多重图形化方法
【专利摘要】本发明提供了一种多重图形化方法，包括：第一步骤：在衬底上依次形成硬质掩膜层和多晶硅层；对多晶硅层进行图形化以形成多晶硅鳍结构；对多晶硅鳍结构的顶部表面和第一侧壁表面进行表面处理，对多晶硅鳍结构的第二侧壁表面不进行表面处理；形成侧墙材料层，在多晶硅的两个侧壁上形成不同厚度的侧墙材料层；对侧墙材料层进行刻蚀，从而在多晶硅鳍结构的第一侧壁上形成第一厚度的第一侧墙部分，而且在多晶硅鳍结构的第二侧壁上形成与第一厚度不同的第二厚度的第二侧墙部分；去除多晶硅鳍结构。
【专利说明】
多重图形化方法
技术领域
[0001]本发明涉及半导体制造领域，更具体地说，本发明涉及一种多重图形化方法。
【背景技术】
[0002]侧墙转移(Spacer transfer)是一种双重图形化(double patterning)的方法，用以克服光刻的极限。通过控制形成的侧墙的宽度，得到均一的硬掩膜。
[0003]美国专利US7187042B2提出通过鳍结构一侧的表面处理，可以在鳍结构两侧形成不同厚度的栅极介质层。这种不对称结构用于后栅(back gate)结构。
[0004]但是，现有技术的处理过程相对比较复杂，还不能通过一次双重图形化得到不同宽度的侧墙硬掩膜。
[0005]希望提高一种技术方案来通过一次双重图形化得到不同宽度的侧墙硬掩膜。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在上述缺陷，提供一种能够多重图形化方法，通过一次双重图形化得到不同宽度的侧墙硬掩膜。
[0007]为了实现上述技术目的，根据本发明，提供了一种多重图形化方法，包括:
[0008]第一步骤:在衬底上依次形成硬质掩膜层和多晶硅层；
[0009]第二步骤:对多晶硅层进行图形化以形成多晶硅鳍结构；
[0010]第三步骤:对多晶硅鳍结构的顶部表面和第一侧壁表面进行表面处理，对多晶硅鳍结构的第二侧壁表面不进行表面处理；
[0011]第四步骤:形成侧墙材料层，在多晶硅的两个侧壁上形成不同厚度的侧墙材料层；
[0012]第五步骤:对侧墙材料层进行刻蚀，从而在多晶硅鳍结构的第一侧壁上形成第一厚度的第一侧墙部分，而且在多晶硅鳍结构的第二侧壁上形成与第一厚度不同的第二厚度的第二侧墙部分；
[0013]第六步骤:去除多晶硅鳍结构。
[0014]优选地，所述表面处理是氮气等离子体表面处理。
[0015]优选地，所述表面处理是硅或氩的离子注入。
[0016]优选地，硬质掩膜层的材料是氮化硅，侧墙材料层的材料是氧化硅。
[0017]优选地，硬质掩膜层的材料是氧化硅，侧墙材料层的材料是氮化硅。
[0018]为了实现上述技术目的，根据本发明，还提供了一种多重图形化方法，包括:
[0019]第一步骤:在衬底上依次形成硬质掩膜层和多晶硅层；
[0020]第二步骤:对多晶硅层进行图形化以形成多晶硅鳍结构；
[0021]第三步骤:对多晶硅鳍结构的顶部表面和第一侧壁表面进行第一表面处理，对多晶硅鳍结构的第二侧壁表面进行第二表面处理。
[0022]第四步骤:形成侧墙材料层；由于氮气等离子体表面处理可以使形成的侧墙材料层变薄，而硅或氩的引入可以使形成的侧墙材料层变厚，所以会在多晶硅的两个侧壁上形成不同厚度的侧墙材料层；
[0023]第五步骤:对侧墙材料层进行刻蚀，从而在多晶硅鳍结构的第一侧壁上形成第一厚度的第一侧墙部分，而且在多晶硅鳍结构的第二侧壁上形成与第一厚度不同的第二厚度的第二侧墙部分；
[0024]第六步骤:去除多晶硅鳍结构。
[0025]优选地，所述第一表面处理是氮气等离子体表面处理。
[0026]优选地，所述第二表面处理是硅或氩的离子注入。
[0027]优选地，硬质掩膜层的材料是氮化硅，侧墙材料层的材料是氧化硅。
[0028]优选地，硬质掩膜层的材料是氧化硅，侧墙材料层的材料是氮化硅。
