本申請屬于半導(dǎo)體，具體涉及一種自對準(zhǔn)多重圖形的形成方法及半導(dǎo)體器件。

背景技術(shù)：

1、半導(dǎo)體器件的制造通常需要經(jīng)過一系列工藝流程。該流程包括多次的沉積、光刻和刻蝕等步驟，每一步驟都會影響半導(dǎo)體芯片上各個器件的特征尺寸和形貌，從而影響器件性能。然而，隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，對于特征尺寸的要求越來越高。在半導(dǎo)體制程進(jìn)入14nm及以下，采用finfet技術(shù)的半導(dǎo)體邏輯器件，其關(guān)鍵尺寸和間距已分別縮到20nm和48nm以下。由于193nm光刻技術(shù)的極限，單次光刻很難實現(xiàn)。業(yè)界通常使用雙重圖形工藝來實現(xiàn)更小尺寸的工藝。雙重圖形工藝一般包括自對準(zhǔn)雙重圖形工藝、二次刻蝕雙重圖形工藝和單刻蝕雙重圖形工藝。其中，自對準(zhǔn)雙重圖形工藝因其優(yōu)異的線寬和間距控制效果被廣泛運用在各類半導(dǎo)體器件的制造當(dāng)中，并在此基礎(chǔ)上衍生出了自對準(zhǔn)四重圖形工藝。

2、然而，相關(guān)技術(shù)中的自對準(zhǔn)雙重工藝僅能實現(xiàn)1/2尺寸的光刻圖形，很難進(jìn)一步縮小最小尺寸來滿足更高密度的半導(dǎo)體集成電路要求。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本申請實施例的目的是提供一種自對準(zhǔn)多重圖形的形成方法及半導(dǎo)體器件，能夠解決當(dāng)前自對準(zhǔn)雙重工藝難以滿足小尺寸要求等問題。

2、為了解決上述技術(shù)問題，本申請是這樣實現(xiàn)的：

3、本申請實施例提供了一種自對準(zhǔn)多重圖形的形成方法，包括以下步驟：

4、提供具有目標(biāo)層的半導(dǎo)體襯底，在所述目標(biāo)層上形成層疊設(shè)置的芯軸層和犧牲層；

5、對所述芯軸層和所述犧牲層進(jìn)行刻蝕，以形成多個芯軸掩膜圖案；

6、在所述目標(biāo)層和各所述芯軸掩膜圖案上進(jìn)行沉積，依次形成第一側(cè)墻層、第二側(cè)墻層和第三側(cè)墻層，所述第三側(cè)墻層填充所述第二側(cè)墻層的間隙；

7、在水平方向上去除所述第二側(cè)墻層和所述第三側(cè)墻層，以暴露所述第一側(cè)墻層的頂面；

8、去除暴露出的所述第二側(cè)墻層；

9、去除水平方向上的所述第一側(cè)墻層，以暴露出所述犧牲層；

10、去除暴露出的所述犧牲層以及所述犧牲層下方的芯軸層；

11、以剩余的所述第一側(cè)墻層和所述第三側(cè)墻層作為掩膜對所述目標(biāo)層進(jìn)行刻蝕，以在所述目標(biāo)層上形成預(yù)定圖案。

12、本申請實施例還提供了一種半導(dǎo)體器件，包括上述自對準(zhǔn)多重圖形的形成方法制作而成的結(jié)構(gòu)。

13、本申請實施例可以有效緩解自對準(zhǔn)雙重工藝尺寸縮小效率低和自對準(zhǔn)四重工藝技術(shù)步驟繁瑣、成本較高的問題，其關(guān)鍵尺寸相比同光刻條件下的自對準(zhǔn)雙重圖形工藝能進(jìn)一步縮小，同時，其工藝步驟少于自對準(zhǔn)四重工藝的步驟，從而可以提高生產(chǎn)效率，降低制造成本。

技術(shù)特征：

1.一種自對準(zhǔn)多重圖形的形成方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自對準(zhǔn)多重圖形的形成方法，其特征在于，在所述目標(biāo)層上形成層疊設(shè)置的芯軸層和犧牲層之前，所述形成方法還包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自對準(zhǔn)多重圖形的形成方法，其特征在于，所述第一掩膜層、所述犧牲層和所述第二掩膜層的材料各不相同。

