半导体结构及其形成方法技术

一种半导体结构及其形成方法，形成方法包括：提供待刻蚀层；在所述待刻蚀层上形成前驱体层；对所述前驱体层进行退火处理，使所述前驱体层形成若干相互分立的初始第一掩膜层和第二掩膜层，所述第二掩膜层位于相邻的初始第一掩膜层之间；对所述初始第一掩膜层进行改性处理，形成第一掩膜层；刻蚀去除所述第二掩膜层，所述刻蚀去除第二掩膜层的工艺对第一掩膜层材料的刻蚀速率小于对初始第一掩膜层材料的刻蚀速率。所形成的半导体结构性能得到提升。升。升。

【技术实现步骤摘要】
半导体结构及其形成方法


[0001]本专利技术涉及半导体制造领域，尤其涉及一种半导体结构及其形成方法。

技术介绍

[0002]随着对高容量的半导体存储装置需求的日益增加，半导体存储装置的集成密度受到人们的关注，为了增加半导体存储装置的集成密度，现有技术中采用了许多不同的方法，自对准多重图案技术是一种在半导体器件制备过程中得到广泛的接受和应用的解决途径。
[0003]随着半导体技术节点的进一步降低，为满足更小尺寸的图案要求，现有技术引入了自组装图形化材料作为形成图案的材料，自组装图形化材料通常包括两种或多种相互不溶的不同聚合物嵌段组分。在适当条件下，所述两种或多种相互不溶的聚合物嵌段组分会分离为纳米级的两种或多种不同的相，并由此形成隔离的纳米尺寸的结构单元的有序图形，形成需要形成的半导体结构的图案。
[0004]然而，现有的采用自组装图形化材料作为图案形成的半导体结构性能有待改善。

