CN113078056A - 半导体结构的制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种半导体结构的制作方法，包括：于基底上依次形成目标层、第一掩膜层、隔离层和中间层，位于第一区上的中间层内具有至少一个第一凹槽，位于第二区的中间层内具有至少一个第二凹槽；形成填充层，填充层填充满第一凹槽和第二凹槽，且填充层的上表面高于中间层的上表面，位于第一区上的填充层顶面与位于第二区上的填充层顶面的高度差小于等于第一预设值；进行无掩膜干法刻蚀工艺，去除位于第一区上的部分填充层，直至暴露牺牲层的顶面；去除覆盖第一凹槽侧壁的牺牲层，以在第一区上形成第一开口；利用第一开口刻蚀部分目标层，剩余的目标层构成目标图案。本发明实施例有利于完整地刻蚀目标层，形成所需目标图案。

Description

半导体结构的制作方法

技术领域

本发明实施例涉及半导体领域，特别涉及一种半导体结构的制作方法。

背景技术

在进行膜层的选择性刻蚀之前，一般需要先形成带有开口图案的掩膜层，掩膜层既可以是光刻胶层，也可以是由其他一种或多种材料组成的掩膜层，开口图案既可以通过光刻胶的曝光显影形成，也可以通过刻蚀混合材料膜层中的特定材料形成，这些特定材料一般提前形成在特定位置，占据待形成的开口图案的位置。

然而，待刻蚀区域的刻蚀可能受到相邻区域的影响，例如，特定材料被覆盖而无法暴露于刻蚀剂下，导致预设的开口图案无法形成，进而造成目标膜层的选择性刻蚀并不完整。

发明内容

本发明实施例提供一种半导体结构的制作方法，有利于完整实现目标层的选择性刻蚀。

为解决上述问题，本发明实施例提供一种半导体结构的制作方法，包括：提供基底，所述基底包括第一区、第二区和第三区，所述第二区位于所述第一区和所述第三区之间；于所述基底上依次形成目标层、第一掩膜层、隔离层和中间层，位于所述第一区上的所述中间层内具有至少一个第一凹槽，所述第一凹槽暴露所述隔离层，所述第一凹槽的底部和侧壁覆盖有牺牲层；刻蚀位于所述第二区上的部分所述中间层，形成至少一个第二凹槽，所述第二凹槽位于所述第二区上的所述中间层内；形成填充层，所述填充层填充满所述第一凹槽和所述第二凹槽，且所述填充层的上表面高于所述中间层的上表面；其中，在垂直于所述基底顶面的方向上，位于所述第一区上的所述填充层顶面与位于所述第二区上的所述填充层顶面的高度差小于等于第一预设值；进行无掩膜干法刻蚀工艺，去除位于所述第一区上的部分所述填充层，直至暴露所述牺牲层的顶面，位于所述第一区上的剩余所述填充层填充满所述第一凹槽；去除覆盖所述第一凹槽侧壁的所述牺牲层，以在所述第一区上形成第一开口，所述第一开口暴露所述隔离层表面；利用所述第一开口依次刻蚀位于所述第一区上的部分所述隔离层、部分所述第一掩膜层和部分所述目标层，剩余的所述目标层构成目标图案。

与现有技术相比，本发明实施例提供的技术方案具有以下优点：

上述技术方案中，在形成填充层之前，在第二区内形成第二凹槽，使得第二区的部分填充层材料落入第二凹槽内，从而使得位于第一区上的填充层顶面与位于第二区上的填充层顶面的高度差较低，避免第二区的填充层发生坍塌而导致部分材料滑向第一区上方，使得后续进行的无掩膜干法刻蚀工艺能够在不过刻蚀的情况下暴露牺牲层的所有顶面，进而形成完整的第一开口，以及完整实现目标层的选择性刻蚀。

另外，在去除第一凹槽侧壁的牺牲层，以形成第一开口之前，形成第二开口和第三开口，有利于避免用于形成第二开口和第三开口的光刻胶层填充第一开口，从而避免落入第一开口内的光刻胶材料难以去除，保证后续刻蚀工艺的有效进行。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1至图18为一种半导体结构的制作方法各步骤对应的结构示意图；

图19至图35为本发明实施例提供的一种半导体结构的制作方法各步骤对应的结构示意图。

具体实施方式

图1至图18为一种半导体结构的制作方法各步骤对应的结构示意图。半导体结构的制作方法包含以下步骤：

参考图1，提供基底11，基底11包括第一区111、第二区112和第三区113，第二区112位于第一区111和第三区113之间；于基底11上形成依次堆叠的目标层121、保护层13、初始掩膜层141和初始中间层15。

