图形化方法及鳍结构的形成方法与流程

1.本发明涉及集成电路技术领域，特别涉及一种图形化方法及鳍结构的形成 方法。


背景技术：

2.随着芯片尺寸的持续微缩，及图形周期的减小，对图形化技术的要求越来 越高。
3.以现有的图形化技术为例，在通过干法蚀刻形成侧墙时，要求蚀刻后所形 成的侧墙的形貌(侧壁)要垂直，并要求位于侧墙底部的隔离层的损失要尽可 能小，以避免侧墙两侧的隔离层有高度差，因为该高度差在进一步蚀刻将图形 向下一层传递时会导致图形的结构变形(不均匀、不对称)。但基于现有的非等 向性蚀刻的工艺，上述两点要求是相互矛盾的，即，干法蚀刻后侧墙与衬底的 垂直度越高，则干法蚀刻相对于侧墙底部的隔离层的蚀刻就越强，在侧墙两侧 的隔离层的蚀刻差异就越大，造成侧墙两侧的隔离层更大的高度差，并由此为 图形化技术的工艺调试带来了极大的困难。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种图形化方法及鳍结构的形成方法，以便于形成 形貌较佳的掩模图形，降低图形化时的工艺调试难度。
5.为解决上述技术问题，本发明提供了一种图形化方法，包括：提供一衬底， 所述衬底由下至上依次形成有阻挡层以及芯轴图形；形成第一侧墙材料层，所 述第一侧墙材料层覆盖所述芯轴图形的外壁及所述阻挡层的表面；对所述芯轴 图形的顶壁上的第一侧墙材料层以及所述阻挡层上方的第一侧墙材料层执行离 子注入工艺；执行刻蚀工艺以去除所述芯轴图形的顶壁上的第一侧墙材料层以 及所述阻挡层上方的第一侧墙材料层，保留所述芯轴图形的侧壁上的第一侧墙 材料层作为第一侧墙，其中，经过离子注入的第一侧墙材料层的刻蚀速率大于 未经离子注入的第一侧墙材料层的刻蚀速率；去除所述芯轴图形；形成第二侧 墙材料层，所述第二侧墙材料层覆盖所述第一侧墙的外壁及所述阻挡层的表面， 且所述第一侧墙材料层与所述第二侧墙材料层的材质不同；对所述第一侧墙的 顶壁上的第二侧墙材料层以及所述阻挡层上方的第二侧墙材料层执行离子注入 工艺；执行刻蚀工艺以去除所述第一侧墙的顶壁上的第二侧墙材料层以及所述 阻挡层上方的第二侧墙材料层，保留所述第一侧墙的侧壁上的第二侧墙材料层 作为第二侧墙，其中，经过离子注入的第二侧墙材料层的刻蚀速率大于未经离 子注入的第二侧墙材料层的刻蚀速率；去除所述第一侧墙，并以所述第二侧墙 作为掩模图形对所述衬底执行图形化。
6.可选的，所述阻挡层的材质包括碳氮化硅、碳氧化硅或碳氮氧化硅。
7.可选的，执行刻蚀工艺形成第一侧墙时，所述第一侧墙材料层与所述阻挡 层的蚀刻选择比大于50；执行刻蚀工艺形成第二侧墙时，所述第二侧墙材料层 与所述阻挡层的蚀刻选择比大于50。
8.可选的，去除所述芯轴图形时，所述芯轴图形与所述阻挡层的蚀刻选择比 大于50；去除所述第一侧墙时，所述第一侧墙材料层与所述阻挡层的蚀刻选择 比大于50。
9.可选的，所述第一侧墙材料层的材料包括氮化硅，且所述第二侧墙材料层 的材料包括氧化硅；或者，所述第一侧墙材料层的材料包括氧化硅，且所述第 二侧墙材料层的材料包括氮化硅。
10.可选的，利用原子层沉积工艺形成所述第一侧墙材料层及所述第二侧墙材 料层。
11.可选的，对所述第一侧墙材料层或所述第二侧墙材料层进行离子注入的离 子包括硼离子或碳离子，所述离子注入与所述衬底的注入角度为89.5
°
～90.5
°
。
