本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，尤其涉及一種半導(dǎo)體器件的形成方法。

背景技術(shù)：

在半導(dǎo)體器件制造的工藝中，通常利用光刻工藝把掩膜版上的圖形轉(zhuǎn)移到襯底上。光刻過程包括：提供襯底；在半導(dǎo)體襯底上形成光刻膠；對(duì)所述光刻膠進(jìn)行曝光和顯影，形成圖案化的光刻膠；以圖案化的光刻膠為掩膜對(duì)襯底進(jìn)行刻蝕，使得光刻膠上的圖案轉(zhuǎn)印到襯底中；去除光刻膠。隨著半導(dǎo)體器件尺寸的不斷縮小，光刻關(guān)鍵尺寸逐漸接近甚至超出了光刻的物理極限，由此給光刻技術(shù)提出了更加嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。雙重構(gòu)圖技術(shù)的基本思想是通過兩次構(gòu)圖形成最終的目標(biāo)圖案，以克服單次構(gòu)圖不能達(dá)到的光刻極限。

自對(duì)準(zhǔn)型雙重構(gòu)圖(SADP)技術(shù)是一種重要的雙重構(gòu)圖技術(shù)，進(jìn)行自對(duì)準(zhǔn)型雙重構(gòu)圖的步驟包括：在待刻蝕的目標(biāo)材料層上形成犧牲材料層；通過光刻工藝對(duì)犧牲材料層進(jìn)行構(gòu)圖，使其具有圖案；在犧牲材料層上沉積間隙側(cè)壁材料層；刻蝕間隙側(cè)壁材料層，至少露出犧牲材料層的頂部表面，從而在犧牲材料層的側(cè)壁形成間隙側(cè)壁層；去除犧牲材料層，保留間隙側(cè)壁層；以間隙側(cè)壁層作為掩膜，對(duì)目標(biāo)材料層進(jìn)行刻蝕，使其具有圖案。

現(xiàn)有技術(shù)中構(gòu)圖工藝在半導(dǎo)體器件中形成的圖案性能較差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的問題是提供一種半導(dǎo)體器件的形成方法，提高半導(dǎo)體器件中圖案的性能。

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體器件的形成方法，包括：提供待刻蝕材料層；在待刻蝕材料層表面形成第一掩膜材料層；采用聚焦離子束刻蝕工藝刻蝕第一掩膜材料層，在待刻蝕材料層表面形成多個(gè)分立的第一掩膜層；在分立的第一掩膜層之間的待刻蝕材料層表面形成第二掩膜層，所述第二掩膜層的頂部表面與第一掩膜層的頂部表面齊平；去除第一掩膜層，保留第二掩膜層；對(duì)第二掩膜層進(jìn)行橫向回刻蝕，形成第三掩膜層；以第三掩 膜層為掩膜刻蝕待刻蝕材料層，形成目標(biāo)圖案。

可選的，所述第一掩膜層的線寬為5nm～15nm，所述第一掩膜層的厚度為5nm～50nm。

可選的，所述第一掩膜材料層的材料為金屬或金屬氧化物；所述第一掩膜層為金屬硬掩膜層或金屬氧化物硬掩膜層。

可選的，所述第一掩膜層的材料為鋅鋁氧化物。

可選的，采用聚焦離子束刻蝕工藝刻蝕第一掩膜材料層以形成第一掩膜層的工藝參數(shù)為：引出電壓為20KeV～40KeV,束流為1pA～10pA,離子密度為1E211/cm²～5E211/cm²，離子源為鎵金屬離子源。

可選的，所述第二掩膜層的線寬為50nm～70nm，所述第二掩膜層的厚度為5nm～50nm。

可選的，所述第二掩膜層為金屬硬掩膜層。

可選的，所述第二掩膜層的材料為鎳。

可選的，采用旋涂工藝形成所述第二掩膜層，具體的方法為：在第一掩膜層暴露的待刻蝕材料層表面旋涂第二掩膜材料層，所述第二掩膜材料層表面高于第一掩膜層的頂部表面；固化第二掩膜材料層；平坦化所述第二掩膜材料層直至露出所述第一掩膜層的頂部表面，形成第二掩膜層，所述第二掩膜層的頂部表面與第一掩膜層的頂部表面齊平。

