本申請屬于半導體，具體涉及一種自對準多重圖形的形成方法及半導體器件。

背景技術：

1、半導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，隨著半導體技術的發(fā)展，對于特征尺寸的要求越來越高。在半導體制程進入14nm及以下，采用finfet技術的半導體邏輯器件，其關鍵尺寸和間距已分別縮到20nm和48nm以下。由于193nm光刻技術的極限，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體器件的制造當中，并在此基礎上衍生出了自對準四重圖形工藝。

2、然而，相關技術中的自對準雙重工藝僅能實現(xiàn)1/2尺寸的光刻圖形，很難進一步縮小最小尺寸來滿足更高密度的半導體集成電路要求。

技術實現(xiàn)思路

1、本申請實施例的目的是提供一種自對準多重圖形的形成方法及半導體器件，能夠解決當前自對準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多重圖形的形成方法，包括以下步驟：

4、提供具有目標層的半導體襯底，在所述目標層上形成層疊設置的芯軸層和犧牲層；

5、對所述芯軸層和所述犧牲層進行刻蝕，以形成多個芯軸掩膜圖案；

6、在所述目標層和各所述芯軸掩膜圖案上進行沉積，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層進行刻蝕，以在所述目標層上形成預定圖案。

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

13、本申請實施例可以有效緩解自對準雙重工藝尺寸縮小效率低和自對準四重工藝技術步驟繁瑣、成本較高的問題，其關鍵尺寸相比同光刻條件下的自對準雙重圖形工藝能進一步縮小，同時，其工藝步驟少于自對準四重工藝的步驟，從而可以提高生產(chǎn)效率，降低制造成本。

技術特征：

1.一種自對準多重圖形的形成方法，其特征在于，包括以下步驟：

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

3.根據(jù)權利要求2所述的自對準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)權利要求2或3所述的自對準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層具有高刻蝕選擇比；

5.根據(jù)權利要求4所述的自對準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)權利要求1所述的自對準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)權利要求1或6所述的自對準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)權利要求7所述的自對準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)權利要求1所述的自對準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)權利要求9所述的自對準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)權利要求9所述的自對準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)權利要求1所述的自對準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)權利要求12所述的自對準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，刻蝕氣體包括碳氫氟氣體，刻蝕氣體的流量范圍為20sccm-40sccm。

14.根據(jù)權利要求12所述的自對準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。

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

技術總結(jié)
本申請公開一種自對準多重圖形的形成方法及半導體器件，涉及半導體領域。自對準多重圖形的形成方法包括：提供具有目標層的半導體襯底，在目標層上形成芯軸層和犧牲層；對芯軸層和犧牲層進行刻蝕，以形成芯軸掩膜圖案；在目標層和芯軸掩膜圖案上進行沉積，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；對目標層進行刻蝕，在目標層上形成預定圖案。本申請解決當前自對準雙重工藝難以滿足小尺寸要求等問題。

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