12.基于本发明的另一方面，本实施例还提供了一种鳍结构的形成方法，提供 一衬底，所述衬底由下至上依次形成有鳍硬掩模层、阻挡层以及掩模图形，所 述掩模图形采用如上所述的图形化方法而形成；刻蚀所述掩模图形两侧的阻挡 层以及鳍硬掩模层以暴露所述衬底的表面；刻蚀部分厚度的衬底以形成鳍部图 形；形成隔离介质层，所述隔离介质层填充所述鳍部图形之间并覆盖所述掩模 图形的顶壁；去除所述掩模图形、阻挡层及鳍硬掩模层并去除部分厚度的隔离 介质层，暴露所述鳍部图形并使其凸出于所述隔离介质层预定高度。
13.可选的，去除所述掩模图形、阻挡层及鳍硬掩模层并去除部分厚度的隔离 介质层的方法包括：以所述鳍硬掩模层为研磨停止层，对所述隔离介质层执行 研磨工艺去除所述掩模图形及阻挡层；去除所述鳍硬掩模层，以暴露所述鳍部 图形；回蚀刻所述隔离介质层，所述鳍部图形凸出于所述隔离介质层预定高度。
14.可选的，所述鳍硬掩模层的材质包括氮化硅。
15.综上所述，本发明通过在对阻挡层及芯轴图形的顶壁上的第一侧墙材料层 及第二侧墙材料层进行离子注入以该提高经过离子注入部分相对于未经离子注 入部分的刻蚀速率，有利于消除第一侧墙两侧的阻挡层以及第二侧墙两侧的阻 挡层的厚度差异，从而形成形貌较佳的掩模图形，降低图形化时的工艺调试难 度。并且，本发明仅利用一层芯轴图形即可形成掩模图形，相对于现有技术， 减少了一层芯轴图形相关的工艺流程，降低工艺复杂度，有利于提高效率及降 低成本。另外，选用碳氮化硅、碳氧化硅或碳氮氧化作为阻挡层，利用阻挡层 相对于第一侧墙材料层及第二侧墙材料层较强的抗刻蚀性，可进一步避免第一 侧墙和第二侧墙两侧的阻挡层产生厚度差。
附图说明
16.本领域的普通技术人员应当理解，提供的附图用于更好地理解本发明，而 不对本发明的范围构成任何限定。
17.图1是本技术实施例提供的图形化方法的流程图；
18.图2a～图2i是本技术实施例提供的图形化方法的相应步骤对应的结构示意 图；
19.图3a～图3d是本技术实施例提供的鳍结构的形成方法的相应步骤对应的结 构示意图。
20.图2a～图3d中：
21.10-衬底；11-鳍硬掩膜层；12-阻挡层；13-芯轴图形；
22.21-第一侧墙材料层；21a-经过离子注入的第一侧墙材料层；21b-未经离子 注入的第一侧墙材料层；22-第一侧墙；23-第二侧墙材料层；23a-离子注入的第 二侧墙材料层；23b-未离子注入的第二侧墙材料层；24-第二侧墙；
23.101-鳍部图形；25-隔离介质层。
具体实施方式
24.为使本发明的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图和具体实施例对 本发明作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且未按比 例绘制，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。此外，附图所展 示的结构往往是实际结构的一部分。特别的，各附图需要展示的侧重点不同， 有时会采用不同的比例。
25.如在本发明中所使用的，单数形式“一”、“一个”以及“该”包括复数对象，术 语“或”通常是以包括“和/或”的含义而进行使用的，术语“若干”通常是以包括“至 少一个”的含义而进行使用的，术语“至少两个”通常是以包括“两个或两个以上