参考图2，在初始中间层15上形成第一光刻胶层161，第一光刻胶层161具有第一开口图案；利用第一开口图案刻蚀初始中间层15，形成中间凹槽15a，中间凹槽15a暴露初始掩膜层141表面。

其中，第一区111的中间凹槽15a的排列密度大于第二区112的中间凹槽15a的排列密度，第二区112的中间凹槽15a的排列密度大于第三区113的中间凹槽15a的排列密度。

参考图3，形成覆盖中间凹槽15a底面和侧壁的初始牺牲层171，初始牺牲层171还覆盖第一区111、第二区112以及第三区113的初始中间层15顶面。

参考图4，进行沉积工艺，形成填充满中间凹槽15a的初始填充层181。

在进行无掩膜沉积工艺的过程中，不同区域的沉积速率和沉积时间相同，也就是说，单位面积的任意区域内沉积的初始填充层181的材料的总量都是相同的。由于第一区111、第二区112以及第三区113的中间凹槽15a的排列密度递减，因此，单位面积的第一区111包含最多的中间凹槽15a，单位面积的第二区112包含的中间凹槽15a数量次之，中间凹槽15a越多，可容纳的初始填充层181的材料越多，多余的位于初始中间层15上的初始填充层181的材料越少，初始填充层181的顶面越低，最终使得第一区111、第二区112以及第三区113的初始填充层181的顶面逐渐升高。

参考图5和图6，刻蚀初始填充层181，剩余初始填充层181暴露覆盖中间凹槽15a侧壁的初始牺牲层171的顶面；刻蚀覆盖中间凹槽15a侧壁的初始牺牲层171，形成初始空隙15b，初始空隙15b暴露初始掩膜层141表面。

本文中，由于第三区的113的初始掩膜层141无需刻蚀，因此第三区113无需形成初始空隙15b，相应地，第三区113的初始中间层15内没有中间凹槽15a和初始牺牲层171，位于第三区113的初始填充层181无需去除。

参考图6和图7，利用初始空隙15b刻蚀初始掩膜层141，形成第一掩膜层142；在形成第一掩膜层142之后，去除剩余初始中间层15、剩余初始牺牲层171以及剩余初始填充层181。

第一掩膜层142具有多个第四开口142a，在平行于基底11的方向上，不同第四开口142a的开口宽度相等，第四开口142a的开口宽度等于覆盖中间凹槽15a侧壁的初始牺牲层171的厚度；此外，由于第一区111、第二区112以及第三区113的中间凹槽15a的排列密度递减，因此，第一区111、第二区112以及第三区113的初始空隙15b的排列密度递减，第一区111、第二区112以及第三区113的第四开口142a的排列密度递减。

参考图8，在第一掩膜层142上形成依次堆叠的隔离层19和中间层20。

由于第一区111、第二区112以及第三区113的第四开口142a的排列密度递减，因此，在不同区域均匀沉积隔离层19和中间层20时，第一区111、第二区112以及第三区113的隔离层19的顶面逐渐升高，相应地，第一区111、第二区112以及第三区113的中间层20的顶面逐渐升高。

参考图9，在第一区111的中间层20内形成至少一个第一凹槽20a，第一凹槽20a暴露隔离层19表面；形成第一牺牲层172，第一牺牲层172覆盖第一凹槽20a底面和侧壁，以及覆盖第一区111、第二区112以及第三区113的中间层20顶面。

参考图10，形成第二光刻胶层162，第二光刻胶层162填充满第一凹槽20a且位于第一区111、第二区112以及第三区113的中间层20上，第二光刻胶层162具有位于第三区113的第二开口图案。

参考图11，通过第二开口图案刻蚀第一牺牲层172和中间层20，形成位于第三区113的中间层20内的第三凹槽20c；在形成第三凹槽20c之后，去除第二光刻胶层。

参考图12，形成填充层182，填充层182填充满第一凹槽20a和第三凹槽20c，且填充层182的上表面高于中间层20的上表面。

由于沉积工艺在不同区域的沉积速率和沉积时间相同，因此，单位面积的任意区域内沉积的填充层182的材料的总量都是相同的，不同区域的填充层182的顶面的位置取决于两个因素，其一是对应区域的中间层20的顶面位置，其二是对应区域的中间层20内的凹槽或开口的排列密度和开口宽度，对应区域的中间层20的顶面越高，填充层182的顶面越高，对应区域的中间层20内的凹槽或开口的排列密度越大，开口宽度越大，填充层182的顶面越低。

