯底上形成有底部抗反射層,也刻蝕底部抗反射層,形成圖形化的底部抗反射層。(4)去除圖形化的光刻膠層。若在第一線上形成有圖形化的底部抗反射層,也去除圖形化的底部抗反射層。在本實(shí)施例中,由于第一圖案的孔距很大,因此可以保證第一圖案具有較精確的圖案。在其他實(shí)施例中,若第一線301的材料選擇光刻膠,則形成第一線301的方法,包括:在半導(dǎo)體襯底300上形成光刻膠層;對(duì)光刻膠層進(jìn)行曝光、顯影處理,形成第一線。在具體實(shí)施例中,在形成第一線301之前,在襯底300上形成刻蝕阻擋層305,刻蝕阻擋層305用于形成第一線的刻蝕過(guò)程的阻擋層,也由于后續(xù)形成第三線的刻蝕阻擋層。所述刻蝕阻擋層的厚度為第一線厚度的1/10~1/4,保證形成第一線、第三線的刻蝕過(guò)程“適可而止”,具體會(huì)在后續(xù)詳細(xì)說(shuō)明。通常,刻蝕阻擋層的材料選擇氧化硅。參照?qǐng)D8和圖9,并結(jié)合參照?qǐng)D7,執(zhí)行步驟S73,在第一線301延伸方向的兩相對(duì)側(cè)壁形成第二線302,其中,第二線的線寬W2等于第一線的線寬W1,第二線302的材料與第一線301的材料不同。在這里,第二線302的材料不同于第一線301,是為確定后續(xù)去除第一線時(shí),第二線不會(huì)被去除,即第一線相比第二線具有較高刻蝕選擇比。在具體實(shí)施例中,若第一線301的材料為多晶硅,第二線302的材料可選擇鍺硅。形成第二線302的方法選擇外延生長(zhǎng)法,具體地,包括:(1)參照?qǐng)D8,在第一線301上形成硬掩模層306,硬掩模層306可以在形成第一線301時(shí)一并形成,也可在形成第一線301后單獨(dú)形成。通常硬掩模層306的材料選擇氮化硅。具體為公知,不再詳述。(2)以所述硬掩模層306為掩模,在第一線301延伸方向的兩相對(duì)側(cè)壁外延生長(zhǎng)鍺硅。在具體實(shí)施例中,硬掩模層306在外延生長(zhǎng)過(guò)程中起到掩模作用,使得第二線可以只在第一線側(cè)壁形成生長(zhǎng),而避免了第二線在第一線上生長(zhǎng)。當(dāng)然的,鍺硅在第一線301延伸方向側(cè)壁的相鄰側(cè)壁也會(huì)形成外延生長(zhǎng),可在最終形成圖案后去除。在形成第二線302后,硬掩模層306可在后續(xù)去除第一線301時(shí)去除掉。在具體實(shí)施例中,多晶硅層可以為鍺硅生長(zhǎng)提供較好的表面,而且外延生長(zhǎng)法容易控制生長(zhǎng)速度、形成的第二線的濃度、輪廓等參數(shù)。在本實(shí)施例中,鍺等含量范圍為15~45%。本方案選擇外延生長(zhǎng)工藝,可以克服化學(xué)氣相沉積無(wú)法保證第二線具有較佳均勻度的困難。而且,外延生長(zhǎng)工藝為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的技術(shù),操作簡(jiǎn)單,具體不再贅述。在其他實(shí)施例中,若第一線301的材料為光刻膠、無(wú)定形碳、底部抗反射層等,第二線302的材料可選擇介質(zhì)材料,例如氧化硅、氮化硅或氮氧化硅。形成第二線302的方法,包括:(1)沉積第二線材料,覆蓋第一線301、半導(dǎo)體襯底300,可選擇化學(xué)氣相沉積。(2)回刻第二線材料,至半導(dǎo)體襯底300表面停止,當(dāng)在半導(dǎo)體襯底表面300上形成有刻蝕阻擋層(未標(biāo)示)時(shí),至刻蝕阻擋層停止,剩余第一線301延伸方向的兩相對(duì)側(cè)壁的第二線材料,為第二線302。在具體實(shí)施例中,由于第一圖案的孔距較大,使用化學(xué)氣相沉積工藝形成第二線材料,基本不會(huì)產(chǎn)生沉積膜層均勻度降低的問(wèn)題,不會(huì)影響本發(fā)明的技術(shù)效果。參照?qǐng)D10,并結(jié)合參照?qǐng)D7,執(zhí)行步驟S74,在第二線302與第一線301相對(duì)且遠(yuǎn)離第一線301的側(cè)壁形成第三線303,第三線的線寬W3與第一線的線寬W1相同。在具體實(shí)施例中,第三線303的材料選擇多晶硅,可以為后續(xù)第四線的外延生長(zhǎng)提供較佳的生長(zhǎng)表面。形成第三線303的方法,包括:(1)沉積多晶硅層,覆蓋半導(dǎo)體襯底300、第一線301、第二線302。若第一線301上形成有硬掩模層(未標(biāo)示),則多晶硅層覆硬掩模層。在本步驟中,多晶硅層的厚度必須保證:后續(xù)去除半導(dǎo)體襯底300上、第一線301上、第二線302上的多晶硅層時(shí),第二線302與第一線301相對(duì)且遠(yuǎn)離第一線301側(cè)壁的多晶硅層不被去除且該側(cè)壁上的多晶硅層的線寬等于第一線寬W1。