【附图说明】
[0029]结合附图，并通过参考下面的详细描述，将会更容易地对本发明有更完整的理解并且更容易地理解其伴随的优点和特征，其中:
[0030]图1示意性地示出了根据本发明优选实施例的多重图形化方法的第一步骤。
[0031]图2示意性地示出了根据本发明优选实施例的多重图形化方法的第二步骤。
[0032]图3示意性地示出了根据本发明优选实施例的多重图形化方法的第三步骤。
[0033]图4示意性地示出了根据本发明优选实施例的多重图形化方法的第四步骤。
[0034]图5示意性地示出了根据本发明优选实施例的多重图形化方法的第五步骤。
[0035]图6示意性地示出了根据本发明优选实施例的多重图形化方法的第六步骤。
[0036]需要说明的是，附图用于说明本发明，而非限制本发明。注意，表示结构的附图可能并非按比例绘制。并且，附图中，相同或者类似的元件标有相同或者类似的标号。
【具体实施方式】
[0037]为了使本发明的内容更加清楚和易懂，下面结合具体实施例和附图对本发明的内容进行详细描述。
[0038]〈第一实施例〉
[0039]图1至图6示意性地示出了根据本发明优选实施例的多重图形化方法的各个步骤。
[0040]具体地，如图1至图6所示，根据本发明优选实施例的多重图形化方法包括:
[0041 ]第一步骤:在衬底100上依次形成硬质掩膜层200和多晶硅层300;
[0042 ] 第二步骤:对多晶硅层300进行图形化以形成多晶硅鳍结构400;
[0043]第三步骤:对多晶硅鳍结构400的顶部表面和第一侧壁表面进行表面处理;对多晶硅鳍结构400的第二侧壁表面不进行表面处理。
[0044]例如，所述表面处理是氮气等离子体表面处理。或者，例如，所述表面处理是硅或氩的离子注入。
[0045]第四步骤:形成侧墙材料层500;由于氮气等离子体表面处理可以使形成的侧墙材料层变薄，而硅或氩的引入可以使形成的侧墙材料层变厚，所以会在多晶硅的两个侧壁上形成不同厚度的侧墙材料层；
[0046]优选地，硬质掩膜层200的材料是氮化硅，侧墙材料层500的材料是氧化硅。或者，优选地，硬质掩膜层200的材料是氧化硅，侧墙材料层500的材料是氮化硅。
[0047]第五步骤:对侧墙材料层500进行刻蚀，从而在多晶硅鳍结构400的第一侧壁上形成第一厚度的第一侧墙部分600，而且在多晶硅鳍结构400的第二侧壁上形成与第一厚度不同的第二厚度的第二侧墙部分700;
[0048]第六步骤:去除多晶硅鳍结构400。
[0049]本发明以多晶硅为核心，在其一侧进行表面处理，从而改变侧墙材料层的沉积厚度，通过一次双重图形化得到不同宽度的侧墙。
[0050]〈第二实施例〉
[0051]可以多晶硅一侧引入杂质，也可以在多晶硅的两侧引入不同作用的杂质以增加不对称性。由此现在描述在多晶硅的两侧引入不同作用的杂质以增加不对称性的具体实施例。
[0052]根据本发明第二优选实施例的多重图形化方法包括:
[0053]第一步骤:在衬底100上依次形成硬质掩膜层200和多晶硅层300;
[0054]第二步骤:对多晶硅层300进行图形化以形成多晶硅鳍结构400;
[0055]第三步骤:对多晶硅鳍结构400的顶部表面和第一侧壁表面进行第一表面处理，对多晶硅鳍结构400的第二侧壁表面进行第二表面处理。
[0056]例如，所述第一表面处理是氮气等离子体表面处理。例如，所述第二表面处理是硅或氩的离子注入。
[0057]第四步骤:形成侧墙材料层500;由于氮气等离子体表面处理可以使形成的侧墙材料层变薄，而硅或氩的引入可以使形成的侧墙材料层变厚，所以会在多晶硅的两个侧壁上形成不同厚度的侧墙材料层；
[0058]优选地，硬质掩膜层200的材料是氮化硅，侧墙材料层500的材料是氧化硅。或者，优选地，硬质掩膜层200的材料是氧化硅，侧墙材料层500的材料是氮化硅。
