[发明专利]半导体器件及其形成方法

权利要求书

1.一种半导体器件的形成方法，其特征在于，包括：

提供待刻蚀材料层，所述待刻蚀材料层上具有若干相互分立的牺牲层，所述牺牲层的顶部表面具有刻蚀阻挡层，相邻牺牲层之间具有凹槽；

在所述牺牲层和刻蚀阻挡层的侧壁形成侧墙，形成所述侧墙的方法包括：在所述牺牲层和刻蚀阻挡层的侧壁、刻蚀阻挡层的顶部表面，以及待刻蚀材料层表面形成侧墙材料层；回刻蚀所述侧墙材料层，在所述牺牲层和刻蚀阻挡层的侧壁形成侧墙；

在所述刻蚀阻挡层和侧墙的顶部表面，以及凹槽中形成保护层；

平坦化所述保护层、侧墙和刻蚀阻挡层直至暴露出牺牲层的顶部表面；

平坦化所述保护层、侧墙和刻蚀阻挡层后，去除所述保护层和牺牲层；

去除所述保护层和牺牲层后，以所述侧墙为掩膜刻蚀待刻蚀材料层。

2.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述保护层的材料为碳氟聚合物、碳氢氟聚合物或碳氮聚合物。

3.根据权利要求2所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，

所述半导体器件的形成方法还包括：回刻蚀所述侧墙材料层的工艺和形成所述保护层的工艺在同一工艺机台中进行；刻蚀阻挡层和侧墙的顶部表面的保护层与凹槽中的保护层连接。

4.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，回刻蚀所述侧墙材料层的工艺和形成所述保护层的工艺在同一干刻机台中进行。

5.根据权利要求4所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，形成所述保护层的工艺参数包括：采用的气体包括碳氟基气体、碳氢氟基气体、C_l2和Ar，碳氟基气体的流量为10sccm～500sccm，碳氢氟基气体的流量为10sccm～500sccm，C_l2的流量为10sccm～500sccm，Ar的流量为10sccm～500sccm，等离子体化源功率为400瓦～2000瓦，偏置功率为0瓦，温度为30摄氏度～90摄氏度。

6.根据权利要求4所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，形成所述保护层的工艺参数包括：采用的气体包括CH₄和N₂，CH₄的流量为10sccm～500sccm，N₂的流量为10sccm～500sccm，等离子体化源功率为200瓦～2000瓦，偏置功率为0瓦～500瓦，温度为0摄氏度～80摄氏度。

7.根据权利要求3所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，相邻牺牲层之间的距离为10纳米～40纳米；所述凹槽中的保护层和待刻蚀材料层之间具有第一空隙。

8.根据权利要求3所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，位于所述刻蚀阻挡层顶部表面的保护层的厚度为20纳米～100纳米。

9.根据权利要求3所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述凹槽内的保护层的顶部表面高于刻蚀阻挡层的顶部表面。

10.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，采用沉积工艺形成所述保护层；所述保护层与所述凹槽底部的待刻蚀材料层表面接触。

11.根据权利要求10所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述保护层的材料为无定形碳、二氧化硅或光阻材料。

12.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述刻蚀阻挡层的材料为SiON、SiOC或SiO₂。

13.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，平坦化所述保护层、侧墙和刻蚀阻挡层的工艺包括回刻蚀工艺或化学机械研磨工艺。