4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的自對準(zhǔn)多重圖形的形成方法，其特征在于，所述第二掩膜層相對于所述目標(biāo)層具有高刻蝕選擇比；

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的自對準(zhǔn)多重圖形的形成方法，其特征在于，刻蝕所述犧牲層和所述芯軸層的過程中，所述犧牲層相對所述芯軸層具有高刻蝕選擇比。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自對準(zhǔn)多重圖形的形成方法，其特征在于，所述第一側(cè)墻層覆蓋所述芯軸掩膜圖案的側(cè)壁及頂部，所述第二側(cè)墻層覆蓋所述第一側(cè)墻層的側(cè)壁及頂部，所述第二側(cè)墻層具有位于相鄰兩芯軸掩膜圖案之間的間隙；所述第三側(cè)墻層覆蓋所述第二側(cè)墻層的頂部，且所述第三側(cè)墻層填充所述間隙。

7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的自對準(zhǔn)多重圖形的形成方法，其特征在于，所述第一側(cè)墻層、所述第二側(cè)墻層和所述第三側(cè)墻層的材料各不相同；

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的自對準(zhǔn)多重圖形的形成方法，其特征在于，所述第一側(cè)墻層相對于所述第二側(cè)墻層具有高刻蝕選擇比；

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自對準(zhǔn)多重圖形的形成方法，其特征在于，所述在水平方向上去除所述第二側(cè)墻層和所述第三側(cè)墻層，以暴露所述第一側(cè)墻層的頂面，包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的自對準(zhǔn)多重圖形的形成方法，其特征在于，所述各向異性的干法刻蝕工藝中，下電極功率的范圍為50w-100w，刻蝕氣體包括chf3或ch2f2中的至少一種，刻蝕氣體的流量范圍為20sccm-40sccm。

11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的自對準(zhǔn)多重圖形的形成方法，其特征在于，所述各向異性的干法刻蝕工藝中，上電極功率的范圍為300w-1000w，主刻蝕氣體包括cf4，主刻蝕氣體的流量范圍為50sccm-200sccm。

12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自對準(zhǔn)多重圖形的形成方法，其特征在于，所述去除水平方向上的所述第一側(cè)墻層，以暴露出所述犧牲層，包括：

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的自對準(zhǔn)多重圖形的形成方法，其特征在于，所述各向異性的干法刻蝕工藝中，下電極功率的范圍為50w-100w，刻蝕氣體包括碳?xì)浞鷼怏w，刻蝕氣體的流量范圍為20sccm-40sccm。

14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的自對準(zhǔn)多重圖形的形成方法，其特征在于，所述各向異性的干法刻蝕工藝中，上電極功率的范圍為300w-1000w，主刻蝕氣體包括cf4，主刻蝕氣體的流量范圍為50sccm-200sccm。

15.一種半導(dǎo)體器件，其特征在于，包括如權(quán)利要求1至14中任意一項所述的自對準(zhǔn)多重圖形的形成方法制作而成的結(jié)構(gòu)。

技術(shù)總結(jié)
本申請公開一種自對準(zhǔn)多重圖形的形成方法及半導(dǎo)體器件，涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域。自對準(zhǔn)多重圖形的形成方法包括：提供具有目標(biāo)層的半導(dǎo)體襯底，在目標(biāo)層上形成芯軸層和犧牲層；對芯軸層和犧牲層進(jìn)行刻蝕，以形成芯軸掩膜圖案；在目標(biāo)層和芯軸掩膜圖案上進(jìn)行沉積，依次形成第一側(cè)墻層、第二側(cè)墻層和第三側(cè)墻層，第三側(cè)墻層填充第二側(cè)墻層的間隙；在水平方向上去除第二側(cè)墻層和第三側(cè)墻層，以暴露第一側(cè)墻層的頂面；去除暴露出的第二側(cè)墻層；去除水平方向上的第一側(cè)墻層，以暴露出犧牲層；去除暴露出的犧牲層及芯軸層；對目標(biāo)層進(jìn)行刻蝕，在目標(biāo)層上形成預(yù)定圖案。本申請解決當(dāng)前自對準(zhǔn)雙重工藝難以滿足小尺寸要求等問題。

技術(shù)研發(fā)人員：李曉輝,王京
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京北方華創(chuàng)微電子裝備有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19