[发明专利]控制鳍式场效应晶体管器件鳍片尺寸的方法

说明书

技术领域

本申请涉及半导体制造工艺技术领域，尤其涉及一种控制鳍式场效应晶体管器件鳍片尺寸的方法。

背景技术

鳍式场效应晶体管(Fin Field-Effect Transistor，FinFET)是一种新型的多门3D晶体管，和传统的平面型晶体管相比，FinFET器件可以提供更显著的功耗和性能上的优势。

由于Fin的宽度很小，14/16nm器件其宽度一般为10nm左右，采用目前的光刻设备进行一次光刻、刻蚀很难进行控制，目前比较通用的形成Fin(鳍片)的工艺为自对准二次图形曝光(self-aligned double-pattering，SADP)工艺。通过SADP工艺形成Fin的步骤一般包括：第一步，对衬底11进行薄膜沉积、光刻、刻蚀形成如图1a所示的结构；第二步，沉积侧墙薄膜12形成如图1b所示的结构；第三步，进行侧墙薄膜刻蚀形成如图1c所示的结构；第四步，进行光刻形成如图1d所示的结构；第五步，刻蚀形成如图1e所示的Fin 13，之后还会对Fin结构进行SiO₂介质沉积及部分薄膜去除等操作。

在上述过程中，Fin的尺寸由上述光刻(曝光剂量等)及刻蚀(过刻蚀时间等)等工艺步骤来决定，而上述方法在14/16nm及其之下的技术节点，无论是在研发或者生产的阶段，其控制起来相对较难。若光刻、刻蚀等工艺步骤有所浮动，Fin的尺寸则会直接受到影响，若该影响发生在光刻之后，则需要将光刻胶去除重新再曝光，若该影响发生在刻蚀之后，则该产品就需要报废，因此，上述修正或控制Fin尺寸的方法效率太低且可能造成浪费。

发明内容

为解决上述技术问题，本申请实施例提供一种控制FinFET器件Fin尺寸的方法，能够高效的修正或控制Fin的尺寸，避免浪费。技术方案如下：

一种控制FinFET器件Fin尺寸的方法，包括：

提供衬底；

在所述衬底上形成鳍片Fin；

对所述Fin的关键尺寸进行测量；

根据所述Fin的关键尺寸与Fin的规格要求的差异，查找预先获得的不同退火工艺对硅的消耗量，确定对所述衬底上的Fin的退火工艺；

按照确定的退火工艺对所述衬底上的Fin进行退火。

进一步，在所述根据所述Fin的关键尺寸与Fin的规格要求的差异，查找预先获得的不同退火工艺对硅的消耗量，确定对所述Fin的退火工艺之前，包括：

获得不同退火工艺对硅的消耗量；

所述获得不同退火工艺对硅的消耗量，包括：

在实验衬底上形成Fin；

将所述实验衬底上形成的Fin放置在预设温度环境下，通入氢气和氧气，分别进行不同时长的退火，获得预设温度下不同时长的退火对硅的消耗量。

进一步，所述预设温度为700摄氏度和750摄氏度。

进一步，所述在所述衬底上形成Fin，包括：

对所述衬底执行自对准二次图形曝光SADP工艺形成Fin。

进一步，所述方法还包括：

将所述衬底上的Fin放置在1000摄氏度以上的氮气气氛下进行二次退火。

本发明实施例至少具有以下有益效果：

本发明实施例在形成Fin后通过控制退火工艺来调整Fin的关键尺寸，可以在研发或者生产阶段对Fin的关键尺寸达到精确的控制，并且可以实现光刻、刻蚀无法达到的更小的Fin的关键尺寸。该方法避免了因Fin尺寸不符合规格要求而产生的重复光刻或产品报废问题，能够高效的修正或控制Fin的尺寸，避免了浪费。而且，通过该退火过程可以增加薄膜的致密度，降低薄膜的湿法腐蚀速率。如在该退火之前采用SACVD的方法沉积的SiO2，在上述退火后其相对湿法腐蚀速率通常大于10，而经过热退火处理后，其相对湿法腐蚀速率通常在小于2的范围内。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。以下附图并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制，重点在于示出本申请的主旨。

图1a为SADP工艺中对衬底进行薄膜沉积、光刻、刻蚀后的结构示意图；

图1b为SADP工艺中对图1a所示的结构进行侧墙薄膜沉积后的结构示意图；

图1c为SADP工艺中对图1b所示的结构进行侧墙薄膜刻蚀后的结构示意图；