圖形化方法
【專利摘要】一種圖形化方法，包括：提供基底；在所述基底上形成第一薄膜層；對(duì)所述第一薄膜層進(jìn)行第一刻蝕，刻蝕至所述第一薄膜層下表面，形成多個(gè)平行排列的第一條狀結(jié)構(gòu)，所述第一條狀結(jié)構(gòu)的頂部寬度小于底部寬度，相鄰兩個(gè)第一條狀結(jié)構(gòu)之間具有窗口；在所述窗口內(nèi)填充犧牲層，所述犧牲層的高度小于所述第一條狀結(jié)構(gòu)的高度；以所述犧牲層為掩膜，對(duì)所述第一條狀結(jié)構(gòu)進(jìn)行第二刻蝕，刻蝕所述第一條狀結(jié)構(gòu)至所述第一條狀結(jié)構(gòu)下表面，將每一個(gè)第一條狀結(jié)構(gòu)刻成兩個(gè)第二條狀結(jié)構(gòu)，所述第二條狀結(jié)構(gòu)為三棱柱狀，所述第二條狀結(jié)構(gòu)的高度等于所述犧牲層的高度；去除所述犧牲層，得到預(yù)定關(guān)鍵尺寸的條狀結(jié)構(gòu)。本圖形化方法，能夠有效減小圖形的關(guān)鍵尺寸。
【專利說(shuō)明】圖形化方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，特別是涉及一種圖形化方法。

【背景技術(shù)】
[0002]半導(dǎo)體技術(shù)在摩爾定律的驅(qū)動(dòng)下，工藝節(jié)點(diǎn)被持續(xù)減小。隨著半導(dǎo)體器件性能需求的不斷提高，半導(dǎo)體的制造難度也不斷加大。制造集成度更高的器件有賴于光刻技術(shù)，但隨著半導(dǎo)體工藝節(jié)點(diǎn)的越來(lái)越低，現(xiàn)有的常用光刻技術(shù)已難以滿足制備要求。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中為克服光刻技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)更小工藝節(jié)點(diǎn)的缺點(diǎn)，常使用的方法為側(cè)墻圖形化技術(shù)(Spacer patterning technology, SPT)。該技術(shù)的具體步驟如下:
[0004]參考圖1，提供基底1，在基底I上形成薄膜層2，在薄膜層2上形成刻蝕停止層3，然后在刻蝕停止層3上形成寬度為Wl的柱體(Core) 4。
[0005]參考圖2，在柱體4周圍形成側(cè)墻(Spacer) 5。側(cè)墻5的具體形成方法為:使用原子層沉積工藝在柱體4和刻蝕停止層3上形成介質(zhì)層，然后采用干法刻蝕所述介質(zhì)層，形成側(cè)墻5?？刂圃訉映练e工藝參數(shù)，使相鄰側(cè)墻之間的間隔W2等于W1。
[0006]參考圖3，以側(cè)墻5作為掩膜層對(duì)柱體4、刻蝕停止層3、薄膜層2進(jìn)行刻蝕，并使刻蝕停止于基底I的上表面，形成刻蝕窗口 6。
[0007]參考圖3和圖4，去除側(cè)墻5和刻蝕停止層3，完成對(duì)薄膜層2的圖形化。
[0008]使用該方法可以得到關(guān)鍵尺寸非常小的刻蝕窗口 6。但根據(jù)刻蝕窗口 6關(guān)鍵尺寸的需要，必須嚴(yán)格控制柱體4的尺寸，并需要控制工藝以形成特定厚度的側(cè)墻5，即為了得到關(guān)鍵尺寸為Wl的刻蝕窗口 6,必須使柱體4尺寸為Wl,并使相鄰側(cè)墻5之間的間隔W2等于W1。在實(shí)際操作中，柱體4的尺寸和側(cè)墻5的厚度控制難度大。
[0009]因此需要尋找一種新的圖形化方法，能夠有效減小圖形的關(guān)鍵尺寸。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明解決的問(wèn)題是提供一種新的圖形化方法，可以有效減小圖形的關(guān)鍵尺寸。
[0011]為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種圖形化方法，包括:提供基底；在所述基底上形成第一薄膜層；對(duì)所述第一薄膜層進(jìn)行第一刻蝕，刻蝕至所述第一薄膜層下表面，形成多個(gè)平行排列的第一條狀結(jié)構(gòu)，所述第一條狀結(jié)構(gòu)的頂部寬度小于底部寬度，相鄰兩個(gè)第一條狀結(jié)構(gòu)之間具有窗口 ；在所述窗口內(nèi)填充犧牲層，所述犧牲層的高度小于所述第一條狀結(jié)構(gòu)的高度；以所述犧牲層為掩膜，對(duì)所述第一條狀結(jié)構(gòu)進(jìn)行第二刻蝕，刻蝕所述第一條狀結(jié)構(gòu)至所述第一條狀結(jié)構(gòu)下表面，將每一個(gè)第一條狀結(jié)構(gòu)刻成兩個(gè)第二條狀結(jié)構(gòu)，所述第二條狀結(jié)構(gòu)為三棱柱狀，所述第二條狀結(jié)構(gòu)的高度等于所述犧牲層的高度；去除所述犧牲層。
