自對(duì)準(zhǔn)多重圖形掩膜的形成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種自對(duì)準(zhǔn)多重圖形掩膜的形成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著半導(dǎo)體技術(shù)的不斷進(jìn)步，半導(dǎo)體器件的工藝節(jié)點(diǎn)正不斷減小。然而，由于受到現(xiàn)有的光刻工藝精度的限制，以現(xiàn)有的光刻工藝形成的掩膜圖形難以滿足半導(dǎo)體器件特征尺寸持續(xù)減小的需求，遏制了半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展。
[0003]為了在現(xiàn)有的光刻工藝的基礎(chǔ)上，能夠進(jìn)一步縮小半導(dǎo)體器件的尺寸，現(xiàn)有技術(shù)提出了一種雙重圖形化工藝。其中，尤其以自對(duì)準(zhǔn)雙重圖形化(Self-Aligned DoublePatterning, SADP)工藝因其工藝簡(jiǎn)單而被廣泛應(yīng)用。圖1至圖3是現(xiàn)有技術(shù)的采用自對(duì)準(zhǔn)雙重圖形化工藝形成掩膜的過(guò)程的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0004]請(qǐng)參考圖1，提供待刻蝕層100，所述待刻蝕層100表面具有犧牲層101，所述犧牲層101采用現(xiàn)有的光刻工藝形成。
[0005]請(qǐng)參考圖2，在所述犧牲層101兩側(cè)的待刻蝕層100表面形成側(cè)墻掩膜103a。
[0006]請(qǐng)參考圖3，形成側(cè)墻掩膜103a后，去除所述犧牲層101 (如圖3所示)。在去除所述犧牲層101之后，所述側(cè)墻掩膜103a作為刻蝕所述待刻蝕層100的掩膜。
[0007]然而，現(xiàn)有技術(shù)所形成的側(cè)墻掩膜的形貌不良，以所述側(cè)墻掩膜刻蝕待刻蝕層所形成的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形貌不良。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明解決的問(wèn)題是提供一種自對(duì)準(zhǔn)多重圖形掩膜的形成方法，。
[0009]為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種自對(duì)準(zhǔn)多重圖形掩膜的形成方法，包括:提供待刻蝕層，所述待刻蝕層具有第一區(qū)域和第二區(qū)域；在所述待刻蝕層表面形成犧牲膜、第一掩膜和第二掩膜，所述第一掩膜位于犧牲膜的表面，所述第二掩膜位于第一掩膜表面；刻蝕部分所述第二掩膜、第一掩膜和犧牲膜，直至暴露出待刻蝕層表面為止，在待刻蝕層的第一區(qū)域表面形成第一掩膜結(jié)構(gòu)，在待刻蝕層的第二區(qū)域表面形成第二掩膜結(jié)構(gòu)，所述第一掩膜結(jié)構(gòu)投影于待刻蝕層表面的圖形具有第一尺寸，所述第二掩膜結(jié)構(gòu)投影于待刻蝕層表面的圖形具有第二尺寸，所述第二尺寸大于第一尺寸，所述第一掩膜結(jié)構(gòu)包括由所述犧牲膜刻蝕形成的第一犧牲層、由第一掩膜刻蝕形成的第一掩膜層、以及由第二掩膜刻蝕形成的第二掩膜層，所述第二掩膜結(jié)構(gòu)包括由所述犧牲膜刻蝕形成的第二犧牲層、由第一掩膜刻蝕形成的第三掩膜層、以及由第二掩膜刻蝕形成的第四掩膜層；刻蝕所述第一掩膜層和第三掩膜層，去除所述第一掩膜層，并使所述第三掩膜層投影于待刻蝕層表面的圖形尺寸減小；在刻蝕所述第一掩膜層和第三掩膜層之后，在第一犧牲層的側(cè)壁表面形成第一側(cè)墻掩膜，在第二犧牲層和第三掩膜層的側(cè)壁表面形成第二側(cè)墻掩膜；在刻蝕所述第一掩膜層和第三掩膜層之后，去除所述第四掩膜層；在形成所述第一側(cè)墻掩膜和第二側(cè)墻掩膜之后，去除所述第一犧牲層。
