半导体结构的形成方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种半导体结构的形成方法。
【背景技术】
[0002]随着半导体技术的不断进步，半导体器件的工艺节点正不断减小。然而，由于受到现有的光刻工艺精度的限制，以现有的光刻工艺形成的掩膜图形难以满足半导体器件特征尺寸持续减小的需求，遏制了半导体技术的发展。
[0003]为了在现有的光刻工艺的基础上，能够进一步缩小半导体器件的尺寸，现有技术提出了一种双重图形化工艺。其中，尤其以自对准双重图形化(Self-Aligned DoublePatterning, SADP)工艺因其工艺简单而被广泛应用。图1至图4是现有技术的采用自对准双重图形化工艺形成掩膜的过程的剖面结构示意图。
[0004]请参考图1，提供待刻蚀层100，所述待刻蚀层100表面具有牺牲层101，所述牺牲层101采用现有的光刻工艺形成。
[0005]请参考图2，在所述待刻蚀层100和牺牲层101表面形成掩膜层103。
[0006]请参考图3，回刻蚀所述掩膜层103直至暴露出待刻蚀层100表面和牺牲层101顶部表面，在所述牺牲层101两侧的待刻蚀层100表面形成掩膜侧墙103a。
[0007]请参考图4，形成掩膜侧墙103a后，去除所述牺牲层101 (如图3所示)。
[0008]在去除所述牺牲层101之后，所述掩膜侧墙103a作为刻蚀所述待刻蚀层100的掩膜。
[0009]然而，现有技术所形成的掩膜侧墙的形貌不良，导致以所述掩膜侧墙刻蚀待刻蚀层所形成的半导体结构的形貌不良。
【发明内容】
[0010]本发明解决的问题是提供一种半导体结构的形成方法，改善所形成的半导体结构的形貌。
[0011]为解决上述问题，本发明提供一种半导体结构的形成方法，包括:提供待刻蚀层，所述待刻蚀层表面具有牺牲膜；在所述牺牲膜表面形成隔离膜；在所述隔离膜表面形成底层抗反射层、以及位于底层抗反射层表面的光刻胶层，所述光刻胶层暴露出部分底层抗反射层表面；以所述光刻胶层为掩膜，刻蚀所述底层抗反射层、隔离膜和牺牲膜，直至暴露出待刻蚀层表面为止，形成隔离层和牺牲层；去除所述隔离层，使所述底层抗反射层自牺牲层的顶部表面剥离。
[0012]可选的，所述隔离层的材料为氧化锗。
[0013]可选的，去除所述隔离层的工艺为湿法刻蚀工艺，刻蚀液为去离子水或含有去离子水的化学溶液。
[0014]可选的，所述湿法刻蚀工艺的温度为O摄氏度?100摄氏度。
[0015]可选的，所述隔离膜的形成工艺为原子层沉积工艺、热炉氧化工艺或化学气相沉积工艺，所述隔离膜的形成温度为10摄氏度?400摄氏度，所述隔离膜的厚度为10埃?1000 埃。
[0016]可选的，所述底层抗反射层的材料为含碳氧元素的有机材料，所述牺牲层的材料为无定形碳。
[0017]可选的，形成所述牺牲层或底层抗反射层的工艺温度为O摄氏度?200摄氏度。
[0018]可选的，还包括:在去除所述隔离层之后，在所述牺牲层两侧的待刻蚀层表面、以及牺牲层的侧壁表面形成掩膜侧墙；在形成掩膜侧墙之后，去除所述牺牲层；以所述掩膜侧墙为掩膜，刻蚀所述待刻蚀层，在所述待刻蚀层内形成开口。
[0019]可选的，所述掩膜侧墙的形成工艺为:在牺牲层和衬底表面形成掩膜薄膜；回刻蚀所述掩膜薄膜直至暴露出待刻蚀层表面和牺牲层的顶部表面为止，形成掩膜侧墙。
[0020]可选的，所述掩膜薄膜的材料为氧化硅，所述掩膜薄膜的形成工艺温度为25摄氏度?300摄氏度。
[0021]与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点:
[0022]本实施例的半导体结构的形成方法中，在底层抗反射层和牺牲膜之间形成隔离膜。在以光刻胶层刻蚀底层抗反射层、隔离膜和牺牲膜，并形成隔离层和牺牲层后，能够通过去除隔离层使位于隔离层表面的抗反射层自牺牲层表面剥离，而牺牲层的形貌在去除所述隔离层的过程中不会受到损伤，因此，所述牺牲层的形貌良好、尺寸精确。而且，由于后续能够使掩膜薄膜直接形成于牺牲层的侧壁和顶部表面，则回刻蚀掩膜薄膜所形成的掩膜侧墙的高度能够与牺牲层的厚度一致，所形成的掩膜侧墙的高度不会被过渡减小，使所述掩膜侧墙足以作为刻蚀待刻蚀层的掩膜。从而保证了刻蚀所述待刻蚀层所形成的半导体结构尺寸精确、形貌良好。