[0012]可選的，所述第二條狀結(jié)構(gòu)為滿足預(yù)定關(guān)鍵尺寸的條狀結(jié)構(gòu)；或者，去除所述犧牲層后，還包括:重復(fù)所述填充犧牲層、所述第二刻蝕、去除犧牲層的步驟，直至得到預(yù)定關(guān)鍵尺寸的條狀結(jié)構(gòu)。
[0013]可選的，相鄰兩所述預(yù)定關(guān)鍵尺寸的條狀結(jié)構(gòu)底部相連接。
[0014]可選的，所述預(yù)定關(guān)鍵尺寸的條狀結(jié)構(gòu)用于制作柵極，形成所述預(yù)定關(guān)鍵尺寸的條狀結(jié)構(gòu)后，還包括:刻蝕所述預(yù)定關(guān)鍵尺寸的條狀結(jié)構(gòu)，使相鄰兩所述預(yù)定關(guān)鍵尺寸的條狀結(jié)構(gòu)的底部相互隔開，且各所述條狀結(jié)構(gòu)頂部寬度大于零。
[0015]可選的，所述預(yù)定關(guān)鍵尺寸的條狀結(jié)構(gòu)用作掩膜，在形成第一薄膜層之前，還包括在所述基底上形成第二薄膜層，形成所述預(yù)定關(guān)鍵尺寸的條狀結(jié)構(gòu)后，還包括:刻蝕所述預(yù)定關(guān)鍵尺寸的條狀結(jié)構(gòu)，使相鄰兩所述預(yù)定關(guān)鍵尺寸的條狀結(jié)構(gòu)的底部形成開口，所述開口延伸至第二薄膜層上表面；通過(guò)所述開口刻蝕所述第二薄膜層至所述第二薄膜層底部，形成圖形化的第二薄膜層。
[0016]可選的，預(yù)定關(guān)鍵尺寸的條狀結(jié)構(gòu)用于制作柵極結(jié)構(gòu)的三角形溝道陣列，形成所述預(yù)定關(guān)鍵尺寸的條狀結(jié)構(gòu)后，還包括:在所述預(yù)定關(guān)鍵尺寸的條狀結(jié)構(gòu)上形成柵介質(zhì)層。
[0017]可選的，形成柵介質(zhì)層的方法為:在所述預(yù)定關(guān)鍵尺寸的條狀結(jié)構(gòu)上沉積柵介質(zhì)層；或者，氧化所述預(yù)定關(guān)鍵尺寸的條狀結(jié)構(gòu)表面以形成柵介質(zhì)層。
[0018]可選的，所述第一刻蝕的方法包括:在所述第一薄膜層上形成圖形化的掩膜層，所述圖形化的掩膜層定義了所述第一條狀結(jié)構(gòu)的位置；以所述圖形化的掩膜層為掩膜，對(duì)所述第一薄膜層進(jìn)行各向異性刻蝕。
[0019]可選的，所述多個(gè)第一條狀結(jié)構(gòu)相同。
[0020]可選的，所述窗口在垂直第一條狀結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度方向上的橫截面呈V型。
[0021]可選的，所述第一條狀結(jié)構(gòu)在垂直其長(zhǎng)度方向上的橫截面呈等腰三角形，且所述等腰三角形的底邊位于所述基底的上表面，所述犧牲層的高度為所述等腰三角形底邊上的高度的一半。
[0022]可選的，所述第一條狀結(jié)構(gòu)在垂直其長(zhǎng)度方向上的橫截面呈等腰梯形，且所述等腰梯形的底邊位于所述基底的上表面，所述犧牲層的高度為由所述等腰梯形兩腰延長(zhǎng)相交而形成的等腰三角形底邊上的高度的一半。
[0023]可選的，所述兩個(gè)第二條狀結(jié)構(gòu)相同。
[0024]可選的，所述第一薄膜層的材料為硅、多晶硅、氧化硅、氮化硅、無(wú)定形碳或金屬。
[0025]可選的，第一刻蝕和第二刻蝕的方法為濕法刻蝕或等離子體刻蝕。
[0026]可選的，所述犧牲層的材料為硅、氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅、含氧氮化硅、氮化鋁、氮化銅、氮化鈦和氮化銀中的一種或幾種。
[0027]可選的，在所述窗口內(nèi)填充犧牲層的方法為旋涂法或淀積法。
[0028]可選的，去除所述犧牲層的方法為等離子體刻蝕。