可選的，形成所述第二掩膜層的方法為：采用沉積工藝形成覆蓋所述第一掩膜層和待刻蝕材料層表面的第二掩膜材料層，所述第二掩膜材料層的表面高于第一掩膜層的頂部表面；平坦化所述第二掩膜材料層直至露出所述第一掩膜層的頂部表面，形成第二掩膜層，所述第二掩膜層的頂部表面與第一掩膜層的頂部表面齊平。

可選的，當(dāng)?shù)诙谀拥牟牧蠟殒嚂r(shí)，旋涂第二掩膜材料層采用的溶質(zhì)為環(huán)烷酸鎳，采用的溶劑為甲苯，環(huán)烷酸鎳和甲苯的體積比為2:5～4:5。

可選的，固化所述第二掩膜材料層的溫度為200攝氏度～350攝氏度，固化時(shí)間為60s～120s。

可選的，采用中性粒子耦合刻蝕工藝去除所述第一掩膜層。

可選的，當(dāng)?shù)谝谎谀拥牟牧蠟殇\鋁氧化物，第二掩膜層的材料為鎳時(shí)，采用中性粒子耦合刻蝕工藝去除第一掩膜層，采用的氣體為BCl₃和Ar，BCl₃的流量為100sccm～1500sccm，Ar的流量為50sccm～200sccm，射頻源功率為10KeV～150KeV，中性化網(wǎng)板施加的電壓為10V～500V，刻蝕腔室壓強(qiáng)為10mtorr～200mtorr。

可選的，當(dāng)?shù)诙谀訛榻饘儆惭谀樱€包括，對(duì)第二掩膜層進(jìn)行氫氣處理，氫氣的流量為100sccm～1000sccm，溫度為400攝氏度～600攝氏度，氫氣處理時(shí)間為30min～60min。

可選的，采用干法刻蝕對(duì)第二掩膜層進(jìn)行橫向回刻蝕，采用的氣體為CF₄，CF₄的流量為100sccm～1500sccm，射頻源功率為100KeV～1500KeV，刻蝕腔室壓強(qiáng)為10mtorr～200mtorr。

可選的，還包括：采用化學(xué)下游刻蝕對(duì)目標(biāo)圖案進(jìn)行修復(fù)處理，工藝參數(shù)為：刻蝕氣體包括CF₄和O₂，CF₄流量為100sccm～1000sccm，O₂流量為5sccm～100sccm，刻蝕源功率為100瓦～1500瓦，刻蝕腔室壓強(qiáng)為2mtorr～50mtorr，刻蝕腔室溫度為0攝氏度氏度～200攝氏度。

可選的，所述第三掩膜層的線寬為20nm～40nm。

可選的，所述待刻蝕材料層的材料為硅。

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)：

本發(fā)明提供的半導(dǎo)體器件的形成方法，采用聚焦離子束刻蝕工藝刻蝕第一掩膜材料層，在待刻蝕材料層表面形成多個(gè)分立的第一掩膜層，減小了第一掩膜層側(cè)壁的線寬粗糙度，并且降低了對(duì)待刻蝕材料的刻蝕損傷，在分立的第一掩膜層之間的待刻蝕材料層表面形成第二掩膜層后，第二掩膜層的線寬粗糙度較小，去除第一掩膜層后，對(duì)第二掩膜層進(jìn)行橫向回刻蝕，形成第三掩膜層，使得第三掩膜層滿足刻蝕待刻蝕材料層的尺寸要求，以形成的第三掩膜層為掩膜刻蝕待刻蝕材料層，形成的目標(biāo)圖案中的凹陷部分不存在高度差異性，且形成的目標(biāo)圖案具有較小的線寬粗糙度。

進(jìn)一步的，采用化學(xué)下游法對(duì)目標(biāo)圖案修復(fù)刻蝕處理，進(jìn)一步減小了目標(biāo)圖案的線寬粗糙度。

附圖說明

圖1至圖5為本發(fā)明一實(shí)施例中半導(dǎo)體器件的形成方法過程中的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6至圖12為本發(fā)明另一實(shí)施例中半導(dǎo)體器件的形成方法過程中的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)有技術(shù)中構(gòu)圖工藝在半導(dǎo)體器件中形成的圖案性能較差。