[0023]进一步，所述隔离层的材料为氧化锗，去除所述隔离层的工艺为湿法刻蚀工艺，且刻蚀液为去离子水。由于氧化锗能够通过去离子水去除，而且水对于待刻蚀层或牺牲层均不具有刻蚀能力，因此在去除所述以氧化锗为材料的隔离层之后，所述牺牲层和待刻蚀层的表面不会受到损伤，从而保证了是牺牲层的形貌精确，有利于后续形成尺寸精确的掩膜侧墙。
[0024]进一步，所述湿法刻蚀工艺的温度为O摄氏度?100摄氏度，所述温度较低，因此不会对待刻蚀层的化学或物理性质造成改变，从而能够保证以待刻蚀层刻蚀形成的半导体结构的性能。
[0025]进一步，所述隔离膜的形成温度为10摄氏度?400摄氏度，所述形成温度较低，不会改变待刻蚀层的化学或物理性质，保证了待刻蚀层的性能或结果稳定。
【附图说明】
[0026]图1至图4是现有技术的采用自对准双重图形化工艺形成掩膜的过程的剖面结构示意图；
[0027]图5是未去除底层抗反射层时，所形成的掩膜侧墙的剖面结构示意图；
[0028]图6是去除底层抗反射层后，牺牲层的剖面结构示意图；
[0029]图7至图13是本发明实施例的半导体结构的形成过程的剖面结构示意图。
【具体实施方式】
[0030]如【背景技术】所述，现有技术所形成的掩膜侧墙的形貌不良，导致以所述掩膜侧墙刻蚀待刻蚀层所形成的半导体结构的形貌不良。
[0031]经过研究，请参考图1至图4，所述牺牲层101由光刻工艺形成，具体的，所述牺牲层101的形成工艺包括:在待刻蚀层100表面形成牺牲膜；在所述牺牲膜表面形成底层抗反射层；在所述底层抗反射层表面形成光刻胶层，所述光刻胶层定义了需要形成牺牲层101的对应位置；以所述光刻胶层为掩膜，刻蚀底层抗反射层和牺牲膜，直至暴露出待刻蚀层100为止，形成牺牲层101。
[0032]所述底层抗反射层能够在后续回刻蚀掩膜层103的过程中，避免所述牺牲层101的形貌发生变化，而且，所述底层抗反射层能够在回刻蚀的过程中同时被去除。然而，请参考图5，若所述底层抗反射层在回刻蚀的过程中被去除时，则使得回刻蚀工艺的刻蚀厚度更大，会导致所形成的掩膜侧墙103a的高度偏低，使所述掩膜侧墙103a不足以作为刻蚀待刻蚀层100的掩膜，所述掩膜侧墙103a容易在刻蚀待刻蚀层100的过程中被去除，或造成刻蚀形成的开口形貌不良。
[0033]然而，若是在形成掩膜层103之前即去除所述底层抗反射层，则去除所述底层抗反射层的工艺会对所述牺牲层101的形貌造成损伤。具体的，请参考图6，以干法刻蚀工艺去除所述抗反射层，所述牺牲层101的顶部尺寸缩小，所述牺牲层101的侧壁相对于待刻蚀层100的表面倾斜。继而导致后续在所述牺牲层101的侧壁表面所形成掩膜侧墙形貌不良，影响后续刻蚀待刻蚀层100所形成的半导体结构形貌。
[0034]经过进一步研究，本发明提出一种半导体结构的形成方法。其中，在底层抗反射层和牺牲膜之间形成隔离膜。在以光刻胶层刻蚀底层抗反射层、隔离膜和牺牲膜，并形成隔离层和牺牲层后，能够通过去除隔离层使位于隔离层表面的抗反射层自牺牲层表面剥离，而牺牲层的形貌在去除所述隔离层的过程中不会受到损伤，因此，所述牺牲层的形貌良好、尺寸精确。而且，由于后续能够使掩膜薄膜直接形成于牺牲层的侧壁和顶部表面，则回刻蚀掩膜薄膜所形成的掩膜侧墙的高度能够与牺牲层的厚度一致，所形成的掩膜侧墙的高度不会被过渡减小，使所述掩膜侧墙足以作为刻蚀待刻蚀层的掩膜。从而保证了刻蚀所述待刻蚀层所形成的半导体结构尺寸精确、形貌良好。
[0035]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
[0036]图7至图13是本发明实施例的半导