[0029]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0030]本技術(shù)方案中，通過(guò)第一刻蝕形成第一條狀結(jié)構(gòu)，相鄰第一條狀結(jié)構(gòu)頂部之間的間距可以較大，即使使用光刻膠作為掩膜進(jìn)行第一刻蝕，也能得到尺寸精確的第一條狀結(jié)構(gòu)。之后利用犧牲層作為掩膜層刻蝕所述第一條狀結(jié)構(gòu)以形成第二條狀結(jié)構(gòu)時(shí)，避免了使用光刻膠作為掩膜，從而克服了光刻技術(shù)對(duì)工藝節(jié)點(diǎn)的限制，能夠制備得到現(xiàn)有光刻技術(shù)難以得到的關(guān)鍵尺寸，有效減小圖形的關(guān)鍵尺寸。第一條狀結(jié)構(gòu)的頂部寬度小于底部寬度，則相鄰第一條狀結(jié)構(gòu)之間形成的窗口頂部寬度大于所述窗口底部寬度，有利于犧牲層的填充。本技術(shù)方案相對(duì)于SPT技術(shù),只需要在窗口中填充犧牲層作為刻蝕第一薄膜層的掩膜層，無(wú)需對(duì)柱體的尺寸進(jìn)行精確控制，也無(wú)需通過(guò)原子層沉積技術(shù)來(lái)精確控制沉積層的厚度，降低了工藝成本。
[0031]進(jìn)一步，重復(fù)填充犧牲層、刻蝕第一薄膜層、去除犧牲層的步驟，能夠不斷減小圖形的關(guān)鍵尺寸。
[0032]進(jìn)一步，所述第一條狀結(jié)構(gòu)在垂直其長(zhǎng)度方向上的橫截面呈等腰梯形，且所述等腰梯形的底邊位于所述基底的上表面，所述犧牲層的高度為由所述等腰梯形兩腰延長(zhǎng)相交而形成的等腰三角形底邊上的高度的一半；且將每個(gè)所述第一條狀結(jié)構(gòu)刻蝕成兩個(gè)在垂直其長(zhǎng)度方向上的橫截面呈等腰三角形的第二條狀結(jié)構(gòu)，所述兩個(gè)第二條狀結(jié)構(gòu)的連接線位于所述第一條狀結(jié)構(gòu)底面的中線上，這樣能夠保證第二刻蝕后，所有第二條狀結(jié)構(gòu)在垂直其長(zhǎng)度方向上的橫截面呈相同的等腰三角形。完成圖形化后，得到的圖形全部相同，由此制備得到的器件，或用其作為掩膜刻蝕得到的器件也相同，使得器件的電學(xué)性能相同。同時(shí)，工藝參數(shù)無(wú)需每次進(jìn)行復(fù)雜調(diào)節(jié)，降低了工藝難度。
[0033]進(jìn)一步，所述第一條狀結(jié)構(gòu)相同，所述第一條狀結(jié)構(gòu)在垂直其長(zhǎng)度方向上的橫截面呈等腰三角形，且所述等腰三角形的底邊位于所述基底的上表面，所述犧牲層的高度為所述等腰三角形底邊上的高度的一半；且將每個(gè)所述第一條狀結(jié)構(gòu)刻蝕成兩個(gè)在垂直其長(zhǎng)度方向上的橫截面呈等腰三角形的第二條狀結(jié)構(gòu)，所述兩個(gè)第二條狀結(jié)構(gòu)的連接線位于所述第一條狀結(jié)構(gòu)底面的中線上，這樣能夠保證第二刻蝕后，所有第二條狀結(jié)構(gòu)在垂直其長(zhǎng)度方向上的橫截面呈相同的等腰三角形。完成圖形化后，得到的圖形全部相同，由此制備得到的器件，或用其作為掩膜刻蝕得到的器件也相同，使得器件的電學(xué)性能相同。同時(shí)，工藝參數(shù)無(wú)需每次進(jìn)行復(fù)雜調(diào)節(jié)，降低了工藝難度。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0034]圖1至圖4是現(xiàn)有技術(shù)中側(cè)墻圖形化技術(shù)過(guò)程的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖5至圖16本發(fā)明第一實(shí)施例圖形化方法過(guò)程的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖17至圖19是本發(fā)明第二實(shí)施例圖形化方法過(guò)程的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0037]本發(fā)明提供一種圖形化方法，能夠有效減小圖形的關(guān)鍵尺寸。
[0038]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例做詳細(xì)的說(shuō)明。
[0039]第一實(shí)施例
[0040]參考圖5，提供基底110，在所述基底110上形成第一薄膜層120。
[0041]形成所述第一薄膜層120的方法為化學(xué)氣相沉積、物理氣相沉積或外延生長(zhǎng)法。
