[发明专利]半导体结构及其形成方法

权利要求书

1.一种半导体结构的形成方法，其特征在于，包括：

提供基底；

在所述基底上形成待刻蚀材料层、位于所述待刻蚀材料层上的核心材料层、以及位于所述核心材料层上的硬掩膜材料层；

图形化所述硬掩膜材料层，形成多个分立的硬掩膜层，相邻所述硬掩膜层之间围成开口；

刻蚀相邻所述硬掩膜层之间的核心材料层，在所述核心材料层中形成多个露出所述待刻蚀材料层的第一凹槽，所述第一凹槽位于相邻所述硬掩膜层之间的侧壁与所述开口的侧壁相齐平，剩余所述核心材料层作为核心层；

在所述第一凹槽的侧壁以及所述硬掩膜层的侧壁上形成侧墙层；

形成所述侧墙层后，去除所述硬掩膜层、以及所述硬掩膜层底部的核心层，在所述核心层中形成多个露出所述待刻蚀材料层的第二凹槽，且在沿第一凹槽和第二凹槽的排布方向上，第一凹槽和第二凹槽之间交替排布，相邻所述第二凹槽与所述第一凹槽之间通过所述侧墙层隔离；

以所述侧墙层和侧墙层露出的剩余核心层为掩膜，去除所述第一凹槽和第二凹槽底部的待刻蚀材料层，在剩余所述待刻蚀材料层中形成目标图形。

2.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，图形化所述硬掩膜材料层的步骤包括：在所述硬掩膜材料层上形成第一图形层；以所述第一图形层为掩膜，刻蚀所述硬掩膜材料层。

3.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，形成所述硬掩膜层后，相邻所述硬掩膜层之间形成有多个开口；

刻蚀相邻所述硬掩膜层之间的核心材料层的步骤包括：在所述硬掩膜层露出的核心材料层上形成平坦化层，所述平坦化层覆盖所述硬掩膜层顶部；在所述平坦化层上形成第二图形层，所述第二图形层中具有多个开口图形，位于相邻所述硬掩膜层之间的开口图形的侧壁与所述开口的侧壁相齐平，或者，位于相邻所述硬掩膜层之间的开口图形露出所述开口上方、以及所述开口两侧硬掩膜层的部分顶部上方的平坦化层；沿所述开口图形依次刻蚀所述平坦化层和核心材料层。

4.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，形成所述侧墙层的步骤包括：形成侧墙材料层，所述侧墙材料层保形覆盖所述第一凹槽的底部和侧壁、所述硬掩膜层顶部和侧壁、以及所述硬掩膜层露出的核心层顶部；去除位于所述第一凹槽底部、所述硬掩膜层顶部、以及所述硬掩膜层露出的核心层顶部的侧墙材料层，保留位于所述第一凹槽侧壁以及所述硬掩膜层侧壁的剩余侧墙材料层作为所述侧墙层。

5.如权利要求4所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，采用原子层沉积工艺或化学气相沉积工艺形成所述侧墙材料层。

6.如权利要求4所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，采用无掩膜干法刻蚀工艺去除位于所述第一凹槽底部、所述硬掩膜层顶部、以及所述硬掩膜层露出的核心层顶部的侧墙材料层。

7.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，去除所述硬掩膜层、以及所述硬掩膜层底部的核心层的步骤包括：在所述硬掩膜层和侧墙层所露出的核心层与待刻蚀材料层上形成保护层，所述保护层露出所述硬掩膜层顶部；以所述保护层和侧墙层为掩膜，依次去除所述硬掩膜层、以及所述硬掩膜层底部的核心层，在所述核心层中形成露出所述待刻蚀材料层的第二凹槽；

形成所述第二凹槽后，还包括：去除所述保护层。

8.如权利要求7所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述保护层的材料为SOC材料、ODL材料、BARC材料、DUO材料或DARC材料。

9.如权利要求7所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，形成所述保护层的工艺包括旋涂工艺。

10.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，形成所述硬掩膜材料层和核心材料层的步骤中，所述硬掩膜材料层和所述核心材料层的总厚度为400埃米至1000埃米。