半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，具體涉及一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著半導(dǎo)體光刻工藝特征尺寸的不斷縮小，現(xiàn)有的曝光設(shè)備已經(jīng)很難通過減小掩膜版上的圖形尺寸，來進(jìn)一步縮小圖形的最小線寬和間距。
[0003]為進(jìn)一步縮小圖形的最小線寬和間距，現(xiàn)有技術(shù)發(fā)展了自對(duì)準(zhǔn)型雙重曝光(Self-Aligned Double Patterning，SADP)技術(shù)。圖1至圖3示出了一種常見的自對(duì)準(zhǔn)型雙重曝光工藝在的部分過程:在襯底01上以光刻的方法定義犧牲圖形02，在襯底01和犧牲圖形02頂部和側(cè)壁上沉積薄膜03，對(duì)薄膜03進(jìn)行刻蝕，去除襯底01上以及犧牲圖形02頂部的薄膜03，在犧牲圖形02側(cè)壁形成側(cè)墻04，然后去除犧牲圖形02，保留犧牲圖形02側(cè)壁上的側(cè)墻04。由于側(cè)墻04的寬度與薄膜03的厚度相近，而薄膜03厚度能夠比現(xiàn)有技術(shù)曝光設(shè)備所能制作出圖形的特征尺寸更小，且薄膜03的厚度容易控制，因此側(cè)墻04的寬度能夠比現(xiàn)有技術(shù)曝光設(shè)備形成圖形的特征尺寸更小。并且，側(cè)墻04的密度是犧牲圖形02密度的2倍，以側(cè)墻04作為硬掩膜對(duì)襯底01進(jìn)行刻蝕，形成的半導(dǎo)體圖形密度是犧牲圖形02密度的2倍。
[0004]由此可見，側(cè)墻04的質(zhì)量是影響自對(duì)準(zhǔn)型雙重曝光技術(shù)質(zhì)量的關(guān)鍵因素。但是采用現(xiàn)有自對(duì)準(zhǔn)型雙重曝光技術(shù)中，如圖3所示，在去除犧牲圖形02后，側(cè)墻04可能朝向犧牲圖形02原位置傾斜，或者，側(cè)墻04也可能被向犧牲圖形02原位置傾斜。
[0005]以傾斜的側(cè)墻04作為硬掩膜，對(duì)襯底01進(jìn)行刻蝕，形成的半導(dǎo)體圖形形貌分辨率較差，并且半導(dǎo)體圖形的形狀與所需要形成的形狀不一致。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明解決的問題是提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，改善自對(duì)準(zhǔn)型雙重曝光中側(cè)墻的質(zhì)量，使側(cè)墻不容易傾斜，進(jìn)而改善以側(cè)墻為掩膜刻蝕形成的圖形形貌。
[0007]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，包括:
[0008]提供襯底；
[0009]在所述襯底上形成犧牲圖形；
[0010]采用沉積設(shè)備在所述犧牲圖形和襯底上沉積側(cè)墻材料層，在所述沉積側(cè)墻材料層的過程中，所述沉積設(shè)備的輸出射頻功率在第一功率和第二功率間切換，所述第一功率和第二功率的頻率不同；
[0011]刻蝕所述側(cè)墻材料層，在所述犧牲圖形側(cè)壁形成側(cè)墻；
[0012]去除所述犧牲圖形；
[0013]以所述側(cè)墻為掩膜刻蝕所述襯底，形成半導(dǎo)體圖形。
[0014]可選的，第一功率的頻率大于第二功率的頻率，所述沉積側(cè)墻材料層的過程包括第一沉積和第二沉積；在第一沉積中，所述輸出功率為第一功率的時(shí)間占所述第一沉積工藝總時(shí)間的比例在40%到50%之間；在第二沉積中，所述輸出功率為第一功率的時(shí)間占所述第二沉積工藝總時(shí)間的比例在90%到100%之間。
[0015]可選的，第一功率的頻率大于第二功率的頻率，所述沉積側(cè)墻材料層的過程包括:第一沉積和第二沉積；在第一沉積中，所述輸出射頻功率為第一功率；第二沉積中，所述輸出射頻功率為第二功率。
[0016]可選的，第一功率的頻率大于第二功率的頻率，在所述沉積側(cè)墻材料層的過程中，所述輸出射頻功率為第一功率的時(shí)間占所述沉積設(shè)備總輸出射頻功率時(shí)間的比例在60%到80%之間。
[0017]可選的，第一功率為頻率大于或等于40MHZ的高頻功率，第二功率為頻率小于40MHZ的低頻功率。
[0018]可選的，在所述犧牲圖形和襯底上沉積側(cè)墻材料層的方法采用原子層沉積法或化學(xué)氣相沉積法。
[0019]可選的，所述側(cè)墻材料層的材料為氮化硅。
[0020]可選的，在沉積側(cè)墻材料層的過程中，采用的沉積氣體包括SiH2Cl2氣體和氨氣。
[0021]可選的，在沉積側(cè)墻材料層的過程中，所述3化2(:12氣體和氨氣的流量均在20sCCm到100sccm的范圍內(nèi)。
[0022]可選的，在沉積側(cè)墻材料層的過程中，溫度在300攝氏度到600攝氏度的范圍內(nèi)，氣壓在0.1托到10托的范圍內(nèi)。
[0023]可選的，在提供襯底之后，形成犧牲層之前，形成方法還包括:在所述襯底上依次形成第一阻擋層、第一氧化物硬掩膜層、無定形碳層和第二硬掩膜層；
[0024]之后，在所述第二硬掩膜層上形成所述犧牲圖形和位于犧牲圖形側(cè)壁上的側(cè)墻。
[0025]可選的，所述以所述側(cè)墻為掩膜，刻蝕所述襯底，形成半導(dǎo)體圖形的步驟包括:
[0026]以所述側(cè)墻為掩膜，刻蝕所述第二硬掩膜層，形成第一轉(zhuǎn)移圖形；
[0027]以所述第一轉(zhuǎn)移圖形為掩膜，刻蝕所述無定形碳層、第一氧化物硬掩膜層、和第一阻擋層，形成第二轉(zhuǎn)移圖形；
[0028]以第二轉(zhuǎn)移圖形為掩膜刻蝕所述襯底，形成半導(dǎo)體圖形。
[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):在沉積側(cè)墻材料層的過程中，使所述沉積設(shè)備的輸出射頻功率在第一功率和第二功率間切換，所述第一功率和第二功率的頻率不同。在較大的輸出射頻功率下，沉積的側(cè)墻材料層較為疏松，容易產(chǎn)生拉伸應(yīng)力，在較小的輸出射頻功率下，沉積的側(cè)墻材料層較為致密，容易產(chǎn)生壓縮應(yīng)力。因此，所述沉積設(shè)備的輸出射頻功率在第一功率和第二功率間切換，能夠使側(cè)墻材料層內(nèi)部同時(shí)包括壓縮應(yīng)力部分和拉伸應(yīng)力部分，能夠使側(cè)墻材料層內(nèi)部產(chǎn)生的拉伸應(yīng)力和壓縮應(yīng)力部分相互抵消，從而在刻蝕側(cè)墻材料層形成側(cè)墻之后，側(cè)墻中的總體應(yīng)力較小，不容易發(fā)生因?yàn)楸∧?yīng)力而產(chǎn)生的側(cè)墻傾斜。以所述側(cè)墻為掩膜形成的半導(dǎo)體圖形與側(cè)墻的圖形形狀更為相近，能夠改善半導(dǎo)體圖形的形狀分辨率。
【附圖說明】
[0030]圖1至圖3是現(xiàn)有技術(shù)一種用于自對(duì)準(zhǔn)雙重曝光的側(cè)墻形成過程的示意圖；
[0031]圖4至圖11是本發(fā)明半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法一實(shí)施例的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]現(xiàn)有技術(shù)自對(duì)準(zhǔn)型雙重曝光中側(cè)墻由于應(yīng)力的作用容易產(chǎn)生傾斜，以傾斜的側(cè)墻作為掩膜，對(duì)襯底進(jìn)行刻蝕，形成的半導(dǎo)體圖形形貌較差，并且半導(dǎo)體圖形的形狀與所需要形成的形狀相比容易失真。分析側(cè)墻容易產(chǎn)生傾斜的原因:在沉積側(cè)墻材料層的步驟中，側(cè)墻材料層內(nèi)的應(yīng)力較大，形成側(cè)墻之后，側(cè)墻內(nèi)部的應(yīng)力較大，并且位于襯底上的不同位置處側(cè)墻的應(yīng)力方向可能不同，可能是拉應(yīng)力或是壓應(yīng)力，在去除犧牲圖形后，側(cè)墻可能朝向犧牲圖形原位置傾斜，也可能被向犧牲圖形原位置傾斜。
[0033]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，包括:提供襯底；在所述襯底上形成犧牲圖形；采用沉積設(shè)備在所述犧牲圖形和襯底上沉積側(cè)墻材料層，在所述沉積側(cè)墻材料層的過程中，所述沉積設(shè)備的輸出射頻功率在第一功率和第二功率中間切換，所述第一功率和第二功率的頻率不同；刻蝕所述側(cè)墻材料層，在所述犧牲圖形側(cè)壁形成側(cè)墻；去除所述犧牲圖形；以所述側(cè)墻為掩膜刻蝕所述襯底，形成半導(dǎo)體圖形。本發(fā)明改善自對(duì)準(zhǔn)型雙重曝光中側(cè)墻的質(zhì)量，使側(cè)墻不容易傾斜，進(jìn)而改善以側(cè)墻為掩膜刻蝕形成的圖形的形貌。
[0034]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例做詳細(xì)的說明。
[0035]參考圖4至圖11，示出了半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法一實(shí)施例的示意圖。
[0036]參考圖4，提供襯底。
[0037]在本實(shí)施例中，所述襯底包括基底(未不出)和多晶娃層100，其中多晶娃層用于形成晶體管或其他半導(dǎo)體器件中的柵極，但是本發(fā)明對(duì)襯底的具體結(jié)構(gòu)不做限制。
[0038]所述基底為單晶娃基底，在其他實(shí)施例中，所述基底還可以為多晶娃基底、非晶娃基底、鍺硅基底或絕緣體上硅基底等其它半導(dǎo)體基底，對(duì)此本發(fā)明不做任何限制。
[0039]參考圖4和圖5，在所述襯底上形成犧牲圖形。
[0040]具體地，先參考圖4，在本實(shí)施例中，在形成犧牲圖形之前，在多晶硅層100上依次形成第一阻擋層101、第一氧化物硬掩膜層102、無定形碳層103和第二硬掩膜層104。所述第一阻擋層101、第一氧化物硬掩膜層102、無定形碳層103和第二硬掩膜層104均為用于圖形轉(zhuǎn)移的掩膜層，采用第一阻擋層101、第一氧化物硬掩膜層102、無定形碳層103和第二硬掩膜層104作為圖形轉(zhuǎn)移的掩膜層，將后續(xù)工藝形成的側(cè)墻的形狀轉(zhuǎn)移到襯底上，能夠使得在襯底上形成的半導(dǎo)體圖形形貌更好，但是本發(fā)明對(duì)是否形成第一阻擋層101、第一氧化物硬掩膜層102、無定形碳層103、第二硬掩膜層104不做限制。在其他