[发明专利]鳍层光刻对准标记的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体涉及一种用于鳍型晶体管工艺中的鳍层光刻对准标记的制备方法。

背景技术

随着集成电路制造工艺的进步，传统的平面体硅CMOS已无法克服漏电流大、导通电流小等缺点，必须采用立体鳍型晶体管(FinFET)器件结构，并由英特尔率先在22nm节点实现量产。

与平面CMOS相比，立体鳍型晶体管最重要的改变，是将有源区由平面块状变为分立的立体鳍(Fin)状，且每根鳍宽度一致。由于鳍宽度很小(在英特尔22nm工艺中为15nm)，节距很紧(在英特尔22nm工艺中为60nm)，超过了现有最先进的193nm浸没式光刻机的分辨极限(约80nm)，因此，业界普遍采用边墙硬掩模自对准双重图形化(SADP)工艺来形成立体鳍。

请参阅图1，边墙硬掩模自对准双重图形化(SADP)的工艺流程如下：

步骤L01：在平面硅衬底上生长刻蚀阻挡层；刻蚀阻挡层的材料可以为氮化硅；

步骤L02：在刻蚀阻挡层上生长牺牲层；牺牲层的材料可以为非晶碳；

步骤L03：经光刻和刻蚀牺牲层，使牺牲层的宽度为鳍的间距，使牺牲层的间距为两根鳍的宽度加上鳍的间距；例如，在22nm中牺牲层的宽度最小为45nm，牺牲层的间距最小为75nm；

步骤L04：在牺牲层上生长边墙介质层；边墙介质层的材料可以为二氧化硅；

步骤L05：通过边墙刻蚀，在牺牲层两侧形成介质边墙，介质边墙的宽度为鳍的宽度；如在22nm中介质边墙的宽度最小为15nm；

步骤L06：通过刻蚀气体反应将牺牲层去除；

步骤L07：以留下的介质边墙作为硬掩模层，完成对硅的刻蚀，形成鳍；

对准精度是光刻最重要的性能指标之一，光刻机必须通过光学辨识硅片上的对准标记完成对准。一般当层的对准标记由当层工艺同时完成，为下层光刻时对准所用。对准标记一般都是一组条状结构，有横有竖，不同宽度，不同根数。但为了保证光学识别，其宽度都是1微米以上，长度一般几十微米。这在平面CMOS上很容易实现，但在FinFET工艺中，鳍这层的对准标记无法做成条状，只能分解成多根细鳍，导致对准标记的对比度显著下降，甚至无法对准。为了保证对准精度，须通过增加一道额外光刻，用平面工艺专做对准标记来解决。然而，增加额外光刻工序，显然增加了工艺步骤和制造成本。

发明内容

为了克服以上问题，本发明提供了一种鳍型晶体管工艺中鳍层光刻对准标记的制备方法，在无需增加额外光刻工艺的前提下，提高对准标记中鳍的宽度和面积。

为了实现上述目的，本发明提供了一种用于鳍型晶体管工艺中的鳍层光刻对准标记的制备方法，其包括以下步骤：

步骤01：根据鳍层的鳍标准宽度，设计版图中常规区域的牺牲层图形以及光刻对准标记处的牺牲层图形；其中，所述光刻对准标记处的牺牲层图形的宽度和间距均大于所述鳍标准宽度的两倍，且所述常规区域的牺牲层图形的间距大于所述光刻对准标记处的牺牲层图形的间距；

步骤02：在一硅衬底上沉积牺牲层；

步骤03：采用所述版图，在所述牺牲层中刻蚀出常规区域的牺牲层图形以及光刻对准标记处的牺牲层图形；

步骤04：在完成所述步骤03的所述硅衬底上沉积边墙介质层，所述边墙介质层填充满所述光刻对准标记处的牺牲层图形的间距，且所述边墙介质层的厚度小于所述常规区域的牺牲层图形的间距的一半；

步骤05：刻蚀所述步骤03所形成的牺牲层图形顶部的所述边墙介质层，暴露出所述牺牲层图形的顶部，从而形成边墙硬掩膜；

步骤06：将常规区域的和光刻对准标记处的牺牲层图形去除；

步骤07：利用所述边墙硬掩膜，在所述硅衬底中刻蚀出鳍；所述光刻对准标记处的鳍的宽度大于所述常规区域的鳍的宽度。

优选地，所述步骤01中，所述版图中，所述光刻对准标记处的牺牲层图形的间距为所述鳍标准宽度的三倍。

优选地，所述步骤01中，所述版图中，所述光刻对准标记处的牺牲层图形的宽度大于或等于所述鳍标准宽度的三倍。

优选地，所述步骤04中，所述边墙介质层的厚度为所述鳍标准宽度的1.5倍。

优选地，所述步骤07中，所述光刻对准标记处的鳍的宽度为所述鳍标准宽度的三倍。

优选地，所述步骤07中，所述常规区域的鳍的宽度为所述鳍标准宽度。

优选地，所述步骤02中，沉积所述牺牲层之前，还包括，在所述硅衬底上沉积刻蚀阻挡层。