[发明专利]半导体结构的形成方法

权利要求书

1.一种半导体结构的形成方法，包括：

提供基底，所述基底表面覆盖有栅极膜，所述栅极膜表面覆盖有栅极图 形膜，栅极图形膜包括硬掩膜材料层以及位于硬掩膜材料层表面的硅材料层；

在所述栅极图形膜表面形成图形层，相邻图形层之间暴露出部分栅极膜 表面；

以所述图形层为掩膜，刻蚀部分所述栅极图形膜直至暴露出栅极膜表面， 形成位于栅极膜表面的栅极图形层，所述栅极图形层包括硬掩膜层以及位于 硬掩膜层表面的硅层，且所述硅层与第一方向垂直的侧壁表面具有第一线宽 粗糙度；

对所述硅层与第一方向垂直的侧壁进行修复刻蚀处理，使得所述硅层侧 壁表面具有第二线宽粗糙度，且第二线宽粗糙度小于第一线宽粗糙度；

以所述栅极图形层为掩膜，刻蚀所述栅极膜直至暴露出基底表面，在所 述基底表面形成栅极；

在所述栅极的与第一方向垂直的侧壁两侧的基底内形成源区和漏区。

2.如权利要求1所述半导体结构的形成方法，其特征在于，所述硅材料层的 材料为单晶硅、多晶硅或非晶硅；所述栅极膜的材料为多晶硅或掺杂的多 晶硅。

3.如权利要求1所述半导体结构的形成方法，其特征在于，所述硅材料层的 厚度大于硬掩膜材料层的厚度。

4.如权利要求1所述半导体结构的形成方法，其特征在于，所述硬掩膜材料 层的材料为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅、碳氧化硅、碳氮氧化硅 或无定形碳。

5.如权利要求1所述半导体结构的形成方法，其特征在于，形成栅极图形层 的工艺步骤包括：在所述栅极图形膜表面形成沿第一方向平行排列的第一 图形层，相邻第一图形层之间暴露出部分栅极图形膜表面；以所述第一图 形层为掩膜，刻蚀暴露出的栅极图形膜直至暴露出栅极膜表面，形成位于 栅极膜表面沿第一方向平行排列的初始栅极图形层，所述初始栅极图形层 包括初始硬掩膜层以及位于初始硬掩膜层表面的初始硅层；在所述初始栅 极图形层表面形成沿第二方向平行排列的第二图形层，相邻第二图形层暴 露出部分初始栅极图形层表面，且第二方向与第一方向垂直；以所述第二 图形层为掩膜，刻蚀暴露出的初始栅极图形层直至暴露出栅极膜表面，形 成位于栅极膜表面的栅极图形层。

6.如权利要求5所述半导体结构的形成方法，其特征在于，所述初始硅层与 第一方向垂直的侧壁表面具有第一线宽粗糙度；对所述硅层侧壁进行修复 刻蚀处理的方法为：在形成初始栅极图形层后，对初始硅层与第一方向垂 直的侧壁进行修复刻蚀处理，使得初始硅层侧壁表面具有第二线宽粗糙度。

7.如权利要求6所述半导体结构的形成方法，其特征在于，采用化学下流刻 蚀法进行所述修复刻蚀处理；在对所述初始硅层侧壁进行修复刻蚀处理后， 去除所述第一图形层。

8.如权利要求7所述半导体结构的形成方法，其特征在于，所述化学下流刻 蚀法的工艺参数为：刻蚀气体包括CF₄和O₂，CF₄流量为100sccm至 1000sccm，O₂流量为5sccm至100sccm，刻蚀源功率为100瓦至2000瓦， 刻蚀腔室温度为0摄氏度至200摄氏度，刻蚀时长为10秒至60秒。

9.如权利要求5所述半导体结构的形成方法，其特征在于，在形成第二图形 层之前，还包括步骤：采用喷涂或旋涂工艺，形成覆盖于栅极膜表面以及 初始栅极图形层侧壁表面的有机聚合物层。

10.如权利要求5所述半导体结构的形成方法，其特征在于，在形成栅极图形 层之后，采用灰化工艺去除所述第二图形层以及有机聚合物层。

11.如权利要求5所述半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第一图形层 投影于基底表面的图形、与第二图形层投影于基底表面的图形相互垂直。