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的含义而进行使用的，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而 不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由 此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者至 少两个该特征，除非内容另外明确指出外。
26.图2是本技术实施例提供的图形化方法的流程图。如图2所示，本实施例 提供的图形化方法，包括以下步骤：
27.s01：提供一衬底，所述衬底由下至上依次形成有阻挡层以及芯轴图形；
28.s02：形成第一侧墙材料层，所述第一侧墙材料层覆盖所述芯轴图形的外壁 及所述阻挡层的表面；
29.s03：对所述芯轴图形的顶壁上的第一侧墙材料层以及所述阻挡层上方的第 一侧墙材料层执行离子注入工艺；
30.s04：执行刻蚀工艺以去除所述芯轴图形的顶壁上的第一侧墙材料层以及所 述阻挡层上方的第一侧墙材料层，保留所述芯轴图形的侧壁上的第一侧墙材料 层作为第一侧墙，其中，经过离子注入的第一侧墙材料层的刻蚀速率大于未经 离子注入的第一侧墙材料层的刻蚀速率；
31.s05：去除所述芯轴图形；
32.s06：形成第二侧墙材料层，所述第二侧墙材料层覆盖所述第一侧墙的外壁 及所述阻挡层的表面，且所述第一侧墙材料层与所述第二侧墙材料层的材质不 同；
33.s07：对所述第一侧墙的顶壁上的第二侧墙材料层以及所述阻挡层上方的第 二侧墙材料层执行离子注入工艺；
34.s08：执行刻蚀工艺以去除所述第一侧墙的顶壁上的第二侧墙材料层以及所 述阻挡层上方的第二侧墙材料层，保留所述第一侧墙的侧壁上的第二侧墙材料 层作为第二侧墙，其中，经过离子注入的第二侧墙材料层的刻蚀速率大于未经 离子注入的第二侧墙材料层的刻蚀速率；
35.s09：去除所述第一侧墙，并以所述第二侧墙作为掩模图形对所述衬底执行 图形化。
36.图2a～图2i是本技术实施例提供的图形化方法的相应步骤对应的结构示意 图。接下来，将结合图2a～图2i对所述图形化方法进行详细说明。
37.首先，请参照图2a，执行步骤s01，提供一衬底10，衬底10的表面由下至 上依次形成有阻挡层12和芯轴图形13。
38.其中，衬底10可以是本领域技术人员所熟知的任意合适的基底材料，例如 可以是以下所提到的材料中的至少一种：硅、绝缘体上硅(soi)、绝缘体上层叠 硅(ssoi)、绝缘体上层叠锗化硅(s-sigeoi)、绝缘体上锗化硅(sigeoi)以及绝缘 体上锗(geoi)等。本实施例中以衬底10的材质为硅为例加以说明。
39.衬底10上还可以具有待图形化的膜层(图中未示出)，以形成相应器件的 图形化的结构。在一些实施例中，衬底10上的待图形化的膜层可以为单晶硅层， 以形成鳍式场效应晶体管器件的鳍部。在另一些实施例中，衬底10上的待图形 化的膜层可以为多晶硅层，以形成半导体器件的芯轴。在其他一些实施例中， 衬底10上的待图形化的膜层也可以为金属层，以形成后段的金属互连结构。
