[发明专利]半导体器件及其制作方法、电子装置

说明书

本发明提供一种半导体器件及其制作方法、电子装置，该制作方法包括：提供半导体衬底，在所述半导体衬底上形成含碳转移层以及位于所述含碳转移层之上的图形化的掩膜层；以所述图形化的掩膜层为掩膜分多步蚀刻所述含碳转移层，直到达到设定蚀刻深度为止，其中，在每步蚀刻中包括下述步骤：以所述图形化的掩膜层为掩膜蚀刻所述含碳转移层一定深度；去除所述含碳转移层侧壁上的应力层；在所述含碳转移层侧壁上形成第一侧壁保护层。该制作方法可以改善含碳转移层的颈缩剖面线扭曲问题，进而改善关键尺寸缩小能力和线宽粗糙度。该半导体器件和电子装置由于上述制作方法使关键尺寸缩小能力和性能提高。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体而言涉及一种半导体器件及其制作方法、电子装置。

背景技术

EUV(Extreme Ultraviolet Lithography，极紫外光刻)基础的图形化使未来技术节点继续缩小的有力支撑。然而，EUV与其他光刻技术一样也会在图形粗糙度和蚀刻阻抗方面遇到共同的挑战，这些挑战随着器件工作在更小的关键尺寸特征上变得更关键和重要。然而，如图1所示，常规的LWR(线宽粗糙度)改善方法，例如HBr等离子体处理，H2等离子体处理，光刻胶(PR)离子注入等，存在严重的光刻胶损失。

此外，在常规的图形化工艺中，为了实现精确的图形传递和选择性常常会用到转移层，注入无定形碳(ACL)的含碳材料常用作转移层。然而，对于2xnm及以下技术节点，ACL蚀刻会遭受线扭曲(line wiggling)，出现颈缩剖面问题(necking profile)。如图2所示，ACL蚀刻出现线扭曲，出现颈缩剖面问题，即图中A位置的化学侧面蚀刻比B位置严重的多。而颈缩剖面问题会导致LER(线边缘粗糙度)和关键尺寸缩小能力受到限制。这是因为常规的无定形碳层蚀刻以及随后的薄膜蚀刻会在其表面生成高应力层，并且增强了线扭曲，这使得LER和关键尺寸缩小能力变差。

因此，需要提出一种新的半导体器件的制作方法，以至少部分地解决上述问题。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

针对现有技术的不足，本发明提出一种新的半导体器件的制作方法，可以改善含碳转移层的颈缩剖面线扭曲问题，进而改善关键尺寸缩小能力和线宽粗糙度。

为了克服目前存在的问题，本发明一方面提供一种半导体器件的制作方法，其包括下述步骤：提供半导体衬底，在所述半导体衬底上形成含碳转移层以及位于所述含碳转移层之上的图形化的掩膜层；以所述图形化的掩膜层为掩膜分多步蚀刻所述含碳转移层，直到达到设定蚀刻深度为止，其中，在每步蚀刻中包括下述步骤：以所述图形化的掩膜层为掩膜蚀刻所述含碳转移层一定深度；去除所述含碳转移层侧壁上的应力层；在所述含碳转移层侧壁上形成第一侧壁保护层。

进一步地，所述含碳转移层为无定形碳层。

进一步地，通过Ar、CH4、N2或CO2等离子冲刷去除所述应力层。

进一步地，所述第一侧壁保护层为硅层。

进一步地，通过直流添加等离子体工艺形成所述第一侧壁保护层。

进一步地，所述直流添加等离子体工艺通过N2、Ar等离子体与直流耦合实现。

进一步地，所述图形化的掩膜层为图形化的光刻胶层。

进一步地，所述图形化的光刻层通过下述步骤形成：在所述含碳转移层上形成光刻胶层，并通过光刻工艺使所述光刻胶层图形化，以形成图形化的光刻胶层；通过定向带状束等离子工艺对所述图形化的光刻胶层实施等离子处理，以改善所述图形化的光刻胶层的线宽粗糙度。