本发明实施例涉及半导体制造领域,尤其涉及一种半导体结构的形成方法。
背景技术:
1、随着半导体制造技术的飞速发展,半导体器件朝着更高的元件密度,以及更高集成度的方向发展。光刻(photolithography)技术是常用的一种图形化方法,是半导体制造工艺中最为关键的生产技术。随着图形特征尺寸(critical dimension,cd)的不断缩小,自对准双重图形化(self-aligned double patterning,sadp)已无法满足现在的工艺需求,自对准四重图形化(self-aligned quadruple patterning,saqp)方法应运而生。
2、然而,传统的自对准四重图形化方法有一些局限性,在同一区域中,后段图形化需要兼顾更小的间距(pitch)与设计的自由度,然而在没有euv(extreme ultra violet,极紫外光)进行曝光处理的情况下是相对比较困难的,这对于各类型器件的生产也存在很大的局限性。
技术实现思路
1、本发明实施例解决的问题是提供一种半导体结构的形成方法,提高图形化工艺中的设计自由度。
2、为解决上述问题,本发明实施例提供一种半导体结构的形成方法,包括:提供基底,包括衬底和位于衬底上的目标材料层,基底上形成有第二核心材料层、以及位于第二核心层上的第一核心材料层,基底包括第一区以及第二区;图形化第一核心材料层,形成分立于第一区的第一核心层;形成覆盖第一核心层侧壁的第一侧墙;形成第一侧墙后,去除第一核心层;去除第一核心层后,对第二区的第二核心材料层进行改性处理,将多个部分宽度的第二核心材料层转变为与第二核心材料层具有刻蚀选择比的第三核心层,第三核心层和剩余第二核心材料层交替分布;形成第三核心层后,以第一侧墙为掩膜图形化第一区的第二核心材料层,形成分立于第一区的第二核心层;形成第二核心层后,去除第一侧墙;形成覆盖第二核心层侧壁的第二侧墙;形成第二侧墙后,去除第二核心层;形成第二侧墙后,去除剩余第二核心材料层;以第二侧墙和第三核心层为掩膜图形化目标材料层,形成位于第一区的第一目标结构、以及位于第二区的第二目标结构,相邻第一目标结构的间距小于相邻第二目标结构的间距。
3、与现有技术相比,本发明实施例的技术方案具有以下优点:
4、本发明实施例提供的形成方法中,基底包括第一区以及第二区,以第二侧墙和第三核心层为掩膜图形化目标材料层,形成位于第一区的第一目标结构、以及位于第二区的第二目标结构,相邻第一目标结构的间距小于相邻第二目标结构的间距;本发明实施例中,对于第一区,形成覆盖第一核心层侧壁的第一侧墙,形成第一侧墙后,去除第一核心层,以第一侧墙为掩膜图形化第一区的第二核心材料层,形成分立于第一区的第二核心层,形成覆盖第二核心层侧壁的第二侧墙,形成第二侧墙后,去除第二核心层,以第二侧墙为掩膜图形化目标材料层,为采用saqp工艺形成间距较小的第一目标结构,对于第二区,对第二区的第二核心材料层进行改性处理,将多个部分宽度的第二核心材料层转变为与第二核心材料层具有刻蚀选择比的第三核心层,第三核心层和剩余第二核心材料层交替分布,形成第二侧墙后,去除剩余第二核心材料层,以第二侧墙和第三核心层为掩膜图形化目标材料层,为采用普通光刻工艺形成间距较大的第二目标结构,也就是说,本发明实施例能够将saqp工艺和普通刻蚀工艺较好地整合,在同一个基底上既能够形成间距较小的第一目标结构,又能够形成间距较大的第二目标结构,有利于通过工艺整合,满足更多的半导体工艺需求,提高图形化工艺中的设计自由度。
1.一种半导体结构的形成方法,其特征在于,包括:
2.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,提供所述基底的步骤中,所述目标材料层为介质层,所述第一目标结构为第一沟槽,所述第二目标结构为第二沟槽;
3.如权利要求2所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,在所述第一沟槽中形成第一金属线、以及在所述第二沟槽中形成第二金属线的步骤包括:形成覆盖所述基底顶部并填充所述第一沟槽和第二沟槽的金属材料层;
4.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,相邻所述第一目标结构的间距为27nm至36nm;相邻所述第二目标结构的间距为80nm至90nm。
5.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,图形化所述第一核心材料层的步骤包括:形成分立于第一区的第一核心材料层上的第一掩膜层;
6.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,形成覆盖所述第一核心层侧壁的第一侧墙的步骤包括:形成覆盖所述第一核心层的侧壁和顶部、以及所述第二核心材料层顶部的第一侧墙材料层;
7.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,对所述第二区的第二核心材料层进行改性处理的步骤包括:形成覆盖所述第二核心材料层和第一侧墙的第一保护材料层,
8.如权利要求7所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,提供所述基底的步骤中,所述第二核心材料层的材料包括无定形硅、多晶硅、单晶硅、氧化硅、先进图膜材料、旋涂碳和碳化硅中的一种或多种;
9.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,形成分立于第一区的第二核心层的步骤包括:形成覆盖所述第二核心材料层、第三核心层和第一侧墙的第二保护材料层;
10.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,提供所述基底的步骤中,所述第一核心材料层和第二核心材料层之间还形成有第一掩膜材料层;
11.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,形成覆盖所述第二核心层侧壁的第二侧墙的步骤包括:形成覆盖所述第二核心层的侧壁和顶部、所述基底顶部、所述第三核心层顶部、以及剩余所述第二核心材料层顶部的第二侧墙材料层;
12.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,形成所述第二侧墙后,在同一步骤中去除所述第二核心层、以及去除剩余所述第二核心材料层。
13.如权利要求12所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,采用湿法刻蚀工艺在同一步骤中去除所述第二核心层、以及去除剩余所述第二核心材料层。
14.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,提供所述基底的步骤中,所述目标材料层和第二核心材料层之间还形成有第二掩膜材料层;
15.如权利要求14所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,形成所述第三掩膜层之后,以所述第三掩膜层为掩膜图形化所述目标材料层之前,还包括:
16.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,提供所述基底的步骤中,所述第一核心层的材料包括无定形硅、多晶硅、单晶硅、氧化硅、先进图膜材料、旋涂碳和碳化硅中的一种或多种。
17.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,形成覆盖所述第一核心层侧壁的第一侧墙的步骤中,所述第一侧墙的材料包括氧化钛、氮化钛、氧化硅、氮化硅、氮氧化硅和碳化硅中的一种或多种。
18.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,形成覆盖所述第二核心层侧壁的第二侧墙的步骤中,所述第二侧墙的材料包括氧化钛、氮化钛、氧化硅、氮化硅、氮氧化硅和碳化硅中的一种或多种。