40.阻挡层12覆盖衬底10用于作为形成图形化过程中的蚀刻阻挡层(蚀刻停 止层)。其中，阻挡层12相对于芯轴图形以及后续要形成的第一侧墙材料层及 第二侧墙材料层均具有较强的蚀刻抵抗性，以降低阻挡层12在蚀刻过程中的蚀 刻损失，从而减少图形传递过程中的图形偏差，防止所形成的掩模图形产生较 大变形。优选方案中，阻挡层12的材质包括碳氮化硅、碳氧化硅或碳氮氧化硅 的一种或至少两种，上述材料相对于后续形成的第一侧墙材料层及第二侧墙材 料层较强的抗刻蚀性，有利于避免第一侧墙和第二侧墙两侧的阻挡层产生厚度 差。其中，阻挡层12的厚度例如为30埃～50埃。
41.芯轴图形13形成于阻挡层12之上，其包括若干间隔排列且具有第一节距 的芯轴。芯轴图形13可利用芯轴材料层(图中未示出)通过光刻工艺及蚀刻工 艺直接形成，芯轴图形13的材质可为任意合适作为芯轴的材料，例如不定形硅、 不定形碳等。本实施例中，芯轴12的材料为不定形硅。
42.在本实施例中仅需一层芯轴图形即可在衬底10上完成图形化，可减少相应 的工艺步骤及图形传递过程中的图形损失。
43.接着，请参照图2b，执行步骤s02，形成第一侧墙材料层21，第一侧墙材 料层21覆盖芯轴图形13的外壁及阻挡层12的表面。
44.具体的，可利用原子层沉积工艺(ald)形成第一侧墙材料层21，以利于 得到厚度均匀的第一侧墙材料层21，第一侧墙材料层21的材质例如为氮化硅或 氧化硅，第一侧墙材料层21的厚度可例如为10纳米～20纳米。
45.接着，请参照图2c，执行步骤s03，对芯轴图形13的顶壁上的第一侧墙材 料层21以及阻挡层12上方的第一侧墙材料层21执行离子注入工艺。
46.具体的，离子注入工艺的方向可与衬底10垂直或尽可能垂直，以便于离子 注入阻挡层12上方以及芯轴图形13的顶壁上的第一侧墙材料层21，其离子注 入角度可例如为89.5
°
～90.5
°
。离子注入工艺的离子类型、离子注入的能量以 及离子注入的剂量需与第一侧墙材料层21的材料及厚度相匹配，以便打断被离 子注入的第一侧墙材料层21的分子键以改变其性质，从而使得经过离子注入的 第一侧墙材料层21a(包括芯轴图形13的顶壁上的第一侧墙材料层21以及注入 阻挡层12上方的第一侧墙材料层21)的刻蚀速率大于未经离子注入的第一侧墙 材料层21b(芯轴图形13的侧壁上的第一侧墙材料层21)的刻蚀速率。本实施 例中，第一侧墙材料层21的材质为氮化硅或氧化硅，离子注入工艺的注入离子 包括碳离子或硼离子，其离子注入的能量例如为1k ev～30k ev，其离子注入的 剂量例如为1e 13～1e 15atom/cm2。
47.接着，请参照图2d，执行步骤s04，执行刻蚀工艺以去除芯轴图形13的顶 壁上的第一侧墙材料层21以及阻挡层13上方的第一侧墙材料层21，保留芯轴 图形13的侧壁上的第一侧墙材料层21作为第一侧墙22，并暴露芯轴图形13的 顶壁，其中，经过离子注入的第一侧墙材料层21a的刻蚀速率大于未经离子注 入的第一侧墙材料层21b的刻蚀速率。
48.具体的，利用干法蚀刻工艺垂直蚀刻第一侧墙材料层21，利用干法蚀刻工 艺的各向异性蚀刻以及经过离子注入后的第一侧墙材料层21a与未经离子注入 的第一侧墙材料层21b的刻蚀速率差异(二者的刻蚀选择比较高)，从而较易去 除阻挡层12上及芯轴图形13的顶壁上的第一侧墙材料层21(经过离子注入后 的第一侧墙材料层21a)，并以剩余(保留)的第一侧墙材料层21作为第一侧墙 22。第一侧墙22具有第二节距，第二节距约为第一节距的0.5倍。
49.进一步的，在上述蚀刻工艺中，经过离子注入后的第一侧墙材料层21a与 未经离子注入的第一侧墙材料层21b的刻蚀选择比大于50，使得第一侧墙22的 侧壁较为垂直且第一侧墙22的顶部直角(拐角)保留较为完整，通过形成形貌较 佳的第一侧墙22，从而有利于高精度的图形传递。