[0042]基底110的材質(zhì)可以是單晶硅、多晶硅、非晶硅中的一種，也可以是絕緣體上硅或本領(lǐng)域所熟知的其他材料。
[0043]在具體實(shí)施例中，刻蝕所述第一薄膜層120時(shí)，所述第一薄膜層120與所述基底110具有很大的刻蝕選擇比，使刻蝕能夠停止于所述第一薄膜層120底部，而不會(huì)對(duì)所述基底110造成損傷。也可以在所述第一薄膜層120與所述基底110之間形成刻蝕停止層。圖5所示的示意圖中，所述第一薄膜層120與所述基底110之間沒(méi)有形成刻蝕停止層。
[0044]參考圖6，在所述第一薄膜層120上形成圖形化的掩膜層130，所述圖形化的掩膜層130定義了第一條狀結(jié)構(gòu)121 (參考圖7)的位置。
[0045]參考圖6和圖7，以所述圖形化的掩膜層130為掩膜，對(duì)所述第一薄膜層120進(jìn)行第一刻蝕，所述第一刻蝕為各向異性刻蝕，形成第一條狀結(jié)構(gòu)121，相鄰兩第一條狀結(jié)構(gòu)121之間具有窗口 131。
[0046]參考圖7和圖8，其中，圖7為形成多個(gè)平行排列的第一條狀結(jié)構(gòu)121的立體結(jié)構(gòu)示意圖，圖8為圖7沿切線AA’所切平面的示意圖。
[0047]在具體實(shí)施例中，所述第一薄膜層120的材料為硅，所述圖形化的掩膜層130的材料可以為氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅、含氧氮化硅、氮化鋁、氮化銅、氮化鈦或氮化銀中的一種或幾種。對(duì)所述第一薄膜層120進(jìn)行各向異性刻蝕的方法可以是，使用氫氧化四甲銨(TMAH)作為刻蝕劑，在其他實(shí)施例中，也可以使用氫氧化鉀等本領(lǐng)域所熟知的刻蝕劑。
[0048]繼續(xù)參考圖8，形成所述第一薄膜層120時(shí)，使窗口 131的側(cè)壁132為硅的(111)晶面，使用TMAH刻蝕所述第一薄膜層120時(shí)，由于TMAH刻蝕劑在硅的(111)晶面上的刻蝕非常緩慢，基本趨于停滯，所以刻蝕可以停止于所述側(cè)壁132，形成第一條狀結(jié)構(gòu)121。
[0049]第一刻蝕的方法也可以是使用氯基等離子體對(duì)所述第一薄膜層120進(jìn)行各向異性刻蝕。通過(guò)控制等離子體各處的濃度，等離子體濃度高處，所述第一薄膜層120被刻蝕的速率快；等離子體濃度低處，所述第一薄膜層120被刻蝕的速率慢，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)所述第一薄膜層120的各向異性刻蝕。
[0050]第一刻蝕之后，使用氟碳基等離子體去除所述掩膜層130。
[0051]第一刻蝕后形成的所述第一條狀結(jié)構(gòu)121的頂部寬度dl小于底部寬度d2，相鄰兩個(gè)第一條狀結(jié)構(gòu)121之間具有窗口 131。
[0052]在具體實(shí)施例中，如圖7和圖8所示，所述多個(gè)第一條狀結(jié)構(gòu)121相同；所述窗口131在垂直第一條狀結(jié)構(gòu)121長(zhǎng)度方向上的橫截面呈V型。這時(shí)，第一條狀結(jié)構(gòu)121在垂直其長(zhǎng)度方向上的橫截面呈等腰梯形。
[0053]在其他實(shí)施例中，所述多個(gè)第一條狀結(jié)構(gòu)121可以不相同，例如，所述多個(gè)第一條狀結(jié)構(gòu)121的頂部寬度不相同。所述窗口 131在垂直第一條狀結(jié)構(gòu)121長(zhǎng)度方向上的橫截面也可以不呈V型。例如，相鄰第一條狀結(jié)構(gòu)121底邊相互間隔。
[0054]本實(shí)施例中，由于所述圖形化的掩膜層130中圖形的關(guān)鍵尺寸可以較大。因此，利用光刻工藝圖形化時(shí)不存在達(dá)不到工藝節(jié)點(diǎn)的問(wèn)題，形成的所述圖形化的掩膜層130具有精確尺寸。以所述圖形化的掩膜層130為掩膜，通過(guò)第一刻蝕得到的第一條狀結(jié)構(gòu)121也具有精確尺寸。
[0055]參考圖8和圖9，在所述窗口 131內(nèi)填充犧牲層140，所述犧牲層140的高度H2小于所述第一條狀結(jié)構(gòu)的高度H3。
[0056]由于，所述第一條狀結(jié)構(gòu)121的頂部寬度dl小于底部寬度d2，所以所述窗口 131頂部寬度大于所述窗口 131的底部寬度，這有利于所述犧牲層140的填充。填充所述犧牲層140的方法可以為旋涂法或者沉積法。