鑒于此,本實(shí)施例的沉積多晶硅層使用原子層沉積(AtomicLayerDeposition,ALD)法,原子層沉積是一種可以將物質(zhì)以單原子膜形式一層一層的鍍?cè)诨妆砻娴姆椒?,從而可以精確控制沉積多晶硅材料的厚度,以滿足本發(fā)明要求。當(dāng)半導(dǎo)體襯底300上形成有刻蝕阻擋層(未標(biāo)示)時(shí),多晶硅層覆蓋刻蝕阻擋層。(2)回刻刻蝕。使用干法刻蝕工藝,刻蝕多晶硅層,至襯底300表面停止,剩余第二線302的與第一線301相對(duì)且遠(yuǎn)離第一線301的多晶硅層,為第三線303。在本實(shí)施例中,干法刻蝕使用原子層刻蝕(AtomicLayerEtch,ALE)法。原子層刻蝕能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)被刻蝕的介質(zhì)進(jìn)行單個(gè)原子層的刻蝕剝離,從而能夠被精確控制其刻蝕后形成的尺寸。在具體實(shí)施例中,當(dāng)襯底300上形成刻蝕阻擋層時(shí),可以作為多晶硅層刻蝕的阻擋層。參照?qǐng)D11,并結(jié)合參照?qǐng)D7,執(zhí)行步驟S75,在第三線303的與第二線302相對(duì)且遠(yuǎn)離第二線302的側(cè)壁外延生長(zhǎng)形成第四線304,第四線304的線寬W4與第一線301的線寬W1,第四線304的材料與第三線303的材料不同。第四線304的材料不同于第三線303,是為確保:后續(xù)去除第三線303時(shí),第四線304不會(huì)被去除,也就是說(shuō)第三線303相比于第四線304具有較高刻蝕選擇比。在具體實(shí)施例中,當(dāng)?shù)谌€303的材料選擇多晶硅,第四線304選擇鍺硅,多晶硅可以為鍺硅生長(zhǎng)提供良好的生長(zhǎng)表面。當(dāng)?shù)谌€303選擇其他材料時(shí),第四線304的材料應(yīng)滿足可在第三線303上實(shí)現(xiàn)外延生長(zhǎng)。當(dāng)然地,為滿足第四線304使用外延生長(zhǎng)法形成,第三線303可選擇相對(duì)應(yīng)的材料,以提供合適的生長(zhǎng)表面。參照?qǐng)D11,第四線304使用外延生長(zhǎng)法形成,不僅會(huì)形成在第三線303側(cè)壁,也會(huì)形成在第三線303上。當(dāng)?shù)诙€302選擇鍺硅時(shí),第四線304也會(huì)形成在第二線302上。在具體實(shí)施例中,參照?qǐng)D10,由于在第一線301兩側(cè)形成有第二線302、第三線303,相鄰兩個(gè)第三線303的之間的間距為第一線301的線寬W1的3倍,相比之前定義的相鄰兩個(gè)第一線301之間的間距(8W1)已經(jīng)很小。因此,第四線304選擇外延生長(zhǎng)工藝,可以克服化學(xué)氣相沉積的均勻度降低的問(wèn)題,這樣形成第四線304的側(cè)面、上表面光滑。在生長(zhǎng)過(guò)程中,可以控制第四線304的生長(zhǎng)速度,進(jìn)而控制第四線304在第二線302延伸方向的側(cè)壁的線寬。第四線304可以定義并形成精細(xì)圖案。參照?qǐng)D12~圖14,并結(jié)合參照?qǐng)D7,執(zhí)行步驟S76,去除第一線301、第三線303,剩余第二線302、第四線304。最終形成的圖案包括第二線302、第四線304,圖案的孔距L2=2W1,W1=W2=W3=W4,線與線之間的間距d2均等于第一線的線寬W1。在具體實(shí)施例中,去除第一線301、第三線303的方法,包括:(1)參照?qǐng)D12,在形成第四線304后,在半導(dǎo)體襯底300上形成犧牲層307。由于第一圖案的孔距L1=8W1(參照?qǐng)D8),而在相鄰第一線301之間包括兩個(gè)第二線302的線寬W2、兩個(gè)第三線303的線寬W3、兩個(gè)第四線304的線寬W4,則在相鄰兩個(gè)第四線304之間存在溝槽(未標(biāo)示),溝槽寬度等于第一線的線寬W1。犧牲層307恰好填充該溝槽。在具體實(shí)施例中,形成犧牲層307的方法,包括:首先,在襯底300上形成犧牲材料層,覆蓋第一線301、第二線302、第三線303、第四線304。此時(shí),所述犧牲材料層為液體狀態(tài),可以較好填充溝槽。所述犧牲材料層的材料選擇光刻膠、聚酰亞胺、底部抗反射層或含硅抗反射層,可以提供較好的液體狀態(tài),而且在后續(xù)烘焙過(guò)程中可以固體化。(2)進(jìn)行烘焙處理,使?fàn)奚牧蠈庸腆w化,形成固態(tài)犧牲材料層。(3)去除第一線301、第二線302、第三線303、第四線304上的犧牲材料層,形成犧牲層307。具體地,可選擇干法刻蝕法或濕法刻蝕法去除犧牲層。(2)以第二線302、第四線304和犧牲層307為掩模,使用濕法刻蝕法去除第一線301、第三線303。在具體實(shí)施例中,參照?qǐng)D12和圖13,當(dāng)?shù)谒木€304也覆蓋第三線303、第二線302,首先去除第二線302、第三線303上的第四線304,使用的方法為濕法腐蝕法,使用的腐蝕劑為稀鹽酸,提供的溫度范圍為500℃~700℃。