[发明专利]半导体器件的制造方法

权利要求书

1.一种半导体器件的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供具有稀疏区和密集区的半导体衬底，在所述半导体衬底表面上依次形成栅极层以及第一图案化层，所述第一图案化层包括位于所述密集区上方的多个相互间隔的牺牲结构，且在所述栅极层和所述第一图案化层之间还形成有硬掩膜层；

在所述第一图案化层表面上依次形成侧墙材料层以及与所述稀疏区上待形成的第一栅极相对应的第二图案化层；

以所述第二图案化层为掩膜，刻蚀所述侧墙材料层，以形成第三图案化层，所述第三图案化层包括所述第二图案化层底部保留的侧墙材料层部分以及覆盖在所述牺牲结构的侧壁上且与所述密集区待形成的第二栅极相对应的侧墙材料层部分；

去除所述第一图案化层，并以所述第三图案化层为掩膜，将所述硬掩膜层图形化，进一步以图形化后的所述硬掩膜层为掩膜，刻蚀所述栅极层，以在所述稀疏区上方形成第一栅极和在所述密集区上方形成第二栅极。

2.如权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，所述栅极层的材料为未掺杂的多晶硅、掺杂的多晶硅以及金属硅化物中的至少一种。

3.如权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，所述第一图案化层的材料包括硼酸盐硅酸盐玻璃、硼磷酸盐硅酸盐玻璃、磷酸盐硅酸盐玻璃、灰化可移除电介质、介电常数K低于2.9的低K介电材料、加热可移除的有机聚合物、多晶硅、非晶硅和无定形碳中的至少一种。

4.如权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，在所述栅极层和所述第一图案化层之间依次形成有硬掩膜层和刻蚀阻挡层。

5.如权利要求4所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，在所述硬掩膜层和所述刻蚀阻挡层之间还形成有先进图形化膜层，所述先进图形化膜层包括无定形碳层和/或非晶硅层。

6.如权利要求5所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，形成所述第一栅极和所述第二栅极的过程包括：

以所述第三图案化层为掩膜，刻蚀所述刻蚀阻挡层和所述先进图形化膜层，刻蚀停止在所述硬掩膜层表面；

以所述刻蚀阻挡层和所述先进图形化膜层为掩膜，刻蚀所述硬掩膜层，刻蚀停止在所述栅极层表面；

去除所述刻蚀阻挡层和所述先进图形化膜层，以所述硬掩膜层为掩膜，刻蚀所述栅极层，以形成所述第一栅极和所述第二栅极。

7.如权利要求6所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，还包括：

在形成侧墙材料层之后，且形成所述第二图案化层之前，还在所述侧墙材料层表面上形成覆盖层和/或罩层；

以所述第二图案化层为掩膜，先刻蚀所述罩层和/或覆盖层，在去除所述第二图案化层之后，以所述罩层和/或覆盖层为掩膜，刻蚀所述侧墙材料层，以形成第三图案化层；

在以所述第三图案化层为掩膜刻蚀所述刻蚀阻挡层之前，或者在以所述第三图案化层为掩膜刻蚀所述刻蚀阻挡层、先进图形化膜层至所述硬掩膜层表面之后，或者以所述刻蚀阻挡层和所述先进图形化膜层为掩膜刻蚀所述硬掩膜层之后，去除所述覆盖层。

8.如权利要求7所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，采用刻蚀工艺和/或化学机械平坦化工艺去除所述覆盖层。

9.如权利要求4至8中任一项所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，所述硬掩膜层的材料包括等离子增强型氧化物、氮氧化物和氮化物中的至少一种。

10.如权利要求7所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，所述覆盖层的材料包括未掺杂二氧化硅基材料、掺杂二氧化硅基材料、有机硅酸盐玻璃、多孔硅酸盐玻璃、氮化硅基材料、氮氧化硅基材料、碳化硅基材料、介电常数K低于2.9的低K介电材料、有机聚合物材料、无定形碳和有机抗反射涂料中的至少一种。