具体地，由于第一区111的中间层20的顶面低于第二区112的中间层20顶面，且第一区111的中间层20内具有第一凹槽20a，而第二区112的中间层20内不具有凹槽或开口，因此，第一区111的填充层182顶面低于第二区112的填充层182顶面。

当第一区111和第二区112的填充层182顶面高度差大于第一预设值时，位于第二区112边缘的部分填充层182材料可能因缺少支撑而发生坍塌，滑向第一区111的第一边缘区域111a，从而使得第一边缘区域111a的填充层182的顶面较高，换句话说，使得第一边缘区域111a的中间层20上的填充层182较厚，而位于第一中心区域111b的中间层20上的填充层182较薄。

进一步地，若填充层182采用旋涂工艺形成，则填充层182的整体结构较为疏松，结构强度较低，容易因缺少支撑而发生坍塌；相应地，若填充层182的材料为碳或含碳有机物，则填充层182的质地相对柔软，硬度较低，结构强度较低，同样容易因缺少支撑而发生坍塌。

此外，虽然第二区112的中间层20的顶面低于第三区113的中间层20的顶面，但第三区113的中间层20内具有第三凹槽20c，随着第三凹槽20c的排列密度以及开口宽度的变化，第三区113的填充层182的顶面可能高于、低于或平齐于第二区112的填充层182的顶面。

当第三区113的填充层182的顶面高于第二区112的填充层182的顶面时，第三区113的部分填充层182材料可能因缺少支撑而发生坍塌，滑向第二区112甚至第一区111，使得第一边缘区域111a的填充层182的顶面较高；当第三区113的填充层182的顶面低于第二区112的填充层182顶面时，第二区112的部分填充层182材料可能滑向第三区113，从而降低第二区112的填充层182的顶面高度，减小第一区111的填充层182顶面与第二区112的填充层182顶面的高度差，有利于避免第二区112的部分填充层182材料滑向第一区111。

参考图13，采用无掩膜干法刻蚀工艺刻蚀填充层182。

在无掩膜干法刻蚀工艺的工艺过程中，不同区域被刻蚀的填充层182的厚度相同，若位于第一边缘区域111a的中间层20上的填充层182较厚，位于第一中心区域111b的中间层20上的填充层182较薄，则当暴露出第一中心区域111b的第一牺牲层172顶面时，第一边缘区域111a的第一牺牲层172的顶面依旧被填充层182被覆盖。

参考图14和图15，刻蚀位于第一凹槽20a侧壁的第一牺牲层172，形成第一开口20b；通过第一开口20b依次刻蚀隔离层19和第一掩膜层142，形成第二掩膜层143；在形成第二掩膜层143之后，去除剩余隔离层19、剩余中间层20、剩余第一牺牲层172以及剩余填充层182。

由于第一边缘区域111a的中间层20上还有填充层182，因此，覆盖第一凹槽20a侧壁的第一牺牲层172并能被完全刻蚀，第一开口20b的图案并不完整，通过地开口20b刻蚀形成的第二掩膜层143的开口图案也并不完整。

参考图16，形成依次层叠的转移层21和第三光刻胶层163，第三光刻胶层163具有第三开口图案，第三开口图案位于第二区112和第三区113。

参考图17和图18，利用第三开口图案依次刻蚀转移层21和第二掩膜层143，形成第三掩膜层144；在形成第三掩膜层144之后，去除剩余转移层21和第三光刻胶层163，以及利用第三掩膜层144的开口图案依次刻蚀保护层13以及目标层121，剩余目标层121作为目标图案122。

由于第二掩膜层143的开口图案并不完整，因此，第三掩膜层144的开口图案以及最终形成的目标图案122都不完整。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施例进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施例中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施例的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

图19至图35为本发明实施例提供的半导体结构的制作方法各步骤对应的结构示意图。半导体结构的制作方法包括以下步骤：

参考图19，提供基底31，基底31包括第一区311、第二区312和第三区313，第二区312位于第一区311和第三区313之间；于基底31上形成依次堆叠的目标层321、保护层33、初始掩膜层341和初始中间层35。

本实施例中，第一区311为阵列区，第二区312为核心区，第三区313为外围区，阵列区、核心区以及外围区均包含位线结构，阵列区的位线结构的排列密度大于核心区和外围区的位线结构的排列密度。

