[发明专利]一种半导体器件的形成方法

权利要求书

1.一种半导体器件的形成方法，其特征在于，包括：

提供衬底，在所述衬底上形成掩膜材料层，在所述掩膜材料层上形成分立牺牲层；

形成覆盖所述分立牺牲层侧壁的侧墙；

形成所述侧墙后，除去所述分立牺牲层；

在相邻所述侧墙之间填充聚合物层；

对相邻所述侧墙之间的所述聚合物层进行处理，使所述聚合物层转化为至少包括第一子聚合物区、第二子聚合物区和第三子聚合物区，所述第一子聚合物区、所述第二子聚合物区和所述第三子聚合物区依次横向排列；

除去所述第一子聚合物区和所述第三子聚合物区；

以所述侧墙和所述第二子聚合物区为掩膜刻蚀所述掩膜材料层，形成掩膜层。

2.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述聚合物层的材料包括嵌段共聚物。

3.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述第一子聚合物区和所述第三子聚合物区的材料是相同的。

4.根据权利要求3所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述第一子聚合物区和所述第三子聚合物区的材料包括PS，所述第二子聚合物区的材料包括PMMA；或者所述第一子聚合物区和所述第三子聚合物区的材料包括PMMA，所述第二子聚合物区的材料包括PS。

5.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，对所述聚合物层进行处理包括退火。

6.根据权利要求5所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述退火的条件包括：退火温度为150℃～250℃，退火时间为10min～24h。

7.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，在除去所述第一子聚合物区和所述第三子聚合物区之前，还包括：采用连续渗入合成工艺向所述第一子聚合物区和所述第三子聚合物区或者所述第二子聚合物区的表层及内部渗入金属氧化物。

8.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，在除去所述第一子聚合物区和所述第三子聚合物区之前，还包括：采用连续渗入合成工艺向所述第一子聚合物区、所述第二子聚合物区和所述第三子聚合物区的表层及内部渗入金属氧化物。

9.根据权利要求7所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，进行所述连续渗入合成工艺后，所述第一子聚合物区或者所述第三子聚合物区相对所述第二子聚合物区的刻蚀选择比大于等于5，或者所述第二子聚合物区相对所述第一子聚合物区或所述第三子聚合物区的刻蚀选择比大于等于5。

10.根据权利要求7所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，当所述第一子聚合物区和所述第三子聚合物区的材料包括PS，所述第二子聚合物区的材料包括PMMA时，所述连续渗入合成工艺渗入的金属氧化物包括Al₂O₃。

11.根据权利要求10所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述连续渗入合成工艺的工艺步骤包括：在氮气和去离子水的作用下，含有Al元素的前驱体与所述第二子聚合物区经过化学反应生成所述Al₂O₃沉积在所述第二子聚合物区表层；增加所述前驱体的分压、延长化学反应时间以及提高反应温度，使所述Al₂O₃渗入至所述第二子聚合物区的内部。

12.根据权利要求7所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述连续渗入合成工艺的工艺参数包括：工艺温度为50℃～200℃，氮气的流量为50sccm～500sccm，气化后TMA的分压为5mTorr～100mTorr，反应时间为60s～500s。