半导体结构及其形成方法与流程

技术特征：
1.一种半导体结构的形成方法，其特征在于，包括：提供基底、位于所述基底上的刻蚀停止材料层、位于所述刻蚀停止材料层上的第一抗刻蚀材料层以及位于所述第一抗刻蚀材料层上的图形定义层；对所述图形定义层的多个相间隔的区域掺杂离子，掺杂有离子的所述图形定义层作为掺杂层，所述掺杂层的耐刻蚀度大于所述图形定义层的耐刻蚀度；形成所述掺杂层后，去除所述图形定义层；去除所述图形定义层后，以所述刻蚀停止材料层的顶部为刻蚀停止位置，以所述掺杂层为掩膜，刻蚀所述第一抗刻蚀材料层，形成第一抗刻蚀层；以所述基底的顶部为刻蚀停止位置，以所述第一抗刻蚀层为掩膜刻蚀所述刻蚀停止材料层，形成刻蚀停止结构。2.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述刻蚀停止材料层包括堆叠的多个刻蚀停止子膜层，相邻所述刻蚀停止子膜层之间具有刻蚀选择比。3.如权利要求2所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述多个刻蚀停止子膜层构成一个或多个叠层材料层，所述叠层材料层包括第二抗刻蚀材料层和位于所述第二抗刻蚀材料层上的第三抗刻蚀材料层。4.如权利要求3所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，采用各向异性的干法刻蚀工艺刻蚀所述刻蚀停止材料层，形成所述刻蚀停止结构。5.如权利要求4所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，采用各向异性的干法刻蚀工艺刻蚀所述刻蚀停止材料层的步骤包括：进行一次或多次刻蚀处理，所述刻蚀处理用于刻蚀一个所述叠层材料层，所述刻蚀处理包括：以所述第二抗刻蚀材料层的顶部为刻蚀停止位置，对所述第三抗刻蚀材料层进行第一刻蚀处理，形成第三抗刻蚀层；在所述第一刻蚀处理后，以所述第三抗刻蚀材料层的顶部或者以所述基底的顶部为刻蚀停止位置，对所述第二抗刻蚀材料层进行第二刻蚀处理，形成第二抗刻蚀层。6.如权利要求5所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第一刻蚀处理的工艺参数包括：刻蚀气体包括sif4、nf3、chf3和c2f6中的一种或多种，刻蚀气体流量小于1000sccm，腔室压强小于50mtorr；所述第二刻蚀处理的工艺参数包括：刻蚀气体包括cf4、c3f8、c4f8、chf3和nf3中的一种或多种，刻蚀气体流量小于1000sccm，腔室压强小于50mtorr。7.如权利要求3所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第二抗刻蚀材料层的材料包括：si、ge、sio或sin；所述第三抗刻蚀材料层的材料包括：si、ge、sio或sin。8.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，形成所述掺杂层的步骤包括：在所述图形定义层上形成分立的第一掩膜层；以所述第一掩膜层为掩膜，在所述第一掩膜层露出的所述图形定义层中注入离子，形成所述掺杂层；所述半导体结构的形成方法包括：形成所述掺杂层后，去除所述第一掩膜层。9.如权利要求8所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，去除所述第一掩膜层的步骤包括：在所述第一掩膜层以及所述第一掩膜层之间的所述掺杂层上形成牺牲材料层，所述牺牲材料层和第一掩膜层的材料相同，所述牺牲材料层的顶面高于或齐平于所述第一掩