[0059]第五步骤:对侧墙材料层500进行刻蚀，从而在多晶硅鳍结构400的第一侧壁上形成第一厚度的第一侧墙部分600，而且在多晶硅鳍结构400的第二侧壁上形成与第一厚度不同的第二厚度的第二侧墙部分700;
[0060]第六步骤:去除多晶硅鳍结构400。
[0061]本发明以多晶硅为核心，在多晶硅的两侧引入不同作用的杂质以增加不对称性，从而改变侧墙材料层的沉积厚度，通过一次双重图形化得到不同宽度的侧墙。
[0062]此外，需要说明的是，除非特别说明或者指出，否则说明书中的术语“第一”、“第二”、“第三”等描述仅仅用于区分说明书中的各个组件、元素、步骤等，而不是用于表示各个组件、元素、步骤之间的逻辑关系或者顺序关系等。
[0063]可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
【主权项】
1.一种多重图形化方法，其特征在于包括: 第一步骤:在衬底上依次形成硬质掩膜层和多晶硅层； 第二步骤:对多晶硅层进行图形化以形成多晶硅鳍结构； 第三步骤:对多晶硅鳍结构的顶部表面和第一侧壁表面进行表面处理，对多晶硅鳍结构的第二侧壁表面不进行表面处理； 第四步骤:形成侧墙材料层，在多晶硅的两个侧壁上形成不同厚度的侧墙材料层； 第五步骤:对侧墙材料层进行刻蚀，从而在多晶硅鳍结构的第一侧壁上形成第一厚度的第一侧墙部分，而且在多晶硅鳍结构的第二侧壁上形成与第一厚度不同的第二厚度的第二侧墙部分； 第六步骤:去除多晶硅鳍结构。2.根据权利要求1所述的多重图形化方法，其特征在于，所述表面处理是氮气等离子体表面处理。3.根据权利要求1所述的多重图形化方法，其特征在于，所述表面处理是硅或氩的离子注入。4.根据权利要求1或2所述的多重图形化方法，其特征在于，硬质掩膜层的材料是氮化硅，侧墙材料层的材料是氧化硅。5.根据权利要求1或2所述的多重图形化方法，其特征在于，硬质掩膜层的材料是氧化硅，侧墙材料层的材料是氮化硅。6.—种多重图形化方法，其特征在于包括: 第一步骤:在衬底上依次形成硬质掩膜层和多晶硅层； 第二步骤:对多晶硅层进行图形化以形成多晶硅鳍结构； 第三步骤:对多晶硅鳍结构的顶部表面和第一侧壁表面进行第一表面处理，对多晶硅鳍结构的第二侧壁表面进行第二表面处理。 第四步骤:形成侧墙材料层；由于氮气等离子体表面处理可以使形成的侧墙材料层变薄，而硅或氩的引入可以使形成的侧墙材料层变厚，所以会在多晶硅的两个侧壁上形成不同厚度的侧墙材料层； 第五步骤:对侧墙材料层进行刻蚀，从而在多晶硅鳍结构的第一侧壁上形成第一厚度的第一侧墙部分，而且在多晶硅鳍结构的第二侧壁上形成与第一厚度不同的第二厚度的第二侧墙部分； 第六步骤:去除多晶硅鳍结构。7.根据权利要求6所述的多重图形化方法，其特征在于，所述第一表面处理是氮气等离子体表面处理。8.根据权利要求6或7所述的多重图形化方法，其特征在于，所述第二表面处理是硅或氩的离子注入。9.根据权利要求6或7所述的多重图形化方法，其特征在于，硬质掩膜层的材料是氮化硅，侧墙材料层的材料是氧化硅。10.根据权利要求6或7所述的多重图形化方法，其特征在于，硬质掩膜层的材料是氧化硅，侧墙材料层的材料是氮化硅。
【文档编号】H01L21/033GK106057657SQ201610585518
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年7月22日 公开号201610585518.5, CN 106057657 A, CN 106057657A, CN 201610585518, CN-A-106057657, CN106057657 A, CN106057657A, CN201610585518, CN201610585518.5
【发明人】鲍宇
【申请人】上海华力微电子有限公司