[发明专利]半导体器件及其形成方法

说明书

一种半导体器件及其形成方法，其中方法包括：提供待刻蚀材料层；在所述待刻蚀材料层上形成多个分立的牺牲层；在所述牺牲层的两侧侧壁形成第一初始侧墙，第一初始侧墙包括第一底区和位于第一底区上的第一顶区；形成第一初始侧墙后，去除牺牲层；去除牺牲层后，刻蚀去除第一顶区，使第一底区形成第一侧墙；在第一侧墙的两侧侧壁形成第二侧墙；形成第二侧墙后，去除第一侧墙；去除第一侧墙后，以所述第二侧墙为掩膜刻蚀待刻蚀材料层。所述方法使半导体器件中图案的性能提高。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种半导体器件及其形成方法。

背景技术

在半导体器件制造的工艺中，通常利用光刻工艺将掩膜版上的图形转移到衬底上。光刻过程包括：提供衬底；在半导体衬底上形成光刻胶；对所述光刻胶进行曝光和显影，形成图案化的光刻胶，使得掩膜版上的图案转移到光刻胶中；以图案化的光刻胶为掩膜对衬底进行刻蚀，使得光刻胶上的图案转印到衬底中；去除光刻胶。随着半导体器件尺寸的不断缩小，光刻关键尺寸逐渐接近甚至超出了光刻的物理极限，由此给光刻技术提出了更加严峻的挑战。双重构图技术的基本思想是通过两次构图形成最终的目标图案，以克服单次构图不能达到的光刻极限。

自对准型双重构图(SADP)技术是一种重要的双重构图技术，进行自对准型双重构图的步骤包括：提供待刻蚀材料层；在待刻蚀材料层上形成牺牲材料层；通过光刻工艺对牺牲材料层进行构图，形成牺牲层；然后在牺牲层和待刻蚀材料层上沉积间隙侧壁材料层；刻蚀间隙侧壁材料层，至少露出牺牲材料层的顶部表面，从而在牺牲材料层的侧壁形成间隙侧壁；去除牺牲材料层，保留间隙侧壁；以间隙侧壁作为掩膜，对待刻蚀材料层进行刻蚀。

在此基础上，为了得到更加精细的分辨率，进一步提高半导体器件的特征密度，提出了一种自对准四重构图技术，称为：Self-aligned Quadruple Patterning(SAQP)。

然而，采用现有技术中的自对准四重构图技术形成的半导体器件中图案的性能有待提高。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种半导体器件及其形成方法，以提高半导体器件中图案的性能。

为解决上述问题，本发明提供一种半导体器件的形成方法，包括：提供待刻蚀材料层；在所述待刻蚀材料层上形成多个分立的牺牲层；在所述牺牲层的两侧侧壁形成第一初始侧墙，第一初始侧墙包括第一底区和位于第一底区上的第一顶区；形成第一初始侧墙后，去除牺牲层；去除牺牲层后，刻蚀去除第一顶区，使第一底区形成第一侧墙；在第一侧墙的两侧侧壁形成第二侧墙；形成第二侧墙后，去除第一侧墙；去除第一侧墙后，以所述第二侧墙为掩膜刻蚀待刻蚀材料层。

可选的，还包括：在形成第一初始侧墙的过程中在牺牲层的两侧侧壁形成第三初始侧墙，第三初始侧墙的两端分别与相邻的第一初始侧墙连接，第三初始侧墙和第一初始侧墙呈环状结构，第三初始侧墙包括第三底区和位于第三底区上的第三顶区，第三底区的顶部表面和第一底区的顶部表面齐平；在刻蚀去除第一顶区的过程中刻蚀去除第三顶区，使第三底区形成第三侧墙；形成第一侧墙和第三侧墙后，去除第三侧墙；去除第三侧墙后，形成第二侧墙。

可选的，去除牺牲层后且在形成第一侧墙和第三侧墙之前，相邻第一初始侧墙之间和相邻第三初始侧墙之间具有第一凹槽；刻蚀去除第一顶区和第三顶区的方法包括：去除牺牲层后，形成第一阻挡层，所述第一阻挡层位于第一初始侧墙和第三初始侧墙上、第一凹槽中和第一凹槽上；回刻蚀第一阻挡层、第一初始侧墙和第三初始侧墙直至去除第一顶区和第三顶区；回刻蚀第一阻挡层、第一初始侧墙和第三初始侧墙后，去除第一阻挡层。

可选的，所述第一阻挡层的材料为碳氟聚合物、碳氢氟聚合物或碳氮聚合物；所述第一阻挡层通过在干刻蚀机台中形成。