需要说明的是，第一区311、第二区312以及第三区313是以基底31为参考划分的半导体结构的不同区域，而并非单指基底31的不同部分，第一区311包括部分基底31以及在基底31上形成的其他膜层。

本实施例中，保护层33包括依次堆叠的第一保护层331和第二保护层332，第二保护层332的硬度大于初始掩膜层341的硬度，可作为与初始掩膜层341相配合的硬掩模层，具体地，初始掩膜层341的材料包括二氧化硅，第二保护层332的材料包括氮氧化硅；相应地，初始中间层35包括依次堆叠的第一初始中间层351和第二初始中间层352，第一初始中间层351的材料可与第二保护层332的材料相同，以作为硬掩模层，与后续形成的位于初始中间层35上的光刻胶层相配合。

相较于第二保护层332，第一保护层331可具有较低的硬度，以缩短刻蚀工艺的刻蚀时长，以及避免对目标层321造成损伤；相应地，相较于第二初始中间层352，第一初始中间层351可具有较低的硬度，以缩短刻蚀工艺的刻蚀时长，以及避免对初始掩膜层341造成损伤。

参考图20，在初始中间层35上形成第一光刻胶层361，第一光刻胶层361具有第一开口图案；利用第一开口图案刻蚀初始中间层35，形成中间凹槽35a，中间凹槽35a暴露初始掩膜层341表面。

本实施例中，第一区311的中间凹槽35a的排列密度大于第二区312的中间凹槽35a的排列密度，第二区312的中间凹槽35a的排列密度大于第三区313的中间凹槽35a的排列密度；此外，第一开口图案以及中间凹槽35a具有第一延伸方向，具体地，第一延伸方向可以为120°。

参考图21，形成覆盖中间凹槽35a底面和侧壁的初始牺牲层371，初始牺牲层371还覆盖第一区311、第二区312以及第三区313的初始中间层35顶面。

在形成初始牺牲层371之前，需要去除第一光刻胶层361；初始牺牲层371的材料可与初始掩膜层341的材料相同，如此，有利于减少半导体制作工艺所需要的材料种类，降低半导体工艺的制作成本和复杂度。

参考图22，进行沉积工艺，形成填充满中间凹槽35a的初始填充层381。

在进行无掩膜沉积工艺的过程中，不同区域的沉积速率和沉积时间相同，也就是说，单位面积的任意区域内沉积的初始填充层381的材料的总量都是相同的。由于第一区311、第二区312以及第三区313的中间凹槽35a的排列密度递减，因此，单位面积的第一区311具有数量最多的中间凹槽35a，单位面积的第二区312具有的中间凹槽35a数量次之，单位面积的第三区313包含的中间凹槽35a数量最少，中间凹槽35a越多，可容纳的初始填充层381的材料越多，多余的位于初始中间层35上的初始填充层381的材料越少，初始填充层381的顶面越低，最终使得第一区311、第二区312以及第三区313的初始填充层381的顶面逐渐升高。

参考图23和图24，刻蚀初始填充层381，剩余初始填充层381暴露覆盖中间凹槽35a侧壁的初始牺牲层371的顶面；刻蚀覆盖中间凹槽35a侧壁的初始牺牲层371，形成初始空隙35b，初始空隙35b暴露初始掩膜层341表面。

本文中，由于第三区313的初始掩膜层341无需刻蚀，因此第三区313无需形成初始空隙35b，相应地，第三区313的初始中间层35内没有中间凹槽35a和初始牺牲层371，位于第三区313的初始填充层381无需去除。

参考图24和图25，利用初始空隙35b刻蚀初始掩膜层341，形成第一掩膜层342；在形成第一掩膜层342之后，去除剩余初始中间层35、剩余初始牺牲层371以及剩余初始填充层381。

第一掩膜层342具有多个第四开口342a，在平行于基底31的方向上，不同第四开口342a的开口宽度相等，第四开口342a的开口宽度等于覆盖中间凹槽35a侧壁的初始牺牲层371的厚度，相应地，第四开口342a的延伸方向与中间凹槽35a的延伸方向相同，第四开口342a具有第一延伸方向；此外，由于第一区311、第二区312以及第三区313的中间凹槽35a的排列密度递减，因此，第一区311、第二区312以及第三区313的初始空隙35b的排列密度递减，第一区311、第二区312以及第三区313的第四开口342a的排列密度递减。