在該過(guò)程中,第二線302、第三線303上的第四線304被去除時(shí),襯底300上的其他部分很少被去除或不會(huì)被去除。然后,參照?qǐng)D13和圖14,以第二線302,犧牲層307和第四線304為掩模,使用濕法腐蝕法刻蝕去除第一線301、第二線302。此時(shí),刻蝕阻擋層305可以起到刻蝕阻擋作用。在該過(guò)程中使用的腐蝕劑包括四甲基氫氧化銨(Tetramethylammoniumhydroxide,TMAH)溶劑或氫氧化銨(NH4OH)溶劑,所述腐蝕劑均為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的溶劑,在此不再贅述。在本步驟中,當(dāng)在第一線301上還形成有硬掩模層306時(shí),在去除第一線301時(shí),也去除硬掩模層306,具體可選擇使用濕法腐蝕法。(3)參照?qǐng)D13和圖14,去除犧牲層307,使用的方法包括干法刻蝕法或濕法腐蝕法。在本實(shí)施例中,第二線302的材料選擇介質(zhì)層,如氮化硅或氧化硅,第四線304的材料選擇鍺硅,相比犧牲層307選擇光刻膠、聚酰亞胺、底部抗反射層等材料,具有較高的刻蝕選擇比,即在去除犧牲層307時(shí),不會(huì)去除第二線302和第四線304。在具體實(shí)施例中,在半導(dǎo)體襯底上還在具體實(shí)施例中未示出該膜層,只是為便于描述本發(fā)明的技術(shù)方案,并不影響本發(fā)明技術(shù)效果。在本實(shí)施例中,執(zhí)行圖7所示的步驟S71~S77,最終形成圖案。最終形成的圖案定義了半導(dǎo)體器件的圖案,也就是說(shuō)最終形成的圖案是半導(dǎo)體器件的定義層。在具體實(shí)施例中,在半導(dǎo)體襯底與最終形成的圖案之間還形成有普通硅、多晶硅、金屬、介質(zhì)層等用于形成半導(dǎo)體器件的膜層(未示出),例如,硅可用于形成鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的鰭部、多晶硅可用于形成柵極、金屬可用于形成金屬互連線等。在最終形成圖案后,可以該半導(dǎo)體襯底上定義并形成的圖案為準(zhǔn),在半導(dǎo)體襯底上形成半導(dǎo)體器件,如鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的鰭部、柵極等。本發(fā)明首先定義并形成第一圖案的孔距為最終要形成的孔距的四倍。第一圖案的孔距較大,則形成第一圖案、第二線、第三線時(shí),可以避免出現(xiàn)線寬粗糙度(LWR)升高的問(wèn)題,得到第一線、第二線、第三線的側(cè)壁表面光滑,線寬在延伸方向的不同位置呈現(xiàn)相同數(shù)值,保證了后續(xù)得到精密圖案。其次,本發(fā)明在形成第四線時(shí),采用外延生長(zhǎng)工藝,代替化學(xué)氣相沉積(CVD),克服了化學(xué)氣相沉積工藝的缺點(diǎn)。由于形成第四線時(shí),襯底上的圖案孔距已經(jīng)很小,使用外延生長(zhǎng)工藝可以控制外延層生長(zhǎng)的速度和外延層中物質(zhì)的濃度,并得到具有光滑側(cè)壁的第四線,而且第四線的線寬在延伸方向也具有同一數(shù)值,提高了圖案的精密度。綜上,第二線、第四線構(gòu)成的圖案具有均勻排列密度和較佳的線寬,以該圖案定義并形成的半導(dǎo)體器件性能良好。而且,本發(fā)明通過(guò)自對(duì)準(zhǔn)四重圖案化的方法形成圖案,突破了半導(dǎo)體器件的CD變小帶來(lái)的局限性,可以在較小工藝節(jié)點(diǎn)(如20nm)下實(shí)現(xiàn)大面積、大密度圖案布局,提高了生產(chǎn)效率,促進(jìn)工藝進(jìn)步。雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例披露如上,然而并非用以限定本發(fā)明。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員,在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下,都可利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作出許多可能的變動(dòng)和修飾,或修改為等同變化的等效實(shí)施例。因此,凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容,依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化及修飾,均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。
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