圖1至圖5為本發(fā)明一實(shí)施例中半導(dǎo)體器件的形成方法過程中的結(jié)構(gòu)示意圖。

參考圖1，提供半導(dǎo)體襯底100；在半導(dǎo)體襯底100上形成待刻蝕材料層110；在待刻蝕材料層110上形成具有圖案的犧牲材料層120。

所述待刻蝕材料層110的材料為硅。

參考圖2，形成間隙側(cè)壁材料層130，所述間隙側(cè)壁材料層130覆蓋半導(dǎo)體襯底100表面和犧牲材料層120。

參考圖3，刻蝕間隙側(cè)壁材料層130(參考圖2)，至少露出犧牲材料層120的頂部表面，從而在犧牲材料層120的側(cè)壁形成間隙側(cè)壁131。

所述間隙側(cè)壁131的厚度為20nm～40nm，相鄰間隙側(cè)壁131之間的距離為50nm～100nm。

采用各向異性干法刻蝕對(duì)間隙側(cè)壁材料層130進(jìn)行刻蝕。

參考圖4，去除犧牲材料層120(參考圖3)，保留間隙側(cè)壁131。

參考圖5，以間隙側(cè)壁131作為掩膜，對(duì)待刻蝕材料層110進(jìn)行刻蝕，在待刻蝕材料層110上形成目標(biāo)圖案。

研究發(fā)現(xiàn)，上述實(shí)施例中半導(dǎo)體器件的形成方法形成的目標(biāo)圖案的性能較差，原因在于：

在刻蝕間隙側(cè)壁材料層以形成間隙側(cè)壁的過程中(參考圖3)，會(huì)損耗部分待刻蝕材料層，去除犧牲材料層后(參考圖4)，導(dǎo)致相鄰間隙側(cè)壁之間的待刻蝕材料層的表面高度存在差異性，以形成的間隙側(cè)壁為掩膜刻蝕待刻蝕材料層(參考圖5)，形成的目標(biāo)圖案中凹陷部分的高度(a和a’)存在差異；沉積間隙側(cè)壁材料層后采用各向異性干法刻蝕對(duì)間隙側(cè)壁材料層進(jìn)行刻蝕，形成的間隙側(cè)壁的厚度均勻性差，導(dǎo)致形成的目標(biāo)圖案具有較差的線寬粗糙度；另外在形成具有圖案的犧牲材料層時(shí)，需要形成圖形化的光刻膠層定義具有圖案的犧牲材料層的位置，在形成圖形化的光刻膠層時(shí)，受到光刻工藝極限的限制，所述圖形化的光刻膠層側(cè)壁表面難以完全垂直于犧牲材料層，會(huì)導(dǎo)致形成的犧牲材料層的側(cè)壁粗糙，去除犧牲材料層后，形成的間隙側(cè)壁的側(cè)壁同樣粗糙，導(dǎo)致形成的目標(biāo)圖案具有較差的線寬粗糙度。

在另一個(gè)實(shí)施例中，在待刻蝕材料層表面形成中間層，所述中間層保護(hù)待刻蝕材料層不受到刻蝕的損傷，但是沉積間隙側(cè)壁材料層后采用干法刻蝕對(duì)間隙側(cè)壁材料層進(jìn)行刻蝕的過程中，會(huì)刻蝕損耗部分中間層，去除犧牲材料層后，相鄰間隙側(cè)壁之間的中間層表面的高度不一致，以間隙側(cè)壁為掩膜對(duì)中間層和待刻蝕材料進(jìn)行刻蝕時(shí)，形成的目標(biāo)圖案中凹陷部分的高度差依然存在。

本發(fā)明提出了一種半導(dǎo)體器件的形成方法，包括：提供待刻蝕材料層；在待刻蝕材料層表面形成第一掩膜材料層；采用聚焦離子束刻蝕工藝刻蝕第一掩膜材料層，在待刻蝕材料層表面形成多個(gè)分立的第一掩膜層；在分立的第一掩膜層之間的待刻蝕材料層表面形成第二掩膜層，所述第二掩膜層的頂部表面與第一掩膜層的頂部表面齊平；去除第一掩膜層，保留第二掩膜層；對(duì)第二掩膜層進(jìn)行橫向回刻蝕，形成第三掩膜層；以第三掩膜層為掩膜刻蝕待刻蝕材料層，形成目標(biāo)圖案。