参考图26，在第一掩膜层342上形成依次堆叠的隔离层39和中间层40。

由于隔离层39需要填充满第一掩膜层342的第四开口342a，而第一区311、第二区312以及第三区313的第四开口342a的排列密度递减，因此，在不同区域均匀沉积隔离层39和中间层40时，第一区311、第二区312以及第三区313的隔离层39的顶面逐渐升高，第一区311、第二区312以及第三区313的中间层10的顶面逐渐升高。

本实施例中，隔离层39包括依次堆叠的第一隔离层391和第二隔离层392，第一隔离层391的硬度低于第二隔离层392的硬度，第一隔离层391的厚度大于第二隔离层392的厚度，如此，有利于缩短隔离层39的刻蚀时长；相应地，中间层40包括依次堆叠的第一中间层401和第二中间层402，第一中间层401的硬度低于第二中间层402的硬度，第一中间层401的厚度大于第二中间层402的厚度，如此，有利于缩短中间层40的刻蚀时长。

其中，第二隔离层392的材料可与第一掩膜层342的材料相同，第一中间层401的材料可与第一隔离层391的材料相同，第二中间层402用于作为硬掩膜层，第二中间层402的材料可与第二保护层332的材料相同，如此，有利于减少半导体制作工艺所需要的材料种类，以及减少刻蚀剂的种类，降低半导体工艺的制作成本和复杂度。

参考图27，在第一区311的中间层40内形成至少一个第一凹槽40a，第一凹槽40a暴露隔离层39表面；形成牺牲层372，牺牲层372覆盖第一凹槽40a底面和侧壁，以及覆盖第一区311、第二区312以及第三区313的中间层40顶面。

本实施例中，第一区311包括靠近第二区312的第一边缘区域311a和远离第二区312的第一中心区域311b，至少部分第一凹槽40a位于第一边缘区域311a内，至少部分覆盖第一凹槽40a侧壁的牺牲层372位于第一边缘区域311a内；此外，牺牲层372的材料可与第二隔离层392的材料相同。

本实施例中，第一凹槽40a具有第二延伸方向，例如60°方向，在平行于基底31的平面内，第一延伸方向的正投影与第二延伸方向的正投影斜交。

参考图28，形成第二光刻胶层362，第二光刻胶层362填充满第一凹槽40a且位于第一区311、第二区312以及第三区313的中间层40上，第二光刻胶层362具有第二开口图案；通过第二开口图案刻蚀中间层40。

本实施例中，第二光刻胶层362的第二开口图案至少位于第二区312，利用第二开口图案刻蚀中间层40，形成位于第二区312的至少一个第二凹槽40b，如此，有利于使得后续形成的填充层还部分落入第二凹槽40b内，从而减小第一区311的填充层顶面与第二区312的填充层顶面的高度差，避免第二区312的部分填充层材料因缺少支撑而滑向第一区311，保证第一区311中第一边缘区域311a和第一中心区域311b的位于中间层40上的填充层的厚度相同。

本实施例中，在平行于基底31的方向上，第二凹槽40b的开口宽度小于第一凹槽40a的开口宽度，如此，有利于避免因刻蚀负载效应刻穿第二隔离层392，保证第二隔离层392的隔离效果，避免在刻穿第二隔离层392之后继续刻蚀第一隔离层391和第一掩膜层342；同时，第二凹槽40b的排列密度大于第一凹槽40a的排列密度，如此，有利于保证第二区312的第二凹槽40b内可容纳较多的填充层材料，进而使得在形成填充层之后，第一区311的填充层顶面与第二区312的填充层顶面高度差较小，避免第二区312的填充层材料滑向第一区311。

进一步地，可通过调整第二凹槽40b的开口宽度和排列密度，使得后续形成的位于第一区311的中间层40上的填充层的厚度等于位于第二区312的中间层40上的填充层的厚度。如此，可在形成填充层之后，通过同一道无掩膜干法刻蚀工艺，刻蚀第一区311和第二区312的位于中间层40上的填充层，暴露牺牲层372顶面。

本实施例中，第二光刻胶层362的第二开口图案还位于第三区313，在利用第二开口图案刻蚀第二区312上的部分中间层40的同一工艺步骤中，刻蚀第三区313上的部分中间层40，形成第三凹槽40c。如此，第三区313的第三凹槽40c可容纳后续沉积的部分填充层材料，有利于避免第三区313的填充层材料滑向第一区311，以及有利于使得第二区312的部分填充层材料滑向第三区313，进一步减小在垂直于基底31顶面的方向上，第一区311的填充层顶面和第二区312的填充层顶面的高度差。

