多重圖形化方法
【專利摘要】本發明提供了一種多重圖形化方法，包括：第一步驟：在襯底上依次形成硬質掩膜層和多晶硅層；對多晶硅層進行圖形化以形成多晶硅鰭結構；對多晶硅鰭結構的頂部表面和第一側壁表面進行表面處理，對多晶硅鰭結構的第二側壁表面不進行表面處理；形成側墻材料層，在多晶硅的兩個側壁上形成不同厚度的側墻材料層；對側墻材料層進行刻蝕，從而在多晶硅鰭結構的第一側壁上形成第一厚度的第一側墻部分，而且在多晶硅鰭結構的第二側壁上形成與第一厚度不同的第二厚度的第二側墻部分；去除多晶硅鰭結構。
【專利說明】
多重圖形化方法
技術領域
[0001]本發明涉及半導體制造領域，更具體地說，本發明涉及一種多重圖形化方法。
【背景技術】
[0002]側墻轉移(Spacer transfer)是一種雙重圖形化(double patterning)的方法，用以克服光刻的極限。通過控制形成的側墻的寬度，得到均一的硬掩膜。
[0003]美國專利US7187042B2提出通過鰭結構一側的表面處理，可以在鰭結構兩側形成不同厚度的柵極介質層。這種不對稱結構用于后柵(back gate)結構。
[0004]但是，現有技術的處理過程相對比較復雜，還不能通過一次雙重圖形化得到不同寬度的側墻硬掩膜。
[0005]希望提高一種技術方案來通過一次雙重圖形化得到不同寬度的側墻硬掩膜。

【發明內容】

[0006]本發明所要解決的技術問題是針對現有技術中存在上述缺陷，提供一種能夠多重圖形化方法，通過一次雙重圖形化得到不同寬度的側墻硬掩膜。
[0007]為了實現上述技術目的，根據本發明，提供了一種多重圖形化方法，包括:
[0008]第一步驟:在襯底上依次形成硬質掩膜層和多晶硅層；
[0009]第二步驟:對多晶硅層進行圖形化以形成多晶硅鰭結構；
[0010]第三步驟:對多晶硅鰭結構的頂部表面和第一側壁表面進行表面處理，對多晶硅鰭結構的第二側壁表面不進行表面處理；
[0011]第四步驟:形成側墻材料層，在多晶硅的兩個側壁上形成不同厚度的側墻材料層；
[0012]第五步驟:對側墻材料層進行刻蝕，從而在多晶硅鰭結構的第一側壁上形成第一厚度的第一側墻部分，而且在多晶硅鰭結構的第二側壁上形成與第一厚度不同的第二厚度的第二側墻部分；
[0013]第六步驟:去除多晶硅鰭結構。
[0014]優選地，所述表面處理是氮氣等離子體表面處理。
[0015]優選地，所述表面處理是硅或氬的離子注入。
[0016]優選地，硬質掩膜層的材料是氮化硅，側墻材料層的材料是氧化硅。
[0017]優選地，硬質掩膜層的材料是氧化硅，側墻材料層的材料是氮化硅。
[0018]為了實現上述技術目的，根據本發明，還提供了一種多重圖形化方法，包括:
[0019]第一步驟:在襯底上依次形成硬質掩膜層和多晶硅層；
[0020]第二步驟:對多晶硅層進行圖形化以形成多晶硅鰭結構；
[0021]第三步驟:對多晶硅鰭結構的頂部表面和第一側壁表面進行第一表面處理，對多晶硅鰭結構的第二側壁表面進行第二表面處理。
[0022]第四步驟:形成側墻材料層；由于氮氣等離子體表面處理可以使形成的側墻材料層變薄，而硅或氬的引入可以使形成的側墻材料層變厚，所以會在多晶硅的兩個側壁上形成不同厚度的側墻材料層；
[0023]第五步驟:對側墻材料層進行刻蝕，從而在多晶硅鰭結構的第一側壁上形成第一厚度的第一側墻部分，而且在多晶硅鰭結構的第二側壁上形成與第一厚度不同的第二厚度的第二側墻部分；
[0024]第六步驟:去除多晶硅鰭結構。
[0025]優選地，所述第一表面處理是氮氣等離子體表面處理。
[0026]優選地，所述第二表面處理是硅或氬的離子注入。
[0027]優選地，硬質掩膜層的材料是氮化硅，側墻材料層的材料是氧化硅。
[0028]優選地，硬質掩膜層的材料是氧化硅，側墻材料層的材料是氮化硅。
【附圖說明】
[0029]結合附圖，并通過參考下面的詳細描述，將會更容易地對本發明有更完整的理解并且更容易地理解其伴隨的優點和特征，其中:
[0030]圖1示意性地示出了根據本發明優選實施例的多重圖形化方法的第一步驟。
[0031]圖2示意性地示出了根據本發明優選實施例的多重圖形化方法的第二步驟。
[0032]圖3示意性地示出了根據本發明優選實施例的多重圖形化方法的第三步驟。
[0033]圖4示意性地示出了根據本發明優選實施例的多重圖形化方法的第四步驟。
[0034]圖5示意性地示出了根據本發明優選實施例的多重圖形化方法的第五步驟。
[0035]圖6示意性地示出了根據本發明優選實施例的多重圖形化方法的第六步驟。
[0036]需要說明的是，附圖用于說明本發明，而非限制本發明。注意，表示結構的附圖可能并非按比例繪制。并且，附圖中，相同或者類似的元件標有相同或者類似的標號。
【具體實施方式】
[0037]為了使本發明的內容更加清楚和易懂，下面結合具體實施例和附圖對本發明的內容進行詳細描述。
[0038]〈第一實施例〉
[0039]圖1至圖6示意性地示出了根據本發明優選實施例的多重圖形化方法的各個步驟。
[0040]具體地，如圖1至圖6所示，根據本發明優選實施例的多重圖形化方法包括:
[0041 ]第一步驟:在襯底100上依次形成硬質掩膜層200和多晶硅層300;
[0042 ] 第二步驟:對多晶硅層300進行圖形化以形成多晶硅鰭結構400;
[0043]第三步驟:對多晶硅鰭結構400的頂部表面和第一側壁表面進行表面處理;對多晶硅鰭結構400的第二側壁表面不進行表面處理。
[0044]例如，所述表面處理是氮氣等離子體表面處理。或者，例如，所述表面處理是硅或氬的離子注入。
[0045]第四步驟:形成側墻材料層500;由于氮氣等離子體表面處理可以使形成的側墻材料層變薄，而硅或氬的引入可以使形成的側墻材料層變厚，所以會在多晶硅的兩個側壁上形成不同厚度的側墻材料層；
[0046]優選地，硬質掩膜層200的材料是氮化硅，側墻材料層500的材料是氧化硅。或者，優選地，硬質掩膜層200的材料是氧化硅，側墻材料層500的材料是氮化硅。
[0047]第五步驟:對側墻材料層500進行刻蝕，從而在多晶硅鰭結構400的第一側壁上形成第一厚度的第一側墻部分600，而且在多晶硅鰭結構400的第二側壁上形成與第一厚度不同的第二厚度的第二側墻部分700;
[0048]第六步驟:去除多晶硅鰭結構400。
[0049]本發明以多晶硅為核心，在其一側進行表面處理，從而改變側墻材料層的沉積厚度，通過一次雙重圖形化得到不同寬度的側墻。
[0050]〈第二實施例〉
[0051]可以多晶硅一側引入雜質，也可以在多晶硅的兩側引入不同作用的雜質以增加不對稱性。由此現在描述在多晶硅的兩側引入不同作用的雜質以增加不對稱性的具體實施例。
[0052]根據本發明第二優選實施例的多重圖形化方法包括:
[0053]第一步驟:在襯底100上依次形成硬質掩膜層200和多晶硅層300;
[0054]第二步驟:對多晶硅層300進行圖形化以形成多晶硅鰭結構400;
[0055]第三步驟:對多晶硅鰭結構400的頂部表面和第一側壁表面進行第一表面處理，對多晶硅鰭結構400的第二側壁表面進行第二表面處理。
[0056]例如，所述第一表面處理是氮氣等離子體表面處理。例如，所述第二表面處理是硅或氬的離子注入。
[0057]第四步驟:形成側墻材料層500;由于氮氣等離子體表面處理可以使形成的側墻材料層變薄，而硅或氬的引入可以使形成的側墻材料層變厚，所以會在多晶硅的兩個側壁上形成不同厚度的側墻材料層；
[0058]優選地，硬質掩膜層200的材料是氮化硅，側墻材料層500的材料是氧化硅。或者，優選地，硬質掩膜層200的材料是氧化硅，側墻材料層500的材料是氮化硅。
[0059]第五步驟:對側墻材料層500進行刻蝕，從而在多晶硅鰭結構400的第一側壁上形成第一厚度的第一側墻部分600，而且在多晶硅鰭結構400的第二側壁上形成與第一厚度不同的第二厚度的第二側墻部分700;