膜层的顶面；采用无掩膜干法刻蚀工艺去除所述牺牲材料层和第一掩膜层。10.如权利要求8所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述半导体结构的形成方法还包括：形成所述第一掩膜层后，在所述第一掩膜层之间的所述图形定义层中注入离子前，在所述第一掩膜层的侧壁上形成第一侧墙层，所述第一侧墙层的耐刻蚀度大于所述第一掩膜层的耐刻蚀度；在所述第一掩膜层之间的所述图形定义层中注入离子的步骤中，对所述第一掩膜层和第一侧墙层露出的所述图形定义层掺杂离子。11.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，对所述图形定义层的多个相间隔的区域掺杂离子的工艺参数包括：注入离子包括：b、p、c和n中的一种或多种，离子注入能量为小于30kev，离子注入角度与所述基底表面法线的夹角小于30度。12.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，形成所述掺杂层后，去除所述图形定义层前，还包括：在所述掺杂层和图形定义层上形成第二掩膜层；以所述第一抗刻蚀材料层的顶部为刻蚀停止位置，以所述第二掩膜层为掩膜刻蚀所述掺杂层；所述半导体结构的形成方法还包括：以所述第二掩膜层为掩膜刻蚀所述掺杂层后，去除所述第二掩膜层。13.如权利要求12所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，以所述第二掩膜层为掩膜刻蚀所述掺杂层后，去除所述图形定义层前，还包括：在暴露出的所述图形定义层的侧壁和掺杂层的侧壁形成第二侧墙层，所述第二侧墙层的耐刻蚀度大于所述图形定义层的耐刻蚀度；以所述掺杂层为掩膜刻蚀所述第一抗刻蚀材料层的步骤中，以所述掺杂层和第二侧墙层为掩膜刻蚀所述第一抗刻蚀材料层。14.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，采用湿法刻蚀工艺去除所述图形定义层。15.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于：所述半导体结构的形成方法还包括：利用所述刻蚀停止结构为掩膜刻蚀所述基底，形成目标图形；或者，所述半导体结构的形成方法还包括：在所述刻蚀停止结构的侧壁形成第三侧墙；形成所述第三侧墙后，去除所述刻蚀停止结构；去除所述刻蚀停止结构后，以所述第三侧墙为掩膜，刻蚀所述基底，形成目标图形。16.如权利要求15所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述基底包括介电层；刻蚀所述基底，形成目标图形的步骤包括：刻蚀所述介电层，形成互连开口，所述互连开口作为所述目标图形。17.一种半导体结构，其特征在于，包括：基底；刻蚀停止材料层，位于所述基底上；第一抗刻蚀材料层，位于所述刻蚀停止材料层上；图形定义层，位于所述第一抗刻蚀材料层上；
多个相间隔的掺杂层，贯穿所述图形定义层，所述掺杂层通过对所述图形定义层的多个相间隔的区域掺杂离子所获得，所述掺杂层的耐刻蚀度大于所述图形定义层的耐刻蚀度。18.如权利要求17所述的半导体结构，其特征在于，所述刻蚀停止材料层包括堆叠的多个刻蚀停止子膜层，相邻所述刻蚀停止子膜层之间具有刻蚀选择比。19.如权利要求18所述的半导体结构，其特征在于，所述多个刻蚀停止子膜层构成一个或多个叠层材料层，所述叠层材料层包括第二抗刻蚀材料层和位于所述第二抗刻蚀材料层上的第三抗刻蚀材料层。20.如权利要求19所述的半导体结构，其特征在于，所述第二抗刻蚀材料层的材料包括：si、ge、sio或sin；所述第三抗刻蚀材料层的材料包括：si、ge、sio或sin。

技术总结
一种半导体结构及其形成方法，形成方法包括：提供基底、位于基底上的刻蚀停止材料层、位于刻蚀停止材料层上的第一抗刻蚀材料层以及位于第一抗刻蚀材料层上的掺杂层；以掺杂层为掩膜，刻蚀第一抗刻蚀材料层，形成第一抗刻蚀层；以第一抗刻蚀层为掩膜刻蚀刻蚀停止材料层，形成刻蚀停止结构。本发明实施例在形成第一抗刻蚀层的过程中，以刻蚀停止材料层的顶部为刻蚀停止位置，使得掺杂层中的底部凸角不易传递到第一抗刻蚀层中，使得第一抗刻蚀层的形成质量较好；同理，形成刻蚀停止结构的过程中，以基底的顶部为刻蚀停止位置，这进一步减小了底部凸角现象对刻蚀停止结构的影响，最终使得刻蚀停止结构的形成质量较好。刻蚀停止结构的形成质量较好。刻蚀停止结构的形成质量较好。


技术研发人员：王士京 何其暘 何欣祥 卑多慧 杨明 姚达林 黄敬勇
受保护的技术使用者：中芯国际集成电路制造（北京）有限公司
技术研发日：2020.04.17
技术公布日：2021/10/21