[发明专利]半导体结构的形成方法

说明书

本发明提供一种半导体结构的形成方法，包括：提供包括器件密集区和器件稀疏区的衬底；在衬底上依次形成第一掩膜层、第一核心层和第二掩膜层；刻蚀第二掩膜层和第一核心层，形成鳍部间隔图形；在器件稀疏区形成第一牺牲层，且第一牺牲层覆盖鳍部间隔图形；以第一牺牲层为掩膜，刻蚀减小器件密集区第一核心层的宽度；在器件密集区形成第二牺牲层；刻蚀去除第一、第二牺牲层和第二掩膜层，剩余第一核心层；在第一核心层两侧形成第一侧墙；去除第一核心层；以第一侧墙为掩膜，刻蚀第一掩膜层，形成第一掩膜层图形；以第一掩膜层图形为掩膜，刻蚀衬底，形成鳍部。本发明的形成方法可以得到不同间距的鳍部图形，且图形高度一致、均匀性好。

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结构的形成方法。

背景技术

随着半导体技术的飞速发展，半导体器件经历了从平面MOSFET晶体管向三维立体式的晶体管的发展转变，如鳍式场效应晶体管(FinFET)。为了提高半导体器件的集成度，鳍(Fin)的特征尺寸在不断减小，双重图形技术是目前实现更小尺寸图形的关键技术，如自对准双重图形技术(SADP)。

目前，在半导体器件制作过程中，根据实际版图设计，衬底各区域的图形密度并非完全相同，进而相邻鳍部的间距(Pitch)也不会完全相同。然而，现有工艺形成密集度不同的鳍部时容易发生刻蚀负载效应，造成最终形成的鳍部高低不平、图形不均匀等问题。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种半导体结构的形成方法，形成密集度不同的鳍部时避免鳍部间尺寸不一致。

为解决上述技术问题，本发明提供一种半导体结构的形成方法，包括：提供衬底，所述衬底包括器件密集区和器件稀疏区；在所述衬底上依次形成第一掩膜层、第一核心层和第二掩膜层；刻蚀所述第二掩膜层和所述第一核心层至露出所述第一掩膜层，形成分立排列的鳍部间隔图形；在所述器件稀疏区形成第一牺牲层，且所述第一牺牲层覆盖所述鳍部间隔图形；以所述第一牺牲层为掩膜，刻蚀所述器件密集区的所述第一核心层，减小所述鳍部间隔图形中所述第一核心层的宽度；在所述器件密集区形成第二牺牲层，且所述第二牺牲层覆盖所述鳍部间隔图形；刻蚀所述第一牺牲层和所述第二牺牲层至露出全部所述第二掩膜层；去除所述第二掩膜层后，去除所述第一牺牲层和所述第二牺牲层，剩余的第一核心层分立排列于所述第一掩膜层上；在各分立排列的所述第一核心层两侧形成第一侧墙；去除所述第一核心层；以所述第一侧墙为掩膜，刻蚀所述第一掩膜层，形成第一掩膜层图形；去除所述第一侧墙，以所述第一掩膜层图形为掩膜，刻蚀所述衬底，形成鳍部。

可选的，所述第一核心层材料为无定形硅或二氧化硅或氮化硅或碳化硅。

可选的，所述第一核心层材料为无定形硅时，采用湿法腐蚀减小所述鳍部间隔图形中所述第一核心层的宽度。

可选的，所述湿法腐蚀采用碱性腐蚀液，包括NH4OH或(CH3)4NOH或(C2H5)4NOH的其中一种或多种。

可选的，所述第二掩膜层材料为二氧化硅或氮化硅或碳化硅或无定形硅。

可选的，所述第二掩膜层材料为二氧化硅或氮化硅或碳化硅时，采用干法刻蚀去除所述第二掩膜层，所述干法刻蚀的刻蚀气体包括HF和NH3。

可选的，所述第一牺牲层材料为含碳有机物。

可选的，所述第一侧墙材料为氮化硅，形成所述第一侧墙采用原子层沉积工艺。

可选的，在形成所述分立排列的鳍部间隔图形之前，还包括：在所述第二掩膜层上形成第二核心层；刻蚀所述第二核心层至露出所述第二掩膜层，形成第二核心层图形，所述第二核心层图形与后续鳍部间距对应；以所述第二核心层图形为掩膜，刻蚀所述第二掩膜层和所述第一核心层；去除所述第二核心层。