[發(fā)明專利]自對(duì)準(zhǔn)層圖案化

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010690877.3
• 申請(qǐng)日: 2020-07-17
• 公開（公告）號(hào): CN112242303A
• 公開（公告）日: 2021-01-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: B·T·曾;Y·K·蕭;J·博邁爾斯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: IMEC非營(yíng)利協(xié)會(huì)
• 主分類號(hào): H01L21/336
• 分類號(hào): H01L21/336;H01L29/78;H01L21/308
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 胡利鳴;楊潔

一種方法，包括以下步驟：a.通過自對(duì)準(zhǔn)多重圖案化來在要被圖案化的層(3)上形成規(guī)則地間隔開的芯模(4)的第一圖案，b.隨后，在所述芯模(4)的側(cè)壁上形成硬掩模間隔物(5)，由此形成第二圖案，所述第二圖案由包括芯模(4)和其側(cè)壁上的硬掩模間隔物(5)的組裝件(4，5)來形成，以及c.隨后，在要被圖案化的層(3)中蝕刻所述第二圖案。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及層圖案化的領(lǐng)域，且更具體而言涉及半導(dǎo)體材料中的平行線的圖案化，尤其是用于鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FinFET)柵極的形成。

背景技術(shù)

當(dāng)需要半導(dǎo)體材料中的平行線圖案時(shí)，典型規(guī)程通常是用硬掩模覆蓋該半導(dǎo)體，以通過在硬掩模上光刻來形成光致抗蝕劑材料的平行線，隨后轉(zhuǎn)移硬掩模中的這些線并最終到半導(dǎo)體材料中。

例如，這一過程準(zhǔn)許形成由42nm寬的空間來間隔開的42nm寬的線。然而，形成更窄寬度的線超出了當(dāng)前光刻工藝的能力。為了提高線的密度，可以使用線倍增工藝，諸如SAMP(自對(duì)準(zhǔn)多重圖案化)。最簡(jiǎn)單的SAMP工藝是SADP(自對(duì)準(zhǔn)雙重圖案化)。在典型的SADP工藝中，光刻印刷圖案的每一條線將充當(dāng)硬掩模間隔物將被沉積在其上的核或芯模。硬掩模間隔物存在于芯模的側(cè)壁和頂部上。硬掩模間隔物隨后被回刻，直至芯模的頂部被暴露。芯模隨后可通過蝕刻被移除，從而留下由硬掩模間隔物形成的圖案。這一圖案隨后可被轉(zhuǎn)移在下層中。這一圖案將具有比光刻印刷圖案的節(jié)距小一倍的節(jié)距。線的密度由此被加倍。在我們的示例中，線和它們之間的空間現(xiàn)在各自是21nm寬。雖然SAMP在當(dāng)今是例行執(zhí)行的，但標(biāo)準(zhǔn)SAMP規(guī)程形成具有與線間的空間相同寬度的線。然而，這一特征并不總是合需的。因此，現(xiàn)有技術(shù)中存在對(duì)允許以直接光刻不可達(dá)成的節(jié)距來形成比線間空間更寬的線的方法的需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種用于對(duì)層進(jìn)行圖案化的良好方法。

在第一方面，本發(fā)明涉及一種包括以下步驟的方法：

a.通過自對(duì)準(zhǔn)多重圖案化來在要被圖案化的層(3)上形成規(guī)則地間隔開的芯模(4)的第一圖案，

b.隨后，在所述芯模(4)的側(cè)壁上形成硬掩模間隔物(5)，由此形成第二圖案，所述第二圖案由包括芯模(4)和其側(cè)壁上的硬掩模間隔物(5)的組裝件(4，5)來形成，以及

c.隨后，在要被圖案化的層(3)中蝕刻所述第二圖案。

本發(fā)明的這一第一方面提供了允許以直接光刻不可達(dá)成的節(jié)距來形成比線間空間更寬的線的規(guī)程。在背景技術(shù)部分中介紹的示例中，這可被解釋成節(jié)距保持在42nm，但其中線寬于21nm(例如，28nm)，而它們之間的空間窄于21nm(例如，14nm)。

FinFET的形成需要半導(dǎo)體鰭和覆蓋該鰭的一部分的側(cè)面的柵極的形成。鰭的由柵極覆蓋的部分將充當(dāng)溝道，且柵極將被用來控制流過該溝道的電流。柵極的形成通常通過替代金屬柵(RMG)工藝來完成，涉及在該工藝的早期階段形成啞柵極并在該工藝結(jié)束處通過實(shí)際柵極堆疊來替換它。啞柵極是旨在占據(jù)將最終由實(shí)際柵極堆疊來占用的位置的犧牲結(jié)構(gòu)。啞柵極通常由多晶硅形成。如在圖12中描繪的，啞柵極(3)通常由該啞柵極頂部上的硬掩模來保護(hù)，并且柵極間隔物(6)覆蓋啞柵極和硬掩模的側(cè)面。在RMG工藝的早期階段期間使用的蝕刻步驟期間，硬掩模從頂部保護(hù)啞柵極，并且在所述早期階段期間，柵極間隔物從側(cè)面保護(hù)啞柵極，同時(shí)界定將來實(shí)際柵極的橫向跨度。當(dāng)今，為了形成這些啞柵極，SAMP線倍增工藝被用來達(dá)成比純通過光刻能達(dá)到的柵極寬度更小的柵極寬度。