技术实现思路

[0005]本专利技术解决的技术问题是提供一种半导体结构及其形成方法，以改善半导体结构的性能。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术技术方案提供一种半导体结构的形成方法，包括：提供待刻蚀层；在所述待刻蚀层上形成前驱体层；对所述前驱体层进行退火处理，使所述前驱体层形成若干相互分立的初始第一掩膜层和第二掩膜层，所述第二掩膜层位于相邻的初始第一掩膜层之间；对所述初始第一掩膜层进行改性处理，形成第一掩膜层；刻蚀去除所述第二掩膜层，所述刻蚀去除第二掩膜层的工艺对第一掩膜层材料的刻蚀速率小于对初始第一掩膜层材料的刻蚀速率。
[0007]可选的，所述前驱体层的材料包括嵌段聚合物，所述嵌段聚合物包括氯甲基苯乙烯聚甲基丙烯酸甲酯。
[0008]可选的，所述初始第一掩膜层的材料包括有机聚合物，所述有机聚合物包括聚氯甲基苯乙烯；所述第二掩膜层的材料包括有机聚合物，所述有机聚合物包括聚甲基丙烯酸甲酯。
[0009]可选的，对所述初始第一掩膜层进行改性处理的工艺包括气体烘烤工艺；所述气体烘烤工艺的参数包括：气体包括含硅有机物气体，所述含硅有机物气体包括六甲基二硅胺烷，烘烤温度范围为100摄氏度～150摄氏度，烘烤时间为1分钟～5分钟。
[0010]可选的，在所述待刻蚀层上形成前驱体层之前，还包括：在所述待刻蚀层上形成若干第一牺牲层，所述若干第一牺牲层在待刻蚀层表面平行排列；在所述待刻蚀层上形成第二牺牲层，所述第二牺牲层位于所述第一牺牲层之间，且所述第二牺牲层的顶部表面低于或齐平于所述第一牺牲层顶部表面。
[0011]可选的，所述第一牺牲层的形成方法包括：在所述待刻蚀层上形成第一牺牲材料
层；在所述第一牺牲材料层上形成图形化层；以所述图形化层为掩膜刻蚀所述第一牺牲材料层，在所述待刻蚀层上形成所述第一牺牲层。
[0012]可选的，刻蚀所述第一牺牲材料层的工艺包括干法刻蚀工艺；所述干法刻蚀工艺的气体包括氧气、甲烷和氢气的混合气体。
[0013]可选的，形成所述第二牺牲层的工艺包括刷接工艺。
[0014]可选的，所述第二掩膜层位于所述第二牺牲层上，所述初始第一掩膜层位于所述第一牺牲层和第二牺牲层上。
[0015]可选的，所述第一牺牲层的材料与所述第二牺牲层的材料不同。
[0016]可选的，所述第一牺牲层的材料包括聚苯乙烯的衍生物，所述聚苯乙烯的衍生物包括聚苯乙烯或聚氯甲基苯乙烯。
[0017]可选的，所述第二牺牲层的材料包括有机聚合物，所述有机聚合物包括端基羟基化聚苯乙烯聚甲基丙烯酸甲酯。
[0018]可选的，对所述前驱体层进行退火处理的温度范围为150摄氏度～250摄氏度；对所述前驱体层进行退火处理的时间为1分钟～5分钟。
[0019]可选的，所述初始第一掩膜层在沿待刻蚀层表面排列方向上具有第一尺寸，所述第一尺寸的范围为：10纳米～30纳米；所述第二掩膜层在沿待刻蚀层表面排列方向上具有第二尺寸，所述第二尺寸的范围为：10纳米～30纳米。
[0020]可选的，去除所述第二掩膜层之后，以所述第一掩膜层为掩膜刻蚀所述待刻蚀层。
[0021]可选的，去除所述第二掩膜层的工艺包括干法刻蚀工艺；所述干法刻蚀工艺的参数包括：气体为氧气、氩气或二氧化碳气体的等离子体，气体流速为1毫升/分钟～3毫升/分钟，气压为5帕～10帕，能量密度为5瓦/平方厘米～20瓦/平方厘米。
[0022]可选的，所述待刻蚀层包括基底和位于基底上的导向材料层。
[0023]可选的，所述导向材料层的材料包括硬掩膜材料，所述硬掩膜材料包括氧化硅或氮化硅。
[0024]相应的，本专利技术技术方案还提供一种采用上述任一项方法形成的半导体结构。
[0025]与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下有益效果：
[0026]本专利技术技术方案中的半导体结构形成方法，对所述初始第一掩膜层进行改性处理，使得形成的第一掩膜层与所述第二掩膜层有较大的刻蚀选择比，后续在去除所述第二掩膜层时，所述去除第二掩膜层的工艺对所述第一掩膜层的损伤较小，使得所述第一掩膜层具有良好的形貌，使得在后续的工艺中，所述第一掩膜层的图形能稳定传递，使得所述半导体结构的尺寸精准度提高，有利于半导体结构性能的提升。
[0027]进一步，所述第一牺牲层的材料包括聚苯乙烯的衍生物，所述聚苯乙烯的衍生物包括聚苯乙烯或聚氯甲基苯乙烯，而所述初始第一掩膜层的材料包括聚氯甲基苯乙烯，使得在对所述前驱体层进行退火处理使所述前驱体层形成相连接的初始第一掩膜层和第二掩膜层时，所述第一牺牲层对所述初始第一掩膜层起到导向作用，从而所述初始第一掩膜层能够形成在所述第一牺牲层上，使得所述初始第一掩膜层的位置自对准，所述初始第一掩膜层和第二掩膜层能够在设定的位置周期性排列，后续形成的第一掩膜层的位置也能自对准，从而提升了所述第一掩膜层位置的精准度，提升了所述半导体结构的尺寸精准度。
[0028]进一步，对所述初始第一掩膜层进行改性处理的工艺包括气体烘烤工艺，在高温
的作用下，所述含硅有机物气体对所述初始第一掩膜层的材料结构进行了改善，使得所形成的第一掩膜层与所述第二掩膜层有较大的刻蚀选择比，从而在去除所述第二掩膜层时，所述去除第二掩膜层的工艺对所述第一掩膜层的损伤较小。
[0029]进一步，所述初始第一掩膜层的材料包括氯甲基苯乙烯，对所述初始第一掩膜层进行改性处理的气体包括六甲基二硅胺烷，所述六甲基二硅胺烷与所述氯甲基苯乙烯能够发生反应形成聚甲基苯乙烯六甲基二硅烷，所述聚甲基苯乙烯六甲基二硅烷在去除所述第二掩膜层的工艺中不易被刻蚀，从而所述第一掩膜层能够保持较好的形貌。
附图说明
[0030]图1至图3是一实施例中半导体结构形成过程的剖面结构示意图；
[0031]图4至图12是本专利技术实施例中半导体结构形成过程的剖面结构示意图。
具体实施方式
[0032]如
技术介绍
所述，现有的采用自组织材料作为图案形成的半导体结构性能有待改善。现结合具体的实施例进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体结构的形成方法，其特征在于，包括：提供待刻蚀层；在所述待刻蚀层上形成前驱体层；对所述前驱体层进行退火处理，使所述前驱体层形成若干相互分立的初始第一掩膜层和第二掩膜层，所述第二掩膜层位于相邻的初始第一掩膜层之间；对所述初始第一掩膜层进行改性处理，形成第一掩膜层；刻蚀去除所述第二掩膜层，所述刻蚀去除第二掩膜层的工艺对第一掩膜层材料的刻蚀速率小于对初始第一掩膜层材料的刻蚀速率。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，所述前驱体层的材料包括嵌段聚合物，所述嵌段聚合物包括氯甲基苯乙烯聚甲基丙烯酸甲酯。3.如权利要求2所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述初始第一掩膜层的材料包括有机聚合物，所述有机聚合物包括聚氯甲基苯乙烯；所述第二掩膜层的材料包括有机聚合物，所述有机聚合物包括聚甲基丙烯酸甲酯。4.如权利要求3所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，对所述初始第一掩膜层进行改性处理的工艺包括气体烘烤工艺；所述气体烘烤工艺的参数包括：气体包括含硅有机物气体，所述含硅有机物气体包括六甲基二硅胺烷，烘烤温度范围为100摄氏度～150摄氏度，烘烤时间为1分钟～5分钟。5.如权利要求3所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，在所述待刻蚀层上形成前驱体层之前，还包括：在所述待刻蚀层上形成若干第一牺牲层，所述若干第一牺牲层在待刻蚀层表面平行排列；在所述待刻蚀层上形成第二牺牲层，所述第二牺牲层位于所述第一牺牲层之间，且所述第二牺牲层的顶部表面低于或齐平于所述第一牺牲层顶部表面。6.如权利要求5所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第一牺牲层的形成方法包括：在所述待刻蚀层上形成第一牺牲材料层；在所述第一牺牲材料层上形成图形化层；以所述图形化层为掩膜刻蚀所述第一牺牲材料层，在所述待刻蚀层上形成所述第一牺牲层。7.如权利要求6所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，刻蚀所述第一牺牲材料层的工艺包括干法刻蚀工艺；所述干法刻蚀工艺的气体包括氧气、甲烷和氢气的混合气体。8.如权利要求5所述的半导体结构的形成方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：时贺光，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造北京有限公司，
类型：发明
国别省市：