50.更进一步的，在上述蚀刻工艺中，由于两者较大的刻蚀选择比及阻挡层12 的蚀刻抵抗性的存在，还可通过减小蚀刻强度(减少蚀刻时间)使得第一侧墙 之间的阻挡层12的蚀刻损失进一步减小，有利于后续在阻挡层12上的图形传 递。
51.接着，请参照图2e，执行步骤s05，去除芯轴图形13。
52.具体的，例如可利用湿法蚀刻工艺或干法蚀刻工艺去除的芯轴图形13，并 暴露第一侧墙22及阻挡层12。
53.由于阻挡层12的材质包括碳氮化硅、碳氧化硅或碳氮氧化硅的一种或至少 两种，具有较强的蚀刻抵抗性，芯轴图形13与阻挡层12的蚀刻选择比大于50， 使得原来的芯轴图形13下的阻挡层12被较少蚀刻，从而使得第一侧墙22两侧 的阻挡层12的表面齐平或基本齐平，不存在明显的高度差。
54.需要说明的是，正是由于第一侧墙22两侧的阻挡层12具有较为均匀且对 称的结构(不存在明显的高度差)，可使本实施例仅需一层芯轴图形即可完成图 形化。
55.接着，请参照图2f，执行步骤s06，形成第二侧墙材料层23，第二侧墙材 料层23覆盖第一侧墙22的外壁及阻挡层12的表面，且第一侧墙材料层23与 第二侧墙材料层21的材质不同。
56.具体的，可利用原子层沉积工艺形成第二侧墙材料层23，以利于形成厚度 均匀的第二侧墙材料层23，其厚度可例如为10纳米～20纳米。在优选方案中， 第一侧墙材料层21的材质为氮化硅，第二侧墙材料层23的材质可为氧化硅， 或者第一侧墙材料层21的材质为氧化硅，第二侧墙材料层23的材质可为氮化 硅。
57.由于第一侧墙22具有较佳形貌，例如侧壁较为垂直及顶部直角保留较为完 整，使得覆盖第一侧墙22的第二侧墙材料层23的形貌相应也较佳。
58.接着，请参照图2g及2h，执行步骤s07及s08，对第一侧墙22的顶壁上 的第二侧墙材料层23以及阻挡层12上方的第二侧墙材料层23执行离子注入工 艺，再执行刻蚀工艺以去除第一侧墙22的顶壁上的第二侧墙材料层23以及阻 挡层13上方的第二侧墙材料层23，保留第一侧墙22的侧壁上的第二侧墙材料 层23作为第二侧墙24，并暴露第一侧墙22，其
中，经过离子注入的第二侧墙 材料层23a的刻蚀速率大于未经离子注入的第二侧墙材料层23b的刻蚀速率。
59.具体的，对第二侧墙材料层23执行离子注入工艺以改变经过离子注入的第 二侧墙材料层23a相对于未经离子注入的第二侧墙材料层23b的刻蚀速率，其 中，离子注入工艺的方法与前述离子注入的方法类似，在此不做赘述。
60.由于前述两者蚀刻速率的较大差异以及阻挡层12的蚀刻抵抗性，通过蚀刻 工艺可实现第二侧墙材料层与阻挡层的蚀刻选择比大于50的蚀刻效果，对阻挡 层12产生较小的蚀刻损失，从而形成形貌较佳的第二侧墙24。优选的，执行刻 蚀工艺形成第二侧墙24时，第二侧墙材料层23与阻挡层12的蚀刻选择比大于 50。
61.接着，请参照图2i，执行步骤s09，去除第一侧墙22，第二侧墙24具有第 三节距，第三节距约为第一节距的0.25倍，并以第二侧墙24作为掩模图形。
62.具体的，例如可利用湿法蚀刻工艺或干法蚀刻工艺去除第一侧墙22，以暴 露第二侧墙24及阻挡层12。由于阻挡层12较强的蚀刻抵抗性，使得原来的第 一侧墙22下的阻挡层12被较少蚀刻，从而使得第二侧墙24两侧的阻挡层12 的表面齐平或基本齐平，不存在明显的高度差。优选的，去除第一侧墙22时， 第一侧墙22与阻挡层12的蚀刻选择比大于50。