需要说明的是，当第二区312存在外部因素限制而无法形成排列密度较高的第二凹槽40b时，控制第二区312的部分填充层材料滑向第三区313，可在一定程度上弥补第二区312的第二凹槽40b的排列密度较低的问题，保证第一区311的填充层顶面和第二区312的填充层顶面的高度差小于第一预设值，避免第二区312的部分填充层材料滑向第一区311。

本实施例中，第三凹槽40c的开口宽度等于第二凹槽40b的开口宽度，第三凹槽40c的排列密度等于第二凹槽40b的排列密度。通过控制单位面积的第二凹槽40b的容纳能力与单位面积的第三凹槽40c的容纳能力相同，可实现在沉积填充层时，位于第二区312的中间层40上的填充层的厚度与位于第三区313的中间层40上的填充层的厚度相等，从而在形成填充层之后，可通过同一道无掩膜干法刻蚀工艺，刻蚀第一区311、第二区312以及第三区313的位于中间层40上的填充层，暴露牺牲层372。

参考图29，去掉第二光刻胶层，形成填充层382，填充层382填充满第一凹槽40a、第二凹槽40b以及第三凹槽40c，且每一区域的填充层382的顶面高于对应的中间层40的顶面。

本实施例中，采用旋涂工艺形成填充层382，旋涂工艺具有较快的膜层形成速率，有利于缩短制作工艺时长；相应地，填充层382的材料包括碳或含碳有机物，碳或含碳有机物的质地较为柔软，容易被刻蚀去除，有利于进一步缩短半导体结构的制作工艺时长。

本实施例中，位于第一区311上的填充层382顶面与位于第二区312上的填充层382的顶面的高度差小于等于第一预设值，如此，有利于避免第二区312的部分填充层382材料因缺少支撑而滑向第一区311；相应地，位于第一区311上的填充层382顶面与位于第三区313上的填充层382的顶面的高度差小于等于第二预设值，第二预设值大于第一预设值，如此，有利于避免第三区313的部分填充层材料因缺少支撑而滑向第一区311。

此外，位于第一边缘区域311a的中间层40上的填充层382的厚度等于位于第一中心区域311b的中间层40上的填充层382的厚度，位于第一区311、第二区312以及第三区313的中间层40上的填充层382的厚度相同。

本实施例中，填充层382的材料与第一中间层401的材料相同，如此，后续可采用同一刻蚀剂以较快速率刻蚀第一中间层401和剩余填充层382构成的混合层，形成第二开口和第三开口，避免刻蚀不均匀问题以及进一步导致的开口图案不准确的问题，保证第二开口和第三开口的准确形成，进而实现第一掩膜层342的准确刻蚀。

参考图30，进而无掩膜干法刻蚀工艺，去除位于第一区311上的部分填充层382，直至暴露牺牲层372的顶面，位于第一区311上的剩余填充层382填充满第一凹槽40a。

本实施例中，在同一工艺步骤中，去除位于第一区311、第二区312以及第三区313的中间层40上的填充层382，暴露第一区311、第二区312以及第三区313的牺牲层372顶面。

由于位于第一边缘区域311a的中间层40上的填充层382的厚度等于位于第一中心区域311b的中间层40上的填充层382的厚度，因此，无掩膜干法刻蚀工艺可同时暴露第一边缘区域311a和第一中心区域311b的牺牲层371的顶面，无需在暴露第一中心区域311b的牺牲层371顶面之后，过刻蚀位于第一凹槽40a内的填充层382，以暴露第一边缘区域311a的牺牲层371顶面。如此，有利于保证第一凹槽40a内的填充层382具有良好的完整性，进而保证后续以中间层40和填充层作为掩膜，刻蚀位于第一凹槽40a侧壁的牺牲层372形成的第一开口满足预设图案要求，避免因位于第一凹槽40a内部分填充层382被刻蚀，而造成第一开口扩大。

此外，由于第二区312和第三区313的中间层40上的填充层382被同步去除，因此，在形成第二开口和第三开口之前，无需采用独立的刻蚀工艺选择性去除剩余的位于第二区312和第三区313的中间层40上的填充层382，有利于缩短半导体结构的制作时长；进一步地，由于无掩膜干法刻蚀工艺没有对第二凹槽40b和第三凹槽40c内的填充层382造成过刻蚀，因此，无需担心过刻蚀形成的额外开口的问题，保证后续刻蚀中间层40和剩余填充层382构成的混合层形成的第二开口和第三开口的图案的准确性。