[0060]第六步驟:去除多晶硅鰭結構400。
[0061]本發明以多晶硅為核心，在多晶硅的兩側引入不同作用的雜質以增加不對稱性，從而改變側墻材料層的沉積厚度，通過一次雙重圖形化得到不同寬度的側墻。
[0062]此外，需要說明的是，除非特別說明或者指出，否則說明書中的術語“第一”、“第二”、“第三”等描述僅僅用于區分說明書中的各個組件、元素、步驟等，而不是用于表示各個組件、元素、步驟之間的邏輯關系或者順序關系等。
[0063]可以理解的是，雖然本發明已以較佳實施例披露如上，然而上述實施例并非用以限定本發明。對于任何熟悉本領域的技術人員而言，在不脫離本發明技術方案范圍情況下，都可利用上述揭示的技術內容對本發明技術方案作出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發明技術方案保護的范圍內。
【主權項】
1.一種多重圖形化方法，其特征在于包括: 第一步驟:在襯底上依次形成硬質掩膜層和多晶硅層； 第二步驟:對多晶硅層進行圖形化以形成多晶硅鰭結構； 第三步驟:對多晶硅鰭結構的頂部表面和第一側壁表面進行表面處理，對多晶硅鰭結構的第二側壁表面不進行表面處理； 第四步驟:形成側墻材料層，在多晶硅的兩個側壁上形成不同厚度的側墻材料層； 第五步驟:對側墻材料層進行刻蝕，從而在多晶硅鰭結構的第一側壁上形成第一厚度的第一側墻部分，而且在多晶硅鰭結構的第二側壁上形成與第一厚度不同的第二厚度的第二側墻部分； 第六步驟:去除多晶硅鰭結構。2.根據權利要求1所述的多重圖形化方法，其特征在于，所述表面處理是氮氣等離子體表面處理。3.根據權利要求1所述的多重圖形化方法，其特征在于，所述表面處理是硅或氬的離子注入。4.根據權利要求1或2所述的多重圖形化方法，其特征在于，硬質掩膜層的材料是氮化硅，側墻材料層的材料是氧化硅。5.根據權利要求1或2所述的多重圖形化方法，其特征在于，硬質掩膜層的材料是氧化硅，側墻材料層的材料是氮化硅。6.—種多重圖形化方法，其特征在于包括: 第一步驟:在襯底上依次形成硬質掩膜層和多晶硅層； 第二步驟:對多晶硅層進行圖形化以形成多晶硅鰭結構； 第三步驟:對多晶硅鰭結構的頂部表面和第一側壁表面進行第一表面處理，對多晶硅鰭結構的第二側壁表面進行第二表面處理。 第四步驟:形成側墻材料層；由于氮氣等離子體表面處理可以使形成的側墻材料層變薄，而硅或氬的引入可以使形成的側墻材料層變厚，所以會在多晶硅的兩個側壁上形成不同厚度的側墻材料層； 第五步驟:對側墻材料層進行刻蝕，從而在多晶硅鰭結構的第一側壁上形成第一厚度的第一側墻部分，而且在多晶硅鰭結構的第二側壁上形成與第一厚度不同的第二厚度的第二側墻部分； 第六步驟:去除多晶硅鰭結構。7.根據權利要求6所述的多重圖形化方法，其特征在于，所述第一表面處理是氮氣等離子體表面處理。8.根據權利要求6或7所述的多重圖形化方法，其特征在于，所述第二表面處理是硅或氬的離子注入。9.根據權利要求6或7所述的多重圖形化方法，其特征在于，硬質掩膜層的材料是氮化硅，側墻材料層的材料是氧化硅。10.根據權利要求6或7所述的多重圖形化方法，其特征在于，硬質掩膜層的材料是氧化硅，側墻材料層的材料是氮化硅。
【文檔編號】H01L21/033GK106057657SQ201610585518
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年7月22日 公開號201610585518.5, CN 106057657 A, CN 106057657A, CN 201610585518, CN-A-106057657, CN106057657 A, CN106057657A, CN201610585518, CN201610585518.5
【發明人】鮑宇
【申請人】上海華力微電子有限公司