63.由此，即可通过一层芯轴实现图形化，并且所形成的掩模图形具有较佳的 形貌。应理解，减少图形化过程中的工艺步骤，即较少图形传递的次数，本身 即可减少图形传递过程中的损失，有利于形成形貌较佳的掩模图形。而且，还 降低了图形化时的工艺复杂度，有利于提高效率及降低成本。
64.另一方面，本实施例还提供一种鳍结构的形成方法，该鳍结构的形成方法 包括如下步骤：
65.s01：提供一衬底，所述衬底由下至上依次形成有鳍硬掩模层、阻挡层以及 芯轴图形；
66.s02：形成第一侧墙材料层，所述第一侧墙材料层覆盖所述芯轴图形的外壁 及所述阻挡层的表面；
67.s03：对所述芯轴图形的顶壁上的第一侧墙材料层以及所述阻挡层上方的第 一侧墙材料层执行离子注入工艺；
68.s04：执行刻蚀工艺以去除所述芯轴图形的顶壁上的第一侧墙材料层以及所 述阻挡层上方的第一侧墙材料层，保留所述芯轴图形的侧壁上的第一侧墙材料 层作为第一侧墙，其中，经过离子注入的第一侧墙材料层的刻蚀速率大于未经 离子注入的第一侧墙材料层的刻蚀速率；
69.s05：去除所述芯轴图形；
70.s06：形成第二侧墙材料层，所述第二侧墙材料层覆盖所述第一侧墙的外壁 及所述阻挡层的表面，且所述第一侧墙材料层与所述第二侧墙材料层的材质不 同；
71.s07：对所述第一侧墙的顶壁上的第二侧墙材料层以及所述阻挡层上方的第 二侧墙材料层执行离子注入工艺；
72.s08：执行刻蚀工艺以去除所述第一侧墙的顶壁上的第二侧墙材料层以及所 述阻挡层上方的第二侧墙材料层，保留所述第一侧墙的侧壁上的第二侧墙材料 层作为第二侧墙，其中，经过离子注入的第二侧墙材料层的刻蚀速率大于未经 离子注入的第二侧墙材料
层的刻蚀速率；
73.s09：去除所述第一侧墙，并以所述第二侧墙作为掩模图形；
74.s10：刻蚀所述掩模图形两侧的阻挡层以及鳍硬掩模层以暴露所述衬底的表 面；
75.s11：刻蚀部分厚度的衬底以形成鳍部图形；
76.s12：去除所述掩模图形形、阻挡层及鳍硬掩模层并去除部分厚度的隔离介 质层，暴露所述鳍部图形并使其凸出于所述隔离介质层。
77.首先，请参照图3a，执行步骤s01至s09，提供一衬底10，衬底10具有由 下至上依次覆盖的鳍硬掩模层11、阻挡层12以及利用如前述的图形化方法所形 成的第二侧墙24(掩模图形)。
78.阻挡层12及第二侧墙24的形成方法，可参考前述，在此不做赘述。
79.鳍硬掩模层11覆盖衬底10表面，用于在衬底10中形成图形化的结构后去 除掩模图形(包括阻挡层12)，以研磨工艺去除掩模图形为例，鳍硬掩模层11 可为掩模停止层。鳍硬掩模层11可利用任意合适作为研磨停止层的材料，例如 氮化硅，其厚度可为50埃～100埃。
80.需要说明的是，由于阻挡层12的材质较硬(较强的蚀刻抵抗性)，阻挡层 12不适于作为研磨停止层，若阻挡层12的厚度较厚，则提高了后续去除阻挡层 12的工艺难度，若阻挡层12的厚度较薄，则以阻挡层12作为研磨停止层时， 则在研磨时容易出现定位不准。
81.接着，请参照图3b，执行步骤s10，以掩模图形为掩模，蚀刻阻挡层12及 鳍硬掩模层11以暴露衬底10的表面，再蚀刻部分厚度的衬底10，以形成鳍部 图形101。