采用聚焦離子束刻蝕工藝刻蝕第一掩膜材料層，在待刻蝕材料層表面形成多個(gè)分立的第一掩膜層，減小了第一掩膜層側(cè)壁的線寬粗糙度，并且降低了對(duì)待刻蝕材料的刻蝕損傷，在分立的第一掩膜層之間的待刻蝕材料層表面形成第二掩膜層后，第二掩膜層的線寬粗糙度較小，去除第一掩膜層后，對(duì)第二掩膜層進(jìn)行橫向回刻蝕，形成第三掩膜層，使得第三掩膜層滿足刻蝕待 刻蝕材料層的尺寸要求，以形成的第三掩膜層為掩膜刻蝕待刻蝕材料層，形成的目標(biāo)圖案中的凹陷部分不存在高度差異性，且減小了形成的目標(biāo)圖案的線寬粗糙度。

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)明能夠以很多不同于在此的描述的其它方式來實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實(shí)施的限制。其次，本發(fā)明利用示意圖進(jìn)行詳細(xì)描述，在詳述本發(fā)明實(shí)施例時(shí)，為了便于說明，所述示意圖只是實(shí)例，其再次不應(yīng)限制本發(fā)明保護(hù)的范圍。

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)的說明。

參考圖6，提供待刻蝕材料層200。

所述待刻蝕材料層200為后續(xù)需要刻蝕的材料層。所述待刻蝕材料層可以為單層或多層堆疊結(jié)構(gòu)。所述待刻蝕材料層200的材料可以為半導(dǎo)體材料，如硅、鍺或鍺化硅，這里不再一一舉例。本實(shí)施例中，所述待刻蝕材料層200為硅。

形成所述待刻蝕材料層200的方法為沉積工藝，如原子層沉積工藝或等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積工藝。本實(shí)施例中，采用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積工藝形成所述待刻蝕材料層200。

在待刻蝕材料層200上還可以形成界面層(未圖示)，所述界面層的材料包括氮化硅、氧化硅、氮氧化硅等。所述界面層可以保護(hù)待刻蝕材料層200不受到刻蝕損傷。

繼續(xù)參考圖6，在待刻蝕材料層200表面形成第一掩膜材料層210。

形成所述第一掩膜材料層210的方法為沉積工藝，如化學(xué)氣相沉積或物理氣相沉積。在本實(shí)施例中，采用物理氣相沉積在待刻蝕材料層200上形成第一掩膜材料層210。

所述第一掩膜材料層210的材料可以為氮化硅或氧化硅；所述第一掩膜材料層210也可以為金屬，如鉭(Ta)、釕(Ru)、鎳(Ni)或鎢(W)等； 所述第一掩膜材料層210也可以為金屬氧化物，如鋅鋁氧化物(AZO)。

采用金屬或金屬氧化物的第一掩膜材料層210后續(xù)被聚焦離子束刻蝕后，形成的第一掩膜層的線寬粗糙度較小。后續(xù)在第一掩膜層之間填充形成第二掩膜層，由于第一掩膜層的線寬粗糙度較小，所以形成的第二掩膜層也具有較小的線寬粗糙度。

參考圖7，采用聚焦離子束刻蝕工藝刻蝕第一掩膜材料層210(參考圖6)，在待刻蝕材料層200表面形成多個(gè)分立的第一掩膜層211。

所述第一掩膜層211的厚度為5nm～50nm。

所述第一掩膜層211的線寬為5nm～15nm，第一掩膜層211之間的間隔為50nm～70nm。

采用聚焦離子束(Focused ion beam，F(xiàn)IB)刻蝕工藝刻蝕第一掩膜材料層210，即通過把離子束聚焦到所述第一掩膜材料層210表面上，利用離子束對(duì)所述第一掩膜材料層210進(jìn)行轟擊達(dá)到對(duì)第一掩膜材料層210刻蝕的目的，形成第一掩膜層211。