[0057]在具體實(shí)施例中，所述第一條狀結(jié)構(gòu)121在垂直其長(zhǎng)度方向上的橫截面呈等腰梯形，且所述等腰梯形的底邊位于所述基底I1的上表面，所述犧牲層140的高度H2為由所述等腰梯形兩腰延長(zhǎng)相交而形成的等腰三角形底邊上的高度Hl的一半。圖9中的虛線為所述等腰梯形兩腰的延長(zhǎng)線。
[0058]在其他實(shí)施例中，所述犧牲層140的高度H2可以不等于由所述等腰梯形兩腰延長(zhǎng)相交而形成的等腰三角形底邊上的高度Hl的一半。
[0059]在具體實(shí)施例中，所述第一薄膜層120的材料為硅，所述犧牲層140的材料可以為氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅、含氧氮化硅、氮化鋁、氮化銅、氮化鈦和氮化銀中的一種或幾種。
[0060]參考圖9和圖10，以所述犧牲層140為掩膜，對(duì)所述第一條狀結(jié)構(gòu)121進(jìn)行第二刻蝕，刻蝕所述第一條狀結(jié)構(gòu)121至所述第一條狀結(jié)構(gòu)121下表面，將每一個(gè)第一條狀結(jié)構(gòu)121刻成兩個(gè)第二條狀結(jié)構(gòu)122，所述第二條狀結(jié)構(gòu)122為三棱柱狀，所述第二條狀結(jié)構(gòu)122的高度等于所述犧牲層140的高度H2。
[0061]在具體實(shí)施例中，所述兩個(gè)第二條狀結(jié)構(gòu)122的連接線位于所述第一條狀結(jié)構(gòu)121底面的中線上。參考圖10，在垂直第一條狀結(jié)構(gòu)121長(zhǎng)度方向的截面上，相鄰兩三角形的連接點(diǎn)a位于對(duì)應(yīng)等腰梯形的中點(diǎn)。由于所述第一條狀結(jié)構(gòu)121在垂直其長(zhǎng)度方向上的橫截面呈等腰梯形，且所述犧牲層140的高度H2為由所述等腰梯形兩腰延長(zhǎng)相交而形成的等腰三角形底邊上的高度Hl的一半，所以所述兩個(gè)第二條狀結(jié)構(gòu)122相同，且在垂直其長(zhǎng)度方向上的橫截面呈等腰三角形。
[0062]由于所述多個(gè)第一條狀結(jié)構(gòu)121相同，所以各所述第二條狀結(jié)構(gòu)122在垂直其長(zhǎng)度方向上的橫截面為相同的等腰三角形。各所述第二條狀結(jié)構(gòu)122相同，由所述第二條狀結(jié)構(gòu)122制備得到的器件，或用所述第二條狀結(jié)構(gòu)122作為掩膜刻蝕得到的器件也相同，使得器件的電學(xué)性能相同。
[0063]在其他實(shí)施例中，各所述第二條狀結(jié)構(gòu)122可以不同。
[0064]圖10中的虛線為第一條狀結(jié)構(gòu)121刻蝕前的輪廓。
[0065]本技術(shù)方案相對(duì)于SPT技術(shù)，只需要在窗口 131中填充犧牲層140作為第二刻蝕的掩膜，無(wú)需對(duì)柱體的尺寸進(jìn)行精確控制，也無(wú)需通過(guò)原子層沉積技術(shù)來(lái)精確控制沉積層的厚度，降低了工藝成本。
[0066]所述第二刻蝕的方法可以參考所述第一刻蝕。
[0067]參考圖11和圖12，去除所述犧牲層140。圖11為去除所述犧牲層140后的立體結(jié)構(gòu)示意圖，圖12為圖11沿切線BB’所切平面的示意圖。相鄰兩所述第二條狀結(jié)構(gòu)122底部相連。
[0068]在其他實(shí)施例中，相鄰兩所述第二條狀結(jié)構(gòu)122底部也可以不相連，即相鄰兩所述第二條狀結(jié)構(gòu)122的底部相互隔開。
[0069]去除所述犧牲層140的方法可以為等離子體刻蝕，使用氟碳基等離子體去除所述犧牲層140，這時(shí)，所述犧牲層140與所述第一薄膜層120之間具有很大的刻蝕選擇比。
[0070]以上實(shí)施例僅以第一薄膜層120的材料為硅進(jìn)行說(shuō)明。
[0071]在其他實(shí)施例中，所述第一薄膜層120的材料可以為無(wú)定形碳、氧化硅、氮化硅、無(wú)定形碳或金屬。也可以為本領(lǐng)域所熟知的其他材料。選擇所述圖形化的掩膜層130和犧牲層140必須滿足以下條件:
[0072]進(jìn)行第一刻蝕時(shí)，所述第一薄膜層120與所述圖形化的掩膜層130之間具有很高的選擇比；去除所述圖形化的掩膜層130時(shí)，所述圖形化的掩膜層130與所述第一薄膜層120之間具有很高的選擇比。
[0073]進(jìn)行第二刻蝕時(shí)，所述第一薄膜層120與所述犧牲層140之間具有很高的選擇比；去除所述犧牲層140時(shí)，所述犧牲層140與所述第一薄膜層120之間具有很高的選擇比。
[0074]例如，所述第一薄膜層120的材料為氧化硅，所述圖形化的掩膜層130和所述犧牲層140的材料為硅。
[0075]第一刻蝕和第二刻蝕的方法可以是使用氟碳基等離子體對(duì)所述第一薄膜層120進(jìn)行各向異性刻蝕。去除所述圖形化的掩膜層130和所述犧牲層140時(shí)，可以使用含氯基等離子體去除所述圖形化的掩膜層130和所述犧牲層140。
[0076]本實(shí)施例中，第二條狀結(jié)構(gòu)為滿足預(yù)定關(guān)鍵尺寸的條狀結(jié)構(gòu)，
[0077]若第二條狀結(jié)構(gòu)122用于制作半導(dǎo)體器件中柵極結(jié)構(gòu)的三角形溝道陣列，形成第二條狀結(jié)構(gòu)122后，還需要在第二條狀結(jié)構(gòu)122的側(cè)壁上形成柵介質(zhì)層。形成所述柵介質(zhì)層的方法可以為在第二條狀結(jié)構(gòu)122的側(cè)壁上沉積柵介質(zhì)層，或者氧化所述第二條狀結(jié)構(gòu)122的側(cè)壁以形成柵介質(zhì)層。
[0078]與柱形或矩形溝道相比，利用三角形溝道陣列的傳統(tǒng)拐角控制的半導(dǎo)體器件通過(guò)提供兩倍的線溝道數(shù)量，增加了拐角的數(shù)量和電流的面積。
[0079]若第二條狀結(jié)構(gòu)122用于制作柵極，形成第二條狀結(jié)構(gòu)122后，還包括以下步驟:
[0080]參考圖12和圖13，采用等離子體刻蝕法刻蝕所述第二條狀結(jié)構(gòu)122，使相鄰兩所述第二條狀結(jié)構(gòu)122相互隔開。由于刻蝕所述第二條狀結(jié)構(gòu)122時(shí)，不采用掩膜，所以在此過(guò)程中，各所述第二條狀結(jié)構(gòu)122頂部也被刻蝕，使得各所述第二條狀結(jié)構(gòu)122的頂部寬度大于零。
[0081]參考圖14，若第二條狀結(jié)構(gòu)122用作掩膜，在形成第一薄膜層120之前，還在所述基底110上形成第二薄膜層1101。所述第二條狀結(jié)構(gòu)122的底部寬度為D。
[0082]形成第二條狀結(jié)構(gòu)122后，還包括以下步驟:
[0083]參考圖15，刻蝕所述第二條狀結(jié)構(gòu)122，使相鄰兩第二條狀結(jié)構(gòu)122底部形成開口101，所述開口 101延伸至第二薄膜層1101上表面?？涛g所述第二條狀結(jié)構(gòu)122時(shí)，第二條狀結(jié)構(gòu)122的頂部也被刻蝕，使得所述第二條狀結(jié)構(gòu)122的頂部寬度大于零。
[0084]參考15和圖16，通過(guò)所述開口 101刻蝕所述第二薄膜層1101至所述第二薄膜層1101底部，形成圖形化的第二薄膜層1102。并去除所述第二條狀結(jié)構(gòu)122。
[0085]所述開口 101的尺寸與刻蝕所述第二條狀結(jié)構(gòu)122的時(shí)間有關(guān)，刻蝕時(shí)間越長(zhǎng)，所述開口 101的尺寸越大?？梢酝ㄟ^(guò)控制刻蝕時(shí)間來(lái)控制所述開口 101的尺寸，進(jìn)而控制通過(guò)所述開口 101刻蝕得到的圖形化的第二薄膜層1102的尺寸。
[0086]圖形化的第二薄膜層1102的關(guān)鍵尺寸W等于所述第二條狀結(jié)構(gòu)122在其長(zhǎng)度方向上的截面的底邊寬度D。
[0087]以上實(shí)施例僅以所述第一條狀結(jié)構(gòu)121在垂直其長(zhǎng)度方向上的橫截面呈等腰梯形為例進(jìn)行說(shuō)明。
[0088]在其他實(shí)施例中，所述第一條狀結(jié)構(gòu)121在垂直其長(zhǎng)度方向上的橫截面呈等腰三角形，且所述等腰三角形的底邊位于所述基底I1的上表面。這時(shí)，所述第一條狀結(jié)構(gòu)121的頂部寬度為零。為得到相同的第二條狀結(jié)構(gòu)122，所述犧牲層140的高度為所述等腰三角形底邊上的高度的一半。
[0089]第二實(shí)施例