82.具体的，可利用干法蚀刻依次蚀刻阻挡层12及鳍硬掩模层11以暴露衬底 10的表面，再利用干法蚀刻部分厚度的衬底10，并在衬底10中形成鳍部图形 101。其中，鳍部图形101上还保留有部分鳍硬掩模层11、阻挡层12以及掩模 图形。优选的，可利用物理轰击加强的干法蚀刻阻挡层12，以提高蚀刻阻挡层 12的蚀刻效果，并可通过增加工艺气体中的氩离子的比例以实现物理轰击的加 强。
83.接着，请参照图3c，执行步骤s11，形成隔离介质层25，隔离介质层25填 充鳍部图形101之间，并延伸覆盖至第二侧墙24(掩模图形)之上。
84.具体的，可利用fcvd工艺形成隔离介质层25，以利用形成台阶覆盖性及 填充较佳的隔离介质层25。隔离介质层25的材质可以但不限于为氧化硅。
85.接着，请参照图3d，执行步骤s12，去除第二侧墙24、阻挡层23及鳍硬掩 模层11并去除部分厚度的隔离介质层25，暴露鳍部图形101并使其凸出于隔离 介质层25预定高度，以暴露于隔离介质层25上的鳍部图形101可例如作为鳍 式场效应晶体管器件的鳍结构。
86.具体过程可例如包括：首先，以鳍硬掩模层11为研磨停止层，对隔离介质 层25执行研磨工艺去除剩余的第二侧墙24及阻挡层12；接着，去除鳍硬掩模 层11，以暴露鳍部图形101；再接着，回蚀刻隔离介质层25，以使鳍部图形101 凸出于隔离介质层25的高度为预定高度。
87.综上所述，本发明通过在对阻挡层及芯轴图形的顶壁上的第一侧墙材料层 及第二侧墙材料层进行离子注入以该提高经过离子注入部分相对于未经离子注 入部分的刻蚀速率，有利于消除第一侧墙两侧的阻挡层以及第二侧墙两侧的阻 挡层的厚度差异，从而形成形貌较佳的掩模图形，降低图形化时的工艺调试难 度。并且，本发明仅利用一层芯轴图
形即可形成掩模图形，相对于现有技术， 减少了一层芯轴图形相关的工艺流程，降低工艺复杂度，有利于提高效率及降 低成本。另外，选用碳氮化硅、碳氧化硅或碳氮氧化作为阻挡层，利用阻挡层 相对于第一侧墙材料层及第二侧墙材料层较强的抗刻蚀性，可进一步避免第一 侧墙和第二侧墙两侧的阻挡层产生厚度差。
88.上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定， 本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权 利要求书的保护范围。

技术特征：
1.一种图形化方法，其特征在于，包括：提供一衬底，所述衬底由下至上依次形成有阻挡层以及芯轴图形；形成第一侧墙材料层，所述第一侧墙材料层覆盖所述芯轴图形的外壁及所述阻挡层的表面；对所述芯轴图形的顶壁上的第一侧墙材料层以及所述阻挡层上方的第一侧墙材料层执行离子注入工艺；执行刻蚀工艺以去除所述芯轴图形的顶壁上的第一侧墙材料层以及所述阻挡层上方的第一侧墙材料层，保留所述芯轴图形的侧壁上的第一侧墙材料层作为第一侧墙，其中，经过离子注入的第一侧墙材料层的刻蚀速率大于未经离子注入的第一侧墙材料层的刻蚀速率；去除所述芯轴图形；形成第二侧墙材料层，所述第二侧墙材料层覆盖所述第一侧墙的外壁及所述阻挡层的表面，且所述第一侧墙材料层与所述第二侧墙材料层的材质不同；对所述第一侧墙的顶壁上的第二侧墙材料层以及所述阻挡层上方的第二侧墙材料层执行离子注入工艺；执行刻蚀工艺以去除所述第一侧墙的顶壁上的第二侧墙材料层以及所述阻挡层上方的第二侧墙材料层，保留所述第一侧墙的侧壁上的第二侧墙材料层作为第二侧墙，其中，经过离子注入的第二侧墙材料层的刻蚀速率大于未经离子注入的第二侧墙材料层的刻蚀速率；去除所述第一侧墙，并以所述第二侧墙作为掩模图形对所述衬底执行图形化。