[发明专利]双重图形的形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种双重图形的形成方法。

背景技术

随着集成电路设计的最小线宽和间距的不断缩小，当曝光线条的特征尺寸接近于曝光系统的理论分辨极限时，硅片表面的成像就会发生严重的畸变，从而导致光刻图形质量的严重下降。例如刻蚀形成特征较小的鳍式场效应晶体管的鳍部，由于图形质量的下降，会严重影响形成的鳍式场效应晶体管的性能。

为了减小光学邻近效应的影响，工业界提出了光刻分辨率增强技术（RET），其中备受关注的双重图形技术（DPT）被认为是填补浸入式光刻和EUV之间鸿沟的有力保障。

双重图形技术通常在待刻蚀材料层上形成刻蚀牺牲层，在刻蚀牺牲层的周围形成侧墙，去除所述刻蚀牺牲层后，以所述侧墙为掩膜，刻蚀所述待刻蚀材料层，可以形成特征尺寸小的图形。

图1至图5为现有技术中采用双图形化方法形成双重图形的结构示意图。

请参考图1，在半导体衬底10上形成刻蚀材料层20。

请参考图2，在刻蚀材料层20的表面形成待刻蚀牺牲材料层（未示出），刻蚀所述待刻蚀牺牲材料层，形成图形化的牺牲层30，暴露出部分刻蚀材料层20的表面。

请参考图3，在所述图形化的牺牲层30表面以及刻蚀材料层20表面形成侧墙材料层，并刻蚀所述侧墙材料层，在所述图形化的牺牲层30的侧壁表面形成侧墙40。

请参考图4，去除图形化的牺牲层30。

请参考图5，以所述侧墙40为掩膜，对刻蚀材料层20进行刻蚀，形成待刻蚀图形21。

现有技术形成的双重图形容易发生变形，影响后续刻蚀所述刻蚀材料层形成的刻蚀图形的准确性。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种双重图形的形成方法，提高形成的刻蚀图形的准确性。

为解决上述问题，本发明提供一种双重图形的形成方法，包括：提供待刻蚀层；在所述待刻蚀层表面形成具有开口的牺牲层，所述开口暴露出部分待刻蚀层的表面；在所述牺牲层的侧壁表面形成侧墙；去除所述牺牲层；对所述侧墙进行疏水处理，使所述侧墙具有疏水性表面；对所述待刻蚀层表面及侧墙表面进行清洗及清洗后的干燥处理。

可选的，所述待刻蚀层包括：待刻蚀材料层和位于所述待刻蚀材料层表面的硬掩膜层。

可选的，所述待刻蚀层还包括位于所述硬掩膜层表面的缓冲层，所述缓冲层的材料与侧墙的材料相同。

可选的，所述缓冲层的厚度为0.5nm～1nm。

可选的，形成所述缓冲层的方法为原子层沉积工艺或化学气相沉积工艺。

可选的，对所述侧墙进行疏水处理的方法为等离子体注入工艺。

可选的，所述等离子体注入的离子为Si，所述等离子体注入的偏置电压小于3kV，Si离子的注入剂量为5E16atom/cm²～5E17atom/cm²，注入深度小于1nm。

可选的，所述等离子体注入的气体源至少包括SiH₄、Si₃H₈、Si₂H₆、SiCl₄、Si₅H₁₀中的一种。

可选的，对所述侧墙进行疏水处理的方法为在所述侧墙表面形成疏水薄膜。

可选的，采用化学气相沉积或原子层沉积工艺形成所述疏水薄膜。

可选的，所述疏水薄膜的厚度小于1nm。

可选的，所述疏水薄膜的材料为硅。

可选的，所述硬掩膜层的材料为氮化硅。

可选的，所述侧墙的材料为氧化硅。

可选的，所述牺牲层的材料为无定形碳、光刻胶、有机抗反射材料。

可选的，采用灰化工艺去除所述牺牲层。

可选的，对所述待刻蚀层表面及侧墙表面进行清洗的溶液为NH₄OH和H₂O₂的水溶液。

可选的，还包括：以所述侧墙为掩膜，刻蚀所述硬掩膜层，形成图形化硬掩膜层；去除所述图形化硬掩膜层上的侧墙，以所述图形化硬掩膜层为掩膜，刻蚀所述待刻蚀材料层，形成待刻蚀图形。

可选的，去除所述图形化硬掩膜层上的侧墙的同时，去除所述缓冲层。

可选的，采用湿法刻蚀工艺去除所述侧墙和缓冲层。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：