[0090]第二實(shí)施例與第一實(shí)施例的區(qū)別在于:第二條狀結(jié)構(gòu)122在垂直其長(zhǎng)度方向上的截面的底邊寬度未達(dá)到預(yù)定關(guān)鍵尺寸。需要重復(fù)所述填充犧牲層、所述第二刻蝕、去除犧牲層的步驟，直至得到預(yù)定關(guān)鍵尺寸的條狀結(jié)構(gòu)。
[0091]第二實(shí)施例中圖形化方法包括:
[0092]參考圖12，形成第二條狀結(jié)構(gòu)122 ；
[0093]該步驟可以參考第一實(shí)施例中形成第二條狀結(jié)構(gòu)122的方法。
[0094]參考圖17，在相鄰第二條狀結(jié)構(gòu)122之間的間隙中填充犧牲層141 ；
[0095]該步驟可以參考第一實(shí)施例中填充犧牲層140的方法。
[0096]參考圖18，以所述犧牲層141為掩膜，對(duì)所述第二條狀結(jié)構(gòu)122進(jìn)行各向異性刻蝕，形成第三條狀結(jié)構(gòu)123 ；
[0097]具體參考第一實(shí)施例中第二刻蝕的方法。
[0098]參考圖19，去除犧牲層141 ;
[0099]該步驟可以參考第一實(shí)施例中去除犧牲層140的方法。
[0100]本實(shí)施例中以重復(fù)一次所述填充犧牲層、所述第二刻蝕、去除犧牲層的步驟為例進(jìn)行說(shuō)明，本發(fā)明中，重復(fù)所述填充犧牲層、所述第二刻蝕、去除犧牲層的步驟的次數(shù)需要根據(jù)預(yù)定器件關(guān)鍵尺寸來(lái)決定。
[0101]由于重復(fù)時(shí)，只有犧牲層的高度需要調(diào)整，其他參數(shù)可直接使用上一次的工藝參數(shù)，即其他參數(shù)無(wú)需每次進(jìn)行復(fù)雜調(diào)節(jié)，降低了工藝難度。
[0102]重復(fù)填充犧牲層、刻蝕第一薄膜層、去除犧牲層的步驟，能夠不斷減小圖像化的第一薄膜層的關(guān)鍵尺寸。相對(duì)于SPT技術(shù)，本實(shí)施例通過(guò)不斷重復(fù)來(lái)逐步刻蝕第一薄膜層120以得到所需的關(guān)鍵尺寸，且不需要對(duì)柱體的尺寸進(jìn)行精確控制，也無(wú)需通過(guò)原子層沉積技術(shù)來(lái)精確控制沉積層的厚度，降低了工藝成本，簡(jiǎn)化了工藝復(fù)雜度。
[0103]其他信息參考第一實(shí)施例的相關(guān)部分。
[0104]雖然本發(fā)明披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動(dòng)與修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種圖形化方法，其特征在于，包括: 提供基底； 在所述基底上形成第一薄膜層； 對(duì)所述第一薄膜層進(jìn)行第一刻蝕，刻蝕至所述第一薄膜層下表面，形成多個(gè)平行排列的第一條狀結(jié)構(gòu)，所述第一條狀結(jié)構(gòu)的頂部寬度小于底部寬度，相鄰兩個(gè)第一條狀結(jié)構(gòu)之間具有窗口； 在所述窗口內(nèi)填充犧牲層，所述犧牲層的高度小于所述第一條狀結(jié)構(gòu)的高度； 以所述犧牲層為掩膜，對(duì)所述第一條狀結(jié)構(gòu)進(jìn)行第二刻蝕，刻蝕所述第一條狀結(jié)構(gòu)至所述第一條狀結(jié)構(gòu)下表面，將每一個(gè)第一條狀結(jié)構(gòu)刻成兩個(gè)第二條狀結(jié)構(gòu)，所述第二條狀結(jié)構(gòu)為三棱柱狀，所述第二條狀結(jié)構(gòu)的高度等于所述犧牲層的高度； 去除所述犧牲層。
2.如權(quán)利要求1所述的圖形化方法，其特征在于，所述第二條狀結(jié)構(gòu)為滿足預(yù)定關(guān)鍵尺寸的條狀結(jié)構(gòu)； 或者，去除所述犧牲層后，還包括:重復(fù)所述填充犧牲層、所述第二刻蝕、去除犧牲層的步驟，直至得到預(yù)定關(guān)鍵尺寸的條狀結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求2所述的圖形化方法，其特征在于，相鄰兩所述預(yù)定關(guān)鍵尺寸的條狀結(jié)構(gòu)底部相連接。