2.根据权利要求1所述的图形化方法，其特征在于，所述阻挡层的材质包括碳氮化硅、碳氧化硅或碳氮氧化硅。3.根据权利要求1或2所述的图形化方法，其特征在于，执行刻蚀工艺形成第一侧墙时，所述第一侧墙材料层与所述阻挡层的蚀刻选择比大于50；执行刻蚀工艺形成第二侧墙时，所述第二侧墙材料层与所述阻挡层的蚀刻选择比大于50。4.根据权利要求1或2所述的图形化方法，其特征在于，去除所述芯轴图形时，所述芯轴图形与所述阻挡层的蚀刻选择比大于50；去除所述第一侧墙时，所述第一侧墙材料层与所述阻挡层的蚀刻选择比大于50。5.根据权利要求1或2所述的图形化方法，其特征在于，所述第一侧墙材料层的材料包括氮化硅，且所述第二侧墙材料层的材料包括氧化硅；或者，所述第一侧墙材料层的材料包括氧化硅，且所述第二侧墙材料层的材料包括氮化硅。6.根据权利要求1或2所述的图形化方法，其特征在于，利用原子层沉积工艺形成所述第一侧墙材料层及所述第二侧墙材料层。7.根据权利要求1或2所述的图形化方法，其特征在于，对所述第一侧墙材料层或所述第二侧墙材料层进行离子注入的离子包括硼离子或碳离子，所述离子注入与所述衬底的注入角度为89.5
°
～90.5
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。8.一种鳍结构的形成方法，其特征在于，包括：提供一衬底，所述衬底由下至上依次形成有鳍硬掩模层、阻挡层以及掩模图形，所述掩模图形采用如权利要求1至7中任一项所述的图形化方法形成；刻蚀所述掩模图形两侧的阻
挡层以及鳍硬掩模层以暴露所述衬底的表面；刻蚀部分厚度的衬底以形成鳍部图形；形成隔离介质层，所述隔离介质层填充所述鳍部图形之间并覆盖所述掩模图形的顶壁；去除所述掩模图形、阻挡层及鳍硬掩模层并去除部分厚度的隔离介质层，暴露所述鳍部图形并使其凸出于所述隔离介质层预定高度。9.根据权利要求8所述的鳍结构的形成方法，其特征在于，去除所述掩模图形、阻挡层及鳍硬掩模层并去除部分厚度的隔离介质层的方法包括：以所述鳍硬掩模层为研磨停止层，对所述隔离介质层执行研磨工艺去除所述掩模图形及阻挡层；去除所述鳍硬掩模层，以暴露所述鳍部图形；回蚀刻所述隔离介质层，以使所述鳍部图形凸出于所述隔离介质层。10.根据权利要求8或9所述的鳍结构的形成方法，其特征在于，所述鳍硬掩模层的材质包括氮化硅。

技术总结
本发明提供的图形化方法及鳍结构的形成方法，图形化方法包括：提供衬底，衬底由下至上依次形成有阻挡层及芯轴图形；形成第一侧墙材料层；执行离子注入工艺；执行刻蚀工艺以形成第一侧墙，其中，经过离子注入的第一侧墙材料层的刻蚀速率大于未经离子注入的第一侧墙材料层的刻蚀速率；去除芯轴图形；形成第二侧墙材料层；执行离子注入工艺；执行刻蚀工艺以形成第二侧墙；去除第一侧墙。本发明通过在对阻挡层及芯轴图形的顶壁上的第一侧墙材料层及第二侧墙材料层进行离子注入以提高经过离子注入部分相对于未经离子注入部分的刻蚀速率，有利于消除第一侧墙两侧的阻挡层以及第二侧墙两侧的阻挡层的厚度差，从而形成形貌较佳的掩模图形。掩模图形。掩模图形。


技术研发人员：王伯文 杨渝书
受保护的技术使用者：上海集成电路研发中心有限公司
技术研发日：2022.09.22
技术公布日：2023/7/11