所述第一掩膜層211的材料可以氮化硅或氧化硅；所述第一掩膜層211也可以為金屬硬掩膜層，所述金屬硬掩膜層的材料可以為鉭(Ta)、釕(Ru)、鎳(Ni)或鎢(W)等；所述第一掩膜層211也可以為金屬氧化物硬掩膜層，所述金屬氧化物硬掩膜層的材料為鋅鋁氧化物(AZO)等。第一掩膜層211的材料和后續(xù)形成的第二掩膜層的材料不同。且后續(xù)去除第一掩膜層211時(shí)，第一掩膜層211和第二掩膜層具有高的刻蝕選擇比。

采用金屬硬掩膜層或金屬氧化物硬掩膜層的第一掩膜層211的線寬粗糙度較小。后續(xù)在第一掩膜層211之間形成第二掩膜層，由于第一掩膜層211的線寬粗糙度較小，所以形成的第二掩膜層也具有較小的線寬粗糙度。

采用聚焦離子束刻蝕工藝刻蝕第一掩膜材料層210，參考圖8，第一掩膜材料層210分別為鋅鋁氧化物(AZO)、鉭(Ta)、釕(Ru)、鎳(Ni)或鎢(W)；刻蝕選擇比為第一掩膜材料層210相對(duì)于Si材料的刻蝕選擇比；離子為鎵金屬離子；離子濃度為用于刻蝕第一掩膜材料層210的離子濃度。由圖8可知，第一掩膜材料層210和Si材料具有高的刻蝕選擇比。本實(shí)施例中，待刻蝕材 料層200的材料為硅，采用聚焦離子束刻蝕工藝刻蝕第一掩膜材料層210時(shí)，第一掩膜材料層210和待刻蝕材料層200具有較高的刻蝕選擇比，使得對(duì)待刻蝕材料層200的刻蝕損耗較小。

本實(shí)施例中，第一掩膜層211的材料為鋅鋁氧化物，采用聚焦離子束刻蝕第一掩膜材料層210以形成第一掩膜層211的具體工藝參數(shù)為：引出電壓為20KeV～40KeV,束流為1pA～10pA,離子密度為1E211/cm²～5E211/cm²，離子源為鎵金屬離子源。

由于采用聚焦離子束刻蝕工藝，即通過把離子束聚焦到所述第一掩膜材料層210表面上，利用離子束對(duì)所述第一掩膜材料層210進(jìn)行轟擊達(dá)到對(duì)第一掩膜材料層210刻蝕的目的，形成第一掩膜層211，避免了采用光刻工藝會(huì)帶來的第一掩膜層211的線寬粗糙度較大的問題，也避免了采用各向異性的干法刻蝕工藝會(huì)帶來的第一掩膜層211的厚度不均勻的問題。即采用聚焦離子束刻蝕第一掩膜材料層210形成的第一掩膜層211具有良好的側(cè)壁形貌，表現(xiàn)在：第一掩膜層211的線寬粗糙度較小且第一掩膜層211側(cè)壁與待刻蝕材料層200表面垂直。

需要說明的是，由于采用聚焦離子束刻蝕工藝刻蝕第一掩膜材料層210形成的第一掩膜層211的線寬較小，而第一掩膜層211之間的間隔大于第一掩膜層211的線寬，且第一掩膜層211的線寬小于待形成的目標(biāo)圖案的線寬，所以后續(xù)會(huì)在第一掩膜層211之間的待刻蝕材料層表面形成第二掩膜層，再對(duì)第二掩膜層進(jìn)行橫向回刻蝕形成滿足刻蝕待刻蝕材料層尺寸要求的第三掩膜層，以第三掩膜層為掩膜刻蝕待刻蝕材料層。

參考圖9，在分立的第一掩膜層211之間的待刻蝕材料層200表面形成第二掩膜層220，第二掩膜層220的頂部表面與第一掩膜層210的頂部表面齊平。

第二掩膜層220的厚度為5nm～50nm。

第二掩膜層220的線寬為50nm～70nm。

所述第二掩膜層220的材料可以為氮化硅或氧化硅；所述第二掩膜層220的材料也可以為金屬硬掩膜層，所述金屬硬掩膜層的材料為鉭、釕、鎳、鎢或鋅鋁合金等。所述第二掩膜層220的材料和第一掩膜層211的材料不同。 在后續(xù)去除第一掩膜層211的過程中，第一掩膜層211和第二掩膜層220具有高的刻蝕選擇比。

