[发明专利]用于半导体装置的结合SADP鳍片及其制造方法

说明书

本发明涉及用于半导体装置的结合SADP鳍片及其制造方法，半导体胞元包括衬底、以及含至少五个实质平行鳍片的阵列，此等鳍片是以实质均等鳍宽布置于该衬底上。阵列内至少一对相邻鳍片间包括预定最小间隔距离。阵列具有用于n型半导体装置的第一n型鳍片、及用于p型半导体装置的第一p型鳍片。该第一p型鳍片是与该第一n型鳍片相邻而置并且以预定第一n至p距离与该第一n型鳍片相隔。该第一n至p距离大于该最小间隔距离，并且小于该鳍宽加两倍该最小间隔距离的总和。

技术领域

本发明是关于半导体装置及其制作方法。更具体地说，本发明是关于用于半导体装置的组合式自对准双图案化及其制造方法。

背景技术

已就超高密度集成电路开发诸如晶体管、电容器及类似物等半导体装置的制作技术，其图案化分辨率已超越现有的光刻(其一般受限于约80nm间距)。自对准多重图案化是一种此类高分辨率图案化技术。目前的多重图案化技术就商业生产考虑而言，是一种称为自对准四图案化(SAQP)的方法，其为商用常见的自对准双图案化(SADP)技巧的外推。

SAQP的理论最小规则间距使用现有光刻技巧约为20纳米(nm)，这会造成问题。此外，鳍式场效应晶体管(FinFET)中的诸鳍片间的可变间距或可变间隔非常难以达到SAQP的要求。此状况在间距(即半导体装置结构中的诸重复特征间的距离)小于或等于32nm时尤甚。更具体地说，当诸鳍片间的间隔等于或小于24nm时，在含五或更多个鳍片的阵列内的诸鳍片间利用现有的SAQP达到可变间隔的难度更高。

利用兼具n型与p型鳍片的鳍片阵列的各种半导体装置在制作时，会因缺乏可变性而造成非常大的问题。这是因为n型鳍片与p型鳍片间的最小间隔距离(n至p间隔距离)必然大于一对n型鳍片间的距离，因此，鳍片阵列需要有某种程度的可变性、或不必要地让尺寸变大。兼需n型与p型FinFET的此类装置是静态随机访问内存(SRAM)胞元及其它类似逻辑胞元。

因此，需要一种可利用标准光刻使间距更加可变的半导体装置制作方法。需要能够将此技术应用到所具鳍片间距等于或小于32nm的半导体装置、以及应用到所具鳍片间隔等于或小于24nm的半导体装置。具体需要能够应用此技术制作SRAM胞元。另外，需要一种间距可达20nm或以下的半导体装置制作方法。

再者，实质需要有在大量鳍片中切割单一鳍片而不会破坏邻接鳍片的能力。随着鳍片间距比例缩放，就大致等于或小于32nm的间距而言，这尤其具有挑战性。

发明内容

本发明通过提供一种半导体胞元或类似结构及其施作方法，提供优于先前技术的优点及替代方案。此半导体胞元的制作即使是在鳍片间隔等于或小于24nm、或鳍片阵列大的情况下，也可使用标准光刻在阵列中的诸鳍片间达到更加可变的间隔。另外，本发明能够在含三个或更多个鳍片的鳍片阵列中切割诸鳍片。这可通过连续的鳍片形成与切割程序来实现，其可兼用于SRAM类胞元及随机逻辑胞元。

根据本发明其中一或多项态样的半导体胞元包括衬底、以及含至少五个实质平行鳍片的阵列，此等鳍片是以实质均等鳍宽布置于该衬底上。阵列内至少一对相邻鳍片间包括预定最小间隔距离。阵列亦包括用于n型半导体装置的第一n型鳍片、及用于p型半导体装置的第一p型鳍片。该第一p型鳍片与该第一n型鳍片相邻而置并且以预定第一n至p距离与该第一n型鳍片相隔。该第一n至p距离大于该最小间隔距离，并且小于该鳍宽加两倍该最小间隔距离的总和。

根据本发明其中一或多项态样的方法包括提供结构，该结构包括布置于衬底上方的硬罩层、及布置于该硬罩层上方的第一心轴层。将第一心轴阵列图案化到该第一心轴层内。在该第一心轴的侧壁上形成第一间隔物阵列。布置位在该第一间隔物阵列上方的图案层、布置位在该图案层上方的蚀刻终止层、以及布置位在该蚀刻终止层上方的第二心轴层。将第二心轴阵列图案化到该第二心轴层内。在该第二心轴的侧壁上形成第二间隔物阵列。将该第二间隔物阵列蚀刻到该图案层内，使得该第二间隔物与该第一间隔物组合，该第一与第二间隔物就置于该硬罩层上的鳍片阵列形成图案。将该图案蚀刻到该衬底内以形成该鳍片阵列。