用于形成半导体结构的方法和计算设备与流程

背景技术：

1、随着人们对电子产品需求的日益增加，对更高密度集成电路以及制造其的更高精度的工艺提出了更高要求。

2、光刻技术是一种精密的微细加工技术。常规光刻技术采用波长为的紫外光作为图像信息载体，以光致抗蚀剂(光刻胶)为中间或图像记录媒介，实现图形的变换、转移和处理，最终把图像信息传递到晶圆(主要指硅片)、或介质层上。

3、光刻技术按曝光源主要分为光学光刻。常见的光源包括紫外光源(uv)、深紫外光源(duv)、极紫外光源(euv)以及粒子束光刻。常见的粒子束光刻主要有x射线、电子束和离子束光刻等。

4、通常，在光学光刻中，uv只能实现一微米左右的图案分辨率。而duv、euv等虽然能实现更高的分辨率，但其价格昂贵。此外，在粒子束光刻中，电子束光刻、聚焦离子束光刻虽然也能一定程度上提高分别率，但需要耗时长、多次循环的书写制程，大大降低了工作效率。

5、本领域中需要一种低成本、高效率、高分辨率的形成半导体结构的方法。

技术实现思路

1、为了提供一种低成本、高效率、高分辨率的形成半导体结构的方法，提供本发明。

2、根据本发明的一个方面，提供一种用于形成半导体结构的方法，该方法包括：对表面包含硬掩膜层的晶圆执行光刻材料涂覆和图案化光刻，以形成基于轮廓图案的第一经图案化的硬掩膜层，所述轮廓图案基于所述光刻中使用的曝光图案的轮廓；通过光刻对所述第一经图案化的硬掩膜层执行线性切割或终端切割，以形成基于目标图案的第二经图案化的硬掩膜层；以及基于所述第二经图案化的硬掩膜层，将所述目标图案转移到所述晶圆的基底。

3、如上所述的方法，其中，执行光刻材料涂覆和图案化光刻包括：在所述硬掩膜层上形成负光刻胶层；在所述负光刻胶层上形成正光刻胶层；用所述曝光图案对所述正光刻胶层和所述负光刻胶层曝光，以分别在所述正光刻胶层和所述负光刻胶层上形成正图形区域和负图形区域，其中，所述正图形区域的尺寸大于所述负图形区域的尺寸；对所述正光刻胶层显影；对所述负光刻胶层显影，以暴露所述硬掩膜层的一部分，其中，被暴露的区域限定所述轮廓图案；刻蚀所述硬掩膜层的所述被暴露的区域；以及去除剩余的正光刻胶层和负光刻胶层。

4、如以上任一项所述的方法，其中，执行光刻材料涂覆和图案化光刻包括：在所述硬掩膜层上形成正光刻胶层；在所述正光刻胶层上形成负光刻胶层；用所述曝光图案对所述正光刻胶层和所述负光刻胶层曝光，以分别在所述正光刻胶层和所述负光刻胶层上形成正图形区域和负图形区域，其中，所述正图形区域的尺寸大于所述负图形区域的尺寸；对所述负光刻胶层显影；对所述正光刻胶层显影，以暴露所述硬掩膜层的一部分，其中，被暴露的区域限定所述轮廓图案；刻蚀所述硬掩膜层的所述被暴露的区域；以及去除剩余的正光刻胶层和负光刻胶层。

5、如以上任一项所述的方法，其中，执行光刻材料涂覆和图案化光刻包括：在所述硬掩膜层上形成负光刻胶层；在所述负光刻胶层上形成正光刻胶层；用所述曝光图案对所述正光刻胶层和所述负光刻胶层曝光，以分别在所述正光刻胶层和所述负光刻胶层上形成正图形区域和负图形区域，其中，所述正图形区域的尺寸大于所述负图形区域的尺寸；对所述正光刻胶层显影；对所述负光刻胶层显影，以暴露所述硬掩膜层的一部分，其中，被暴露的区域限定所述轮廓图案；对剩余的正光刻胶层和负光刻胶层整体曝光；对剩余的正光刻胶层显影；刻蚀所述硬掩膜层的所述被暴露的区域；以及去除剩余的负光刻胶层。

6、如以上任一项所述的方法，其中，执行光刻材料涂覆和图案化光刻还包括：在形成所述正光刻胶层与形成所述负光刻胶层之间形成隔层；以及对所述隔层显影。

7、如以上任一项所述的方法，其中，所述曝光图案由线条掩膜版提供。

8、如以上任一项所述的方法，其中，执行线性切割或终端切割包括：在所述第一经图案化的硬掩膜层上形成光刻胶层；用线性切割图案或终端切割图案对所述光刻胶层曝光；对经曝光的光刻胶层显影；刻蚀所述硬掩膜层的未被所述光刻胶层覆盖的部分，以暴露所述硬掩膜层的下一层的一部分；以及去除剩余的光刻胶层，以得到所述第二经图案化的硬掩膜层。