本實(shí)施例中，所述第二掩膜層220的材料為鎳。

在一個(gè)實(shí)施例中，形成所述第二掩膜層220的方法為：采用沉積工藝形成覆蓋所述第一掩膜層211和待刻蝕材料層200表面的第二掩膜材料層(未圖示)，所述第二掩膜材料層的表面高于第一掩膜層211的頂部表面；采用平坦化工藝，如化學(xué)機(jī)械研磨，平坦化所述第二掩膜材料層直至露出所述第一掩膜層211的頂部表面，形成第二掩膜層220，所述第二掩膜層211的頂部表面與第一掩膜層211的頂部表面齊平。

在另一個(gè)實(shí)施例中，采用旋涂工藝在第一掩膜層211暴露的待刻蝕材料層200表面形成第二掩膜層220，具體的方法為：在第一掩膜層211暴露的待刻蝕材料層200表面旋涂第二掩膜材料層(未圖示)，所述第二掩膜層材料層表面高于第一掩膜層211的頂部表面；固化第二掩膜材料層；采用平坦化工藝，如化學(xué)機(jī)械研磨，平坦化所述第二掩膜材料層直至露出所述第一掩膜層211的頂部表面，形成第二掩膜層220，所述第二掩膜層220的頂部表面與第一掩膜層211的頂部表面齊平。

旋涂第二掩膜材料層采用的溶質(zhì)為環(huán)烷酸金屬鹽(metal naphthenates),環(huán)烷酸金屬鹽在常溫下為粘性液體且性能穩(wěn)定，采用的溶劑為甲苯。

當(dāng)形成的第二掩膜層220的材料為鎳，旋涂第二掩膜材料層采用的溶質(zhì)為環(huán)烷酸鎳，采用的溶劑為甲苯，環(huán)烷酸鎳和甲苯的體積比為2:5～4:5。

固化第二掩膜材料層采用的溫度過高或時(shí)間過長(zhǎng)會(huì)引起第二掩膜材料層嚴(yán)重變形，溫度過低或時(shí)間過短會(huì)引起固化不充分，本實(shí)施例中，固化第二掩膜材料層采用的溫度為200攝氏度～350攝氏度，固化時(shí)間為60s～120s。

在第一掩膜層211暴露的待刻蝕材料層200表面旋涂第二掩膜材料層，可以使得形成的第二掩膜材料層表面平坦，平坦化所述第二掩膜材料層直至露出所述第一掩膜層211的頂部表面的過程中，對(duì)第一掩膜層211的研磨損傷較少。

由于第一掩膜層211的側(cè)壁線寬粗糙度較小且第一掩膜層211的側(cè)壁與 待刻蝕材料層200表面垂直，所以形成的第二掩膜層220的側(cè)壁線寬粗糙度較小，且第二掩膜層220的側(cè)壁與待刻蝕材料200的表面也保持垂直。

需要說明的是，當(dāng)?shù)诙谀?20的材料為金屬硬掩膜層時(shí)，且采用旋涂工藝形成第二掩膜層220，由于對(duì)第二掩膜材料層進(jìn)行了所述固化處理，所以形成的第二掩膜層220中存在少量的金屬氧化物，從而影響形成的第二掩膜層220的線寬粗糙度，為了去除第二掩膜層220中的金屬氧化物，對(duì)第二掩膜層220進(jìn)行氫氣處理，氫氣處理后，第二掩膜層220中的金屬氧化物還原為金屬，從而提高了第二掩膜層220的線寬粗糙度。

本實(shí)施例中，第二掩膜層220中含有少量的氧化鎳，對(duì)第二掩膜層220進(jìn)行氫氣處理，使得第二掩膜層220中的氧化鎳還原為鎳，具體的工藝條件為：氫氣的流量為100sccm～1000sccm，溫度為400攝氏度～600攝氏度，氫氣處理時(shí)間為30min～60min。

參考圖10，去除第一掩膜層211(參考圖9)，保留第二掩膜層220。

本實(shí)施例中，采用中性粒子耦合(neutral beam coupled)刻蝕工藝去除第一掩膜層211，具體的參數(shù)為：采用的氣體為BCl₃和Ar，BCl₃的流量為100sccm～1500sccm，Ar的流量為50sccm～200sccm，射頻源功率為10KeV～150KeV，中性化網(wǎng)板施加的電壓為10V～500V，刻蝕腔室壓強(qiáng)為10mtorr～200mtorr。