参考图31，形成第三光刻胶层363，第三光刻胶层363具有位于第二区312和第三区313的第三开口图案；通过第三开口图案刻蚀中间层40和剩余填充层382构成的混合层，形成位于第二区312的第二开口40d和位于第三区313的第三开口40e。

本实施例中，第二开口40d以及第三开口40e暴露第二隔离层392顶面，如此，后续可在形成第一开口的工艺步骤中，刻穿第二开口40d以及第三开口40e暴露的第二隔离层392，省略单独刻蚀第二隔离层392的工艺步骤，节约刻蚀时间。

参考图32和图33，去除第三光刻胶层，以及刻蚀第一区311中位于第一凹槽40a侧壁的牺牲层372，形成第一开口40f。

本实施例中，可采用无掩膜干法刻蚀工艺去除牺牲层372，以在形成第一开口40f的同时，刻穿第一区311、第二区312以及第三区313的第二隔离层392。

此外，第一开口40f的延伸方向与第一凹槽40a的延伸方向相同，第一开口40f具有第二延伸方向，当通过第一开口40f刻蚀第一掩膜层342时，可在第一掩膜层342上形成与目标图案相同的掩膜图案。具体地，第一延伸方向为120°，第二延伸方向为60°，第一掩膜层342上可形成菱形目标图案。

此外，在形成第一开口40f之前形成第二开口40d和第三开口40e，有利于避免第三光刻胶层363(参考图31)落入第一开口40f内，从而降低第三光刻胶层363的去除难度和缩短第三光刻胶层363的去除时间。

参考图33和图34，利用第一开口40f、第二开口40d以及第三开口40e依次刻蚀第二隔离层392、第一隔离层391以及第一掩膜层343，形成第二掩膜层344，第二掩膜层344具有与目标图案相同的掩膜图案；在形成第二掩膜层344之后，去除剩余隔离层39、剩余中间层40、剩余填充层382以及剩余牺牲层372。

参考图34和图35，利用第二掩膜层344依次刻蚀保护层33和目标层231，剩余目标层231作为目标图案322；在形成目标图案322之后，去除第二掩膜层344和剩余保护层33。

本实施例中，在形成填充层之前，在第二区内形成第二凹槽，使得第二区的部分填充层材料落入第二凹槽内，从而使得位于第一区上的填充层顶面与位于第二区上的填充层顶面的高度差较低，避免第二区的填充层发生坍塌而导致部分材料滑向第一区上方，使得后续进行的无掩膜干法刻蚀工艺能够在不过刻蚀的情况下暴露牺牲层的所有顶面，进而形成完整的第一开口，以及完整实现目标层的选择性刻蚀。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各自更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求限定的范围为准。

Claims (15)

1.一种半导体结构的制作方法，其特征在于，包括：

提供基底，所述基底包括第一区、第二区和第三区，所述第二区位于所述第一区和所述第三区之间；

于所述基底上依次形成目标层、第一掩膜层、隔离层和中间层，位于所述第一区上的所述中间层内具有至少一个第一凹槽，所述第一凹槽暴露所述隔离层，所述第一凹槽的底部和侧壁覆盖有牺牲层；

刻蚀位于所述第二区上的部分所述中间层，形成至少一个第二凹槽，所述第二凹槽位于所述第二区上的所述中间层内；

形成填充层，所述填充层填充满所述第一凹槽和所述第二凹槽，且所述填充层的上表面高于所述中间层的上表面；其中，在垂直于所述基底顶面的方向上，位于所述第一区上的所述填充层顶面与位于所述第二区上的所述填充层顶面的高度差小于等于第一预设值；

进行无掩膜干法刻蚀工艺，去除位于所述第一区上的部分所述填充层，直至暴露所述牺牲层的顶面，位于所述第一区上的剩余所述填充层填充满所述第一凹槽；

去除覆盖所述第一凹槽侧壁的所述牺牲层，以在所述第一区上形成第一开口，所述第一开口暴露所述隔离层表面；

利用所述第一开口依次刻蚀位于所述第一区上的部分所述隔离层、部分所述第一掩膜层和部分所述目标层，剩余的所述目标层构成目标图案。

2.根据权利要求1所述的半导体结构的制作方法，其特征在于，所述第二凹槽的开口宽度小于所述第一凹槽的开口宽度，所述第二凹槽的排列密度大于所述第一凹槽的排列密度。

3.根据权利要求1所述的半导体结构的制作方法，其特征在于，在所述刻蚀位于所述第二区上的部分所述中间层的同一工艺步骤中，刻蚀位于所述第三区上的部分所述中间层，以在所述第三区上形成第三凹槽；