[0010]可選的，在形成所述第一側(cè)墻掩膜和第二側(cè)墻掩膜之后，去除所述第四掩膜層。
[0011]可選的，所述刻蝕第一掩膜層和第三掩膜層的工藝為各向同性的干法刻蝕工藝，在去除第一掩膜層之后，所述第二掩膜層下落至第一犧牲層的頂部表面。
[0012]可選的，在去除所述第四掩膜層的同時(shí)，去除所述第二掩膜層。
[0013]可選的，所述刻蝕第一掩膜層和第三掩膜層的工藝為各向同性的濕法刻蝕工藝，在去除第一掩膜層時(shí)，所述第二掩膜層同時(shí)被剝離去除。
[0014]可選的，在去除所述第四掩膜層之后，形成所述第一側(cè)墻掩膜和第二側(cè)墻掩膜。
[0015]可選的，所述刻蝕第一掩膜層和第三掩膜層的工藝為各向同性的干法刻蝕工藝，在去除第一掩膜層之后，所述第二掩膜層下落至第一犧牲層的頂部表面。
[0016]可選的，在去除所述第四掩膜層的同時(shí)，去除所述第二掩膜層。
[0017]可選的，所述刻蝕第一掩膜層和第三掩膜層的工藝為各向同性的濕法刻蝕工藝，在去除第一掩膜層時(shí)，所述第二掩膜層同時(shí)被剝離去除。
[0018]可選的，所述第一側(cè)墻掩膜和第二側(cè)墻掩膜層的形成工藝包括:在待刻蝕層表面、第一掩膜結(jié)構(gòu)的側(cè)壁和底部表面、以及第二掩膜結(jié)構(gòu)的側(cè)壁和頂部表面形成側(cè)墻膜；回刻蝕所述側(cè)墻膜，直至暴露出待刻蝕層表面為止，形成第一側(cè)墻掩膜和第二側(cè)墻掩膜。
[0019]可選的，所述側(cè)墻膜的形成工藝為原子層沉積工藝。
[0020]可選的，所述第二尺寸大于或等于第一尺寸的3倍。
[0021]可選的，在刻蝕第一掩膜層和第三掩膜層之后，所述第三掩膜層投影于待刻蝕層表面的圖形減小的尺寸大于或等于第一尺寸的2/3倍。
[0022]可選的，在刻蝕第一掩膜層和第三掩膜層之后，所述第三掩膜層投影于待刻蝕層表面的圖形減小的尺寸大于或等于第一尺寸的3/4倍。
[0023]可選的，所述犧牲膜的材料包括底層抗反射材料、碳或硅；所述第一掩膜的材料為氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅、硅鍺或硅；所述第二掩膜的材料為氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅、硅鍺或硅。
[0024]可選的，所述第一掩膜的材料還能夠?yàn)榻饘倩蚪饘俚?；所述第二掩膜的材料還能夠?yàn)榻饘倩蚪饘俚铩?br>[0025]可選的，所述第一掩膜相對(duì)于第二掩膜、待刻蝕層、第一側(cè)墻掩膜或第二側(cè)墻掩膜的刻蝕選擇比大于或等于2。
[0026]可選的，所述第二掩膜的材料與第一側(cè)墻掩膜或第二側(cè)墻掩膜的材料相同或不同。
[0027]可選的，刻蝕所述第一掩膜層和第三掩膜層之后，形成第一側(cè)墻掩膜和第二側(cè)墻掩膜之前，對(duì)所述第三掩膜層進(jìn)行過(guò)刻蝕，以去除第三掩膜層表面的雜質(zhì)，所述過(guò)刻蝕量小于或等于第一尺寸的1/10倍。
[0028]可選的，還包括:在去除所述第一犧牲層之后，以所述第一側(cè)墻掩膜、第二側(cè)墻掩膜和第三掩膜層為掩膜，刻蝕所述待刻蝕層，在所述待刻蝕層內(nèi)形成開(kāi)口。
[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]本發(fā)明的方法中，在待刻蝕層表面形成犧牲膜和第一掩膜之后，在第一掩膜表面形成第二掩膜。通過(guò)刻蝕所述第二掩膜、第一掩膜和犧牲膜，能夠形成第一掩膜結(jié)構(gòu)和第二掩膜結(jié)構(gòu)，且所述第一掩膜結(jié)構(gòu)投影于待刻蝕層表面的圖形尺寸大于第二掩膜結(jié)構(gòu)投影于待刻蝕層表面的圖形尺寸。在第一掩膜結(jié)構(gòu)中，需要在第一犧牲層側(cè)壁表面形成第一側(cè)墻掩膜，以所述第一側(cè)墻掩膜作為刻蝕待刻蝕層的掩膜，因此需要去除第一犧牲層表面的第一掩膜層，以避免所形成的第一側(cè)墻掩膜高度過(guò)高而發(fā)生倒塌，所述第一掩膜層由第一掩膜刻蝕形成。