中性粒子產(chǎn)生的過程為：氣體進(jìn)入腔內(nèi)，射頻源電源激發(fā)氣體產(chǎn)生等離子體，等離子體中有離子、游離的基、分子和原子等；離子在偏置射頻電源的電壓下加速向中性化網(wǎng)板運(yùn)動(dòng)，與中性化網(wǎng)板的孔壁發(fā)生碰撞，進(jìn)行電中和，形成中性粒子。

由于中性化網(wǎng)板對(duì)等離子體中的離子進(jìn)行電中和，形成中性粒子，中性粒子不會(huì)繼續(xù)在射頻偏置電源的電壓下加速，使得中性粒子具有較低的運(yùn)動(dòng)能量，使用所述中性粒子對(duì)待刻蝕材料層進(jìn)行刻蝕可以減小對(duì)待刻蝕材料的刻蝕損傷。

本實(shí)施例中，刻蝕去除第一掩膜層211的過程為：采用的反應(yīng)氣體為BCl₃和Ar，BCl₃被吸附在第一掩膜層211的表面，過量的BCl₃被清除和排出；引 入Ar并通過定向離子轟擊的方法使得第一掩膜層211和BCl₃的副產(chǎn)物在硅表面產(chǎn)生脫附；排出所述副產(chǎn)物和過量的反應(yīng)氣體。重復(fù)該過程直至達(dá)到刻蝕去除第一掩膜層211的厚度為止。

需要說明的是，BCl₃被吸附在第一掩膜層211的表面，BCl₃和第一掩膜層211的空懸鍵發(fā)生反應(yīng)，為了防止BCl₃對(duì)第一掩膜層211過早發(fā)生刻蝕過程，需要控制反應(yīng)氣體的能量狀態(tài)，即使得反應(yīng)氣體的能量即高出第一掩膜層211的刻蝕閾值，又使得反應(yīng)氣體的能量較小。控制反應(yīng)氣體的能量高于第一掩膜層211的刻蝕閾值，且使得反應(yīng)氣體的能量低于第二掩膜層211的刻蝕閾值，反應(yīng)氣體會(huì)刻蝕第一掩膜層211，而不會(huì)對(duì)第二掩膜層221進(jìn)行刻蝕。從而使得去除第一掩膜層211的同時(shí)保留第二掩膜層220。

參考圖11，對(duì)第二掩膜層220(參考圖10)進(jìn)行橫向回刻蝕，形成第三掩膜層230。

對(duì)第二掩膜層220進(jìn)行橫向回刻蝕的目的是形成滿足刻蝕待刻蝕材料層200的尺寸要求的第三掩膜層230，后續(xù)以第三掩膜層230為掩膜對(duì)待刻蝕材料層200進(jìn)行刻蝕。

在橫向回刻蝕第二掩膜層220之前，在第二掩膜層220表面形成阻擋層(未圖示)，所述阻擋層采用光刻膠。在第二掩膜層220表面形成所述阻擋層使得在橫向回刻蝕第二掩膜層220時(shí)，不會(huì)減小第二掩膜層220的高度。

采用干法刻蝕工藝進(jìn)行所述橫向回刻蝕，具體的工藝參數(shù)為：刻蝕氣體包括CF₄，CF₄的流量為100sccm至1500sccm，射頻源功率100瓦至1500瓦，腔室壓強(qiáng)為10毫托至200毫托。

形成第三掩膜層230后，去除第三掩膜層230表面的阻擋層。

形成的第三掩膜層230不僅可以滿足刻蝕待刻蝕材料層200的尺寸要求，還可以和滿足刻蝕待刻蝕材料層200需要的掩膜位置的要求。

參考圖12，以第三掩膜層230為掩膜刻蝕待刻蝕材料層200，形成目標(biāo)圖案。

采用干法刻蝕工藝刻蝕待刻蝕材料層，在待刻蝕材料層200中形成目標(biāo) 圖案。

具體的刻蝕工藝為：刻蝕氣體包括CF₄和O₂，CF₄流量為100sccm至1000sccm，O₂流量為5sccm至100sccm，源射頻功率為100瓦至1500瓦，刻蝕腔室壓強(qiáng)為2mtorr～50mtorr。