所述填充层填充满所述第三凹槽，在垂直于所述基底顶面的方向上，位于所述第一区上的所述填充层顶面与位于所述第三区上的所述填充层顶面的高度差小于等于第二预设值，所述第二预设值大于所述第一预设值。

4.根据权利要求3所述的半导体结构的制作方法，其特征在于，所述第三凹槽的开口宽度等于所述第二凹槽的开口宽度，所述第三凹槽的排列密度等于所述第二凹槽的排列密度。

5.根据权利要求3所述的半导体结构的制作方法，其特征在于，所述第一区为阵列区，所述第二区为核心区，所述第三区为外围区。

6.根据权利要求3所述的半导体结构的制作方法，其特征在于，去除所述第一凹槽侧壁的所述牺牲层的步骤之前，还包括：

刻蚀位于所述第二区上的部分所述中间层和位于所述第三区上的部分所述中间层，以形成第二开口和第三开口；其中，所述第二开口位于所述第二区上，所述第三开口位于所述第三区上。

7.根据权利要求6所述的半导体结构的制作方法，其特征在于，所述第二开口和所述第三开口暴露所述隔离层顶面。

8.根据权利要求6所述的半导体结构的制作方法，其特征在于，在利用所述第一开口依次刻蚀位于所述第一区上的部分所述隔离层、部分所述第一掩膜层和部分所述目标层的同一工艺步骤中，还包括：

利用第二开口依次刻蚀位于所述第二区上的部分所述隔离层、部分所述第一掩膜层和部分所述目标层以及利用第三开口依次刻蚀位于所述第三区上的部分所述隔离层、部分所述第一掩膜层和部分所述目标层。

9.根据权利要求6所述的半导体结构的制作方法，其特征在于，所述填充层的材料与所述中间层的材料相同。

10.根据权利要求1所述的半导体结构的制作方法，其特征在于，所述第一掩膜层具有多个第四开口，在平行于所述基底的方向上，不同所述第四开口的开口宽度相等，所述第四开口具有平行于所述基底表面的第一延伸方向，所述隔离层填充满所述第四开口。

11.根据权利要求10所述的半导体结构的制作方法，其特征在于，位于所述第一区上的所述第四开口的排列密度大于位于所述第二区上的所述第四开口的排列密度，位于所述第二区上的所述隔离层的顶面高于位于所述第一区上的所述隔离层的顶面，所述第二区上的所述中间层的顶面高于所述第一区上的所述中间层的顶面。

12.根据权利要求10所述的半导体结构的制作方法，其特征在于，位于所述第二区上的所述第四开口的排列密度大于位于所述第三区上的所述第四开口的排列密度，位于所述第三区上的所述隔离层的顶面高于位于所述第二区上的所述隔离层的顶面，位于所述第三区上的所述中间层的顶面高于位于所述第二区上的所述中间层的顶面。

13.根据权利要求10所述的半导体结构的制作方法，其特征在于，所述第一开口具有平行于所述基底表面的第二延伸方向，在平行于所述基底的平面内，所述第一延伸方向的正投影与所述第二延伸方向的正投影斜交。

14.根据权利要求10所述的半导体结构的制作方法，其特征在于，提供所述第一掩膜层的工艺步骤包括：

提供依次堆叠的所述基底、所述目标层以及初始掩膜层；

在所述初始掩膜层上形成依次堆叠的初始中间层和光刻胶层，所述光刻胶层具有开口图案，所述开口图案具有所述第一延伸方向；

利用所述开口图案刻蚀所述初始中间层，形成中间凹槽，所述中间凹槽暴露所述初始掩膜层表面；

形成覆盖所述中间凹槽底面和侧壁的初始牺牲层，以及形成填充满所述中间凹槽的初始填充层，所述初始填充层暴露所述初始牺牲层顶面；

去除覆盖所述中间凹槽侧壁的所述初始牺牲层，形成初始空隙，所述初始空隙暴露所述初始掩膜层表面；

利用所述初始空隙刻蚀所述初始掩膜层，形成所述第一掩膜层；

在形成所述第一掩膜层之后，去除剩余所述初始中间层、剩余所述初始牺牲层以及剩余所述初始填充层。

15.根据权利要求1所述的半导体结构的制作方法，其特征在于，采用旋涂工艺形成所述填充层，所述填充层的材料包括碳或含碳化合物。

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