[发明专利]多重图形及半导体器件的制造方法

权利要求书

1.一种多重图形的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供半导体衬底，在所述半导体衬底表面上依次形成硬掩膜层以及图案化光刻胶层；

以所述图案化光刻胶层为掩膜，刻蚀所述硬掩膜层，以形成第一图形；

采用原位自生工艺在所述第一图形的侧壁上形成预定厚度的侧墙；

选择性去除所述第一图形，并再次采用原位自生工艺在所述侧墙的侧壁上形成子侧墙，并去除所述侧墙，所述子侧墙形成第二图形；

至少执行一次先在前一图形的侧壁上采用所述原位自生工艺形成子侧墙，而后选择性去除所述前一图形的工艺，以形成线宽和间隔均满足7nm及以下节点的半导体器件制造要求的多重图形，所述多重图形用作掩膜层。

2.如权利要求1所述的多重图形的制造方法，其特征在于，所述原位自生工艺采用的气体包含氢气和/或氩气。

3.如权利要求1所述的多重图形的制造方法，其特征在于，所述硬掩膜层包含掺杂剂，所述原位自生工艺为原位析出工艺，采用原位析出工艺使所述第一图形的侧壁上析出所述掺杂剂以形成所述侧墙。

4.如权利要求3所述的多重图形的制造方法，其特征在于，所述掺杂的掩膜层中的掺杂剂为过渡金属元素或者非金属元素。

5.如权利要求4所述的多重图形的制造方法，其特征在于，所述过渡金属元素包括镁、锰、铁、钴、镍、铜、银和锌中的至少一种；所述非金属元素包括氮、碳、硼和磷中的至少一种。

6.如权利要求1所述的多重图形的制造方法，其特征在于，所述原位自生工艺为原位掺杂工艺或者原位外延生长工艺，采用原位掺杂工艺或者原位外延生长工艺使所述第一图形的侧壁上形成所述预定厚度的侧墙。

7.如权利要求1至6中任一项所述的多重图形的制造方法，其特征在于，所述硬掩膜层的材料为多晶硅、非晶硅、纯金属、合金或金属化合物。

8.如权利要求7所述的多重图形的制造方法，其特征在于，所述纯金属为铜、铝、金、银、钽、钛、镍或钨；所述合金包括铜、铝、金、银、钽、钛、镍和钨中的两种以上；所述金属化合物为金属氮化物、金属氧化物、金属碳化物、金属硅化物、金属硼化物或金属磷化物。

9.如权利要求1所述的多重图形的制造方法，其特征在于，所述侧墙的材料为氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、硅化物、磷化物或金属。

10.如权利要求1所述的多重图形的制造方法，其特征在于，所述硬掩膜层和所述图案化光刻胶层之间还形成有刻蚀停止层；

以所述图案化光刻胶层为掩膜，刻蚀所述硬掩膜层，以形成第一图形的过程包括：以所述图案化光刻胶层为掩膜，刻蚀所述刻蚀停止层至所述硬掩膜层表面；然后，去除所述图案化光刻胶层；接着，以所述刻蚀停止层为掩膜，刻蚀所述硬掩膜层，以形成第一图形。

11.如权利要求10所述的多重图形的制造方法，其特征在于，所述刻蚀停止层的材料为氮化硅、碳化硅、氧氮化硅、氧碳化硅和碳氮化硅中的至少一种。

12.如权利要求10所述的多重图形的制造方法，其特征在于，所述刻蚀停止层和所述图案化光刻胶层之间还形成有覆盖层；

以所述图案化光刻胶层为掩膜，刻蚀所述硬掩膜层，以形成第一图形的过程包括：以所述图案化光刻胶层为掩膜，依次刻蚀所述覆盖层和刻蚀停止层至所述硬掩膜层表面，然后去除所述图案化光刻胶层和覆盖层，接着，以所述刻蚀停止层为掩膜，刻蚀所述硬掩膜层，以形成第一图形。

13.如权利要求12所述的多重图形的制造方法，其特征在于，所述覆盖层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、有机聚合物材料、无定形碳和含硅抗反射涂料中的至少一种。