以形成的第三掩膜層230為掩膜刻蝕待刻蝕材料層200，形成的目標(biāo)圖案中的凹陷部分不存在高度差異性，且形成的目標(biāo)圖案具有較小的線寬粗糙度。

為了進(jìn)一步降低形成的目標(biāo)圖案的線寬粗糙度，對(duì)目標(biāo)圖案進(jìn)行修復(fù)刻蝕處理。在修復(fù)刻蝕處理目標(biāo)圖案之前，目標(biāo)圖案的側(cè)壁具有突出區(qū)域以及與所述突出區(qū)域相對(duì)應(yīng)的凹陷區(qū)域。采用化學(xué)下游刻蝕法(CDE，Chemical Downstream Etch)進(jìn)行所述修復(fù)刻蝕處理。

本實(shí)施例中所述化學(xué)下游刻蝕進(jìn)行修復(fù)處理的工藝參數(shù)為：刻蝕氣體包括CF₄和O₂，CF₄流量為100sccm～1000sccm，O₂流量為5sccm～100sccm，刻蝕源功率為100瓦～1500瓦，刻蝕腔室壓強(qiáng)為2mtorr～50mtorr，刻蝕腔室溫度為0攝氏度氏度～200攝氏度。所述刻蝕氣體與待刻蝕材料200發(fā)生反應(yīng)形成氣體SiF，SiF與O₂反應(yīng)形成SiOF，SiOF用作修復(fù)處理所需的鈍化膜的材料來源，SiF用作修復(fù)處理所需的修復(fù)氣體來源。

采用化學(xué)下游刻蝕對(duì)目標(biāo)圖案進(jìn)行修復(fù)處理的過程為：在突出區(qū)域以及凹陷區(qū)域表面形成鈍化膜(未圖示)，且突出區(qū)域表面的鈍化膜厚度小于凹陷區(qū)域的鈍化膜的厚度；采用修復(fù)氣體對(duì)所述鈍化膜進(jìn)行刻蝕處理，直至鈍化膜被完全刻蝕去除。由于凹陷區(qū)域的鈍化膜的厚度大于突出區(qū)域的鈍化膜的厚度，且刻蝕工藝對(duì)目標(biāo)圖案也會(huì)進(jìn)行一定的刻蝕，因此在刻蝕去除鈍化膜的過程中，所述修復(fù)氣體會(huì)對(duì)目標(biāo)圖案?jìng)?cè)壁的突出區(qū)域進(jìn)行刻蝕，以減小突出區(qū)域的尺寸；重復(fù)沉積鈍化膜、刻蝕去除鈍化膜和刻蝕突出區(qū)域的步驟直至目標(biāo)圖案?jìng)?cè)壁的線寬粗糙度滿足要求。

采用化學(xué)下游法對(duì)目標(biāo)圖案修復(fù)刻蝕處理，進(jìn)一步降低了目標(biāo)圖案的線寬粗糙度。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明提供的構(gòu)圖方法，采用聚焦離子束刻蝕工藝刻蝕第一掩膜材料層， 在待刻蝕材料層表面形成多個(gè)分立的第一掩膜層，減小了第一掩膜層側(cè)壁的線寬粗糙度，并且降低了對(duì)待刻蝕材料的刻蝕損傷，在分立的第一掩膜層之間的待刻蝕材料層表面形成第二掩膜層后，第二掩膜層也具有良好的線寬粗糙度，去除第一掩膜層后，對(duì)第二掩膜層進(jìn)行橫向回刻蝕，形成第三掩膜層，使得第三掩膜層滿足刻蝕待刻蝕材料層的尺寸要求，以形成的第三掩膜層為掩膜刻蝕待刻蝕材料層，形成的目標(biāo)圖案中的凹陷部分不存在高度差異性，且形成的目標(biāo)圖案具有較小的線寬粗糙度。

進(jìn)一步的，采用化學(xué)下游法對(duì)目標(biāo)圖案修復(fù)刻蝕處理，進(jìn)一步減小了目標(biāo)圖案的線寬粗糙度。

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)。