[发明专利]图案化方法和场效应晶体管

说明书

本申请是申请号为200480037377.9、申请日为2004年9月28日、发 明名称为“图案化方法和场效应晶体管”的申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种图案化方法。尤其是该方法意图能够制造最小可 能的最小特征尺寸，也就是说小于一百纳米或甚至小于五十纳米的特 征尺寸。

背景技术

为了制造小于光刻法中所使用的电磁波波长一半的特征尺寸，特 别可以使用以下方法：

-间隔技术，其中在台阶上沉积一层且随后对该层进行各向同性 蚀刻，

-所谓的相移掩模，其利用干涉效应，以及

-所谓的修整，其中为了减小其尺寸，各向同性地蚀刻该结构。

发明内容

本发明的一个目的在于具体说明一种简单的图案化方法，其尤其 能够制造小于光刻波长一半、尤其是小于一百纳米或小于五十纳米的 最小尺寸。而且，该方法意在尤其还提供增加具有最小特征尺寸结构 的机械载荷能力的可能性。而且，意在具体说明场效应晶体管，尤其 是双翼场效应晶体管。

借助具有专利权利要求1中所具体说明的特征的方法来实现涉及 该方法的目的。在从属权利要求中具体说明了多个设计。

本发明基于与不利性有关的所有公知方法的考虑。由此，间隔技 术引起圆滑的间隔，其不利地影响了以间隔物蚀刻的结构的尺寸精确 性。相移掩模相比没有采用干涉效应的光掩模非常昂贵。修整会引起 由于非均匀蚀刻条件导致的尺寸上不精确的相对粗糙的结构。

在根据本发明的方法的情况下，在不限制所具体说明的顺序的情 况下进行以下的方法步骤：

-将辅助层施加到载体材料，该辅助层是无机层或有机层，尤其 是抗蚀剂层，

-利用制造切口来图案化辅助层和载体材料，

-在辅助层的区域中扩展切口，载体材料区域中的切口未被扩展 或未被扩展至和辅助层的区域中一样大的程度，

-用填充材料填充扩展的切口，

-优选在填充之后完全移除辅助层，

-利用填充材料和制造至少一个另外的切口来图案化载体材料， 填充材料是无机材料或有机材料，例如抗蚀剂。

由此具体说明一种另一图案化方法，其允许以简单方式制造的非 常小且尺寸非常精确的结构。在一个改进中，借助回蚀刻步骤进行切 口的扩展，其还称作回拉(pull-back)步骤。该延伸产生了具有T形 接面的切口。因此，引入到切口中的填充材料也具有T形截面，也就 是说截面朝着一端对称地扩展。

该扩展也可以借助另外的掩模步骤，尤其是借助另外的光刻方法 限定为切口边缘的一部分，因此，尤其是每个切口仅制造一个结构。 其经常不是扰动的原因，然而，如果每个切口出现两个或两个以上的 结构，则不需要另外的掩模步骤。尤其是，通过适当地选择切口的尺 寸可以避免附加的掩模步骤。

在一个设计中，为了借助光刻法制造切口，图案化辅助层和载体 材料。该光刻限制了切口的最小横向尺寸和由此要制造的结构之间的 尺寸。然而，这是可接受的，因为在许多情况下结构之间的距离显著 地大于结构本身的最小特征尺寸。如果辅助层是抗蚀剂层，则使用中 间层，以便首先仅移除上部的抗蚀剂层而不是辅助层。

在另一设计中，例如借助CMP法，在重复的图案化之前平坦化填 充材料，以获得尺寸精确的填充结构和由此尺寸精确的随后图案化。 然而，代替平坦化，还能够使用其它方法，例如具有选择性氧化的选 择性填充。

在根据本发明的方法的另一设计中，载体材料包含硬掩模层，其 借助填充材料图案化。掩模层例如对于其部分用于图案化衬底，例如 用于制造半导体电路，尤其是制造例如由多晶硅制成的、由金属制成 的或由金属和多晶硅的层序列制成的栅电极。然而，硬掩模层还用于 制造所谓的模板掩模，也就是说随后用于进行光刻法例如具有1∶1成 像比例的电子投影光刻的掩模。硬掩模层相比抗蚀剂更能抵抗蚀刻攻 击。

位于掩模层和辅助层之间的例如仅是相比掩模层或辅助层薄且厚 度例如小于两层中较薄的三分之一的中间层。中间层例如用于更好的 机械粘接性或用于承受机械应力。

在可替换的设计中，载体材料包含半导体材料，尤其是单晶半导 体材料，由该半导体材料制备半导体电路或掩模。切口则例如已经限 定了finFET的翼的一个侧面区域。