4.如權(quán)利要求3所述的圖形化方法，其特征在于，所述預(yù)定關(guān)鍵尺寸的條狀結(jié)構(gòu)用于制作柵極，形成所述預(yù)定關(guān)鍵尺寸的條狀結(jié)構(gòu)后，還包括: 刻蝕所述預(yù)定關(guān)鍵尺寸的條狀結(jié)構(gòu)，使相鄰兩所述預(yù)定關(guān)鍵尺寸的條狀結(jié)構(gòu)的底部相互隔開，且各所述條狀結(jié)構(gòu)頂部寬度大于零。
5.如權(quán)利要求3所述的圖形化方法，其特征在于，所述預(yù)定關(guān)鍵尺寸的條狀結(jié)構(gòu)用作掩膜，在形成第一薄膜層之前，還包括在所述基底上形成第二薄膜層，形成所述預(yù)定關(guān)鍵尺寸的條狀結(jié)構(gòu)后，還包括: 刻蝕所述預(yù)定關(guān)鍵尺寸的條狀結(jié)構(gòu)，使相鄰兩所述預(yù)定關(guān)鍵尺寸的條狀結(jié)構(gòu)的底部形成開口，所述開口延伸至第二薄膜層上表面； 通過(guò)所述開口刻蝕所述第二薄膜層至所述第二薄膜層底部，形成圖形化的第二薄膜層。
6.如權(quán)利要求3所述的圖形化方法，其特征在于，預(yù)定關(guān)鍵尺寸的條狀結(jié)構(gòu)用于制作柵極結(jié)構(gòu)的三角形溝道陣列，形成所述預(yù)定關(guān)鍵尺寸的條狀結(jié)構(gòu)后，還包括: 在所述預(yù)定關(guān)鍵尺寸的條狀結(jié)構(gòu)上形成柵介質(zhì)層。
7.如權(quán)利要求6所述的圖形化方法，其特征在于，形成柵介質(zhì)層的方法為: 在所述預(yù)定關(guān)鍵尺寸的條狀結(jié)構(gòu)上沉積柵介質(zhì)層；或者， 氧化所述預(yù)定關(guān)鍵尺寸的條狀結(jié)構(gòu)表面以形成柵介質(zhì)層。
8.如權(quán)利要求1所述的圖形化方法，其特征在于，所述第一刻蝕的方法包括: 在所述第一薄膜層上形成圖形化的掩膜層，所述圖形化的掩膜層定義了所述第一條狀結(jié)構(gòu)的位置； 以所述圖形化的掩膜層為掩膜，對(duì)所述第一薄膜層進(jìn)行各向異性刻蝕。
9.如權(quán)利要求1所述的圖形化方法，其特征在于，所述多個(gè)第一條狀結(jié)構(gòu)相同。
10.如權(quán)利要求9所述的圖形化方法，其特征在于，所述窗口在垂直第一條狀結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度方向上的橫截面呈V型。
11.如權(quán)利要求10所述的圖形化方法，其特征在于，所述第一條狀結(jié)構(gòu)在垂直其長(zhǎng)度方向上的橫截面呈等腰三角形，且所述等腰三角形的底邊位于所述基底的上表面，所述犧牲層的高度為所述等腰三角形底邊上的高度的一半。
12.如權(quán)利要求10所述的圖形化方法，其特征在于，所述第一條狀結(jié)構(gòu)在垂直其長(zhǎng)度方向上的橫截面呈等腰梯形，且所述等腰梯形的底邊位于所述基底的上表面，所述犧牲層的高度為由所述等腰梯形兩腰延長(zhǎng)相交而形成的等腰三角形底邊上的高度的一半。
13.如權(quán)利要求11或12所述的圖形化方法，其特征在于，所述兩個(gè)第二條狀結(jié)構(gòu)相同。
14.如權(quán)利要求1所述的圖形化方法，其特征在于，所述第一薄膜層的材料為硅、多晶娃、氧化娃、氮化娃、無(wú)定形碳或金屬。
15.如權(quán)利要求14所述的圖形化方法，其特征在于，第一刻蝕和第二刻蝕的方法為濕法刻蝕或等離子體刻蝕。
16.如權(quán)利要求1所述的圖形化方法，其特征在于，所述犧牲層的材料為硅、氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅、含氧氮化硅、氮化鋁、氮化銅、氮化鈦和氮化銀中的一種或幾種。
17.如權(quán)利要求1或16所述的圖形化方法，其特征在于，在所述窗口內(nèi)填充犧牲層的方法為旋涂法或淀積法。
18.如權(quán)利要求16所述的圖形化方法，其特征在于，去除所述犧牲層的方法為等離子體刻蝕。
【文檔編號(hào)】H01L21/311GK104241117SQ201310232131
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2013年6月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月9日
【發(fā)明者】張城龍, 王新鵬 申請(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司