9、如以上任一项所述的方法，其中，所述硬掩膜层包括第一硬掩膜层和在所述第一硬掩膜层上的第二硬掩膜层，并且执行线性切割或终端切割包括：在所述第二硬掩膜层上形成光刻胶层；用线性切割图案或终端切割图案对所述光刻胶层曝光；对经曝光的光刻胶层显影；刻蚀所述第一硬掩膜层的未被所述光刻胶层和所述第二硬掩膜层覆盖的部分，以暴露所述第一硬掩膜层的下一层的一部分；以及去除剩余的光刻胶层，以得到所述第二经图案化的硬掩膜层。

10、如以上任一项所述的方法，其中，将所述目标图案转移到所述基底包括：刻蚀所述基底的未被所述第二经图案化的硬掩膜层覆盖的部分；以及去除所述第二经图案化的硬掩膜层。

11、根据本发明的另一方面，提供一种用于形成半导体结构的方法，该方法包括：对晶圆执行光刻材料涂覆和图案化光刻，以在所述晶圆上基于轮廓图案而确定的位置处沉积材料层，所述轮廓图案基于所述光刻中使用的曝光图案的轮廓；通过光刻对所沉积的材料层执行线性切割或终端切割，以形成基于目标图案的材料层；以及基于所形成的材料层，将所述目标图案转移到所述晶圆的基底。

12、如上所述的方法，其中，执行光刻材料涂覆和图案化光刻包括：在所述晶圆上形成负光刻胶层；在所述负光刻胶层上形成正光刻胶层；用所述曝光图案对所述正光刻胶层和所述负光刻胶层曝光，以分别在所述正光刻胶层和所述负光刻胶层上形成正图形区域和负图形区域，其中，所述正图形区域的尺寸大于所述负图形区域的尺寸；对所述正光刻胶层显影；对所述正光刻胶层显影，以暴露所述晶圆的一部分；在所述晶圆上沉积材料层；以及去除剩余的正光刻胶层和负光刻胶层。

13、如以上任一项所述的方法，其中，执行光刻材料涂覆和图案化光刻包括：在所述晶圆上形成正光刻胶层；在所述正光刻胶层上形成负光刻胶层；用所述曝光图案对所述正光刻胶层和所述负光刻胶层曝光，以分别在所述正光刻胶层和所述负光刻胶层上形成正图形区域和负图形区域，其中，所述正图形区域的尺寸大于所述负图形区域的尺寸；对所述负光刻胶层显影；对所述正光刻胶层显影，以暴露所述晶圆的一部分；在所述晶圆上沉积材料层；以及去除剩余的正光刻胶层和负光刻胶层。

14、如以上任一项所述的方法，其中，所述曝光图案由线条掩膜版提供。

15、如以上任一项所述的方法，其中，执行线性切割或终端切割包括：在所述晶圆上形成光刻胶层，以覆盖所沉积的材料层；用线性切割图案或终端切割图案对所述光刻胶层曝光；对经曝光的光刻胶层显影；剥离所述所沉积的材料层的、未被剩余的光刻胶覆盖的部分，以保留基于所述目标图案的材料层；以及去除所述光刻胶层。

16、如以上任一项所述的方法，其中，所形成的材料层的下一层是所述晶圆的基底，并且将所述目标图案转移到所述晶圆的基底包括：刻蚀所述晶圆的未被所形成的材料层覆盖的部分，以暴露所述基底的一部分；以及剥离所形成的材料层。

17、如以上任一项所述的方法，其中，所形成的材料层的下一层是所述晶圆的一个或多个硬掩膜层以及在所述一个或多个硬掩膜层下方的基底，并且将所述目标图案转移到所述晶圆的基底包括：刻蚀所述晶圆的未被所形成的材料层覆盖的部分，以暴露所述基底的一部分；以及去除所述一个或多个硬掩膜层和所形成的材料层。

18、根据本发明的另一方面，提供一种计算机可读存储介质，存储有指令，所述指令当被执行时使计算设备执行如权利要求1-16中的任一项所述的方法。

19、根据本发明的另一方面，提供一种计算设备，包括：存储器，存储有指令；以及处理器，与所述存储器耦合，所述处理器用于执行所述指令以执行如权利要求1-16中的任一项所述的方法。

20、根据本发明的形成半导体结构的方法通过图案化光刻形成基于曝光图案的轮廓的图案轮廓，从而实现了图案的轮廓化。进一步结合切割工艺，可选择性地分割闭合的轮廓线，从而形成最终的目标图案。该方法成本低、效率高，并且能获得高分辨率的半导体结构。