而在第二掩膜結(jié)構(gòu)中，由第一掩膜刻蝕形成的第三掩膜層作為后續(xù)刻蝕待刻蝕層的掩膜。由于所述第三掩膜層表面具有第四掩膜層，且所述第四掩膜層由第二掩膜刻蝕形成，因此，在后續(xù)去除第一掩膜層時(shí)，所述第三掩膜層的厚度不會(huì)被減薄，以此保證在形成第一側(cè)墻掩膜和第二側(cè)墻掩膜后，形成于第二犧牲層和第三掩膜層側(cè)壁表面的第二側(cè)墻掩膜形貌良好，所述第二側(cè)墻掩膜的表面形貌自第三掩膜層側(cè)壁到第二犧牲層側(cè)壁的過(guò)渡平緩。因此，以所述第二側(cè)墻掩膜和第三掩膜層為掩膜，刻蝕待刻蝕層所形成的開(kāi)口形貌良好。
[0031]進(jìn)一步，在刻蝕所述第一掩膜層和第三掩膜層之后，形成所述第一側(cè)墻掩膜和第二側(cè)墻掩膜，之后再去除所述第四掩膜層?？涛g所述第一掩膜層和第三掩膜層之后，所述第三掩膜層投影于待刻蝕層表面的圖形尺寸減小，使得所述第三掩膜層的側(cè)壁相對(duì)于第二犧牲層和第四掩膜層的側(cè)壁凹陷。由于在形成第二側(cè)墻掩膜之后，再去除所述第四掩膜層，能夠使所述第二側(cè)墻掩膜的材料填補(bǔ)于所述凹陷內(nèi)，從而避免了形成于第二犧牲層側(cè)壁和第三掩膜層側(cè)壁的部分第二側(cè)墻掩膜相互分離，使得所述第二側(cè)墻掩膜的形貌良好。因此，后續(xù)以所述第二掩膜側(cè)墻和第三掩膜層為掩膜，刻蝕所述待刻蝕層所形成的開(kāi)口形貌良好。
【附圖說(shuō)明】
[0032]圖1至圖3是現(xiàn)有技術(shù)的采用自對(duì)準(zhǔn)雙重圖形化工藝形成掩膜的過(guò)程的剖面結(jié)構(gòu)不意圖；
[0033]圖4是本發(fā)明一實(shí)施例中，在待刻蝕層表面形成尺寸不一致的掩膜層的剖面結(jié)構(gòu)不意圖；
[0034]圖5至圖12是本發(fā)明實(shí)施例的自對(duì)準(zhǔn)多重圖形掩膜的形成過(guò)程的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖13至圖14是本實(shí)施例的自對(duì)準(zhǔn)多重圖形掩膜的形成過(guò)程的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036]如【背景技術(shù)】所述，現(xiàn)有技術(shù)所形成的側(cè)墻掩膜的形貌不良，以所述側(cè)墻掩膜刻蝕待刻蝕層所形成的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形貌不良。
[0037]經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，為了滿足復(fù)雜的工藝制程需求，待刻蝕層的不同區(qū)域表面所需形成的掩膜層尺寸不一致，因此，除了需要形成如圖3所示的側(cè)墻掩膜103a之外，還需要形成尺寸較大的掩膜層。然而，同時(shí)在待刻蝕層表面形成尺寸不一致的掩膜層時(shí)，所形成的掩膜層的形貌不良。
[0038]請(qǐng)參考圖4，圖4是本發(fā)明一實(shí)施例中，在待刻蝕層表面形成尺寸不一致的掩膜層的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，在所述待刻蝕層表面形成所述尺寸不一致的掩膜層的過(guò)程包括:提供待刻蝕層100，所述待刻蝕層100具有第一區(qū)域I和第二區(qū)域II ;在待刻蝕層100表面形成犧牲膜；在犧牲膜表面形成掩膜；刻蝕部分所述掩膜和犧牲膜，直至暴露出待刻蝕層100表面為止，在待刻蝕層100的第一區(qū)域I表面形成第一犧牲層101a、以及位于第一犧牲層101a表面的第一掩膜層，在待刻蝕層100的第二區(qū)域II表面形成第二犧牲層101b、以及位于第二犧牲層101b表面的第二掩膜層102，所述第一犧牲層101a和第一掩膜層的尺寸小于第二犧牲101b和第二掩膜層102的尺寸；刻蝕去除所述第一掩膜層；在去除第一掩膜層之后，在待刻蝕