[发明专利]用于单个鳍片的自对准切割的方法

说明书

本文中的技术使用在套准要求放宽多至3倍的情况下能够进行单个鳍片切割(切割其他鳍片之外的单个鳍片)的基于自对准的工艺。实施方案可以通过形成使用多种不同材料的鳍片来实现该益处。例如，鳍片阵列可以包括构成每个鳍片的材料的类型交替的平行鳍片。选择具有不同抗蚀刻性的不同材料。在这样的配置下，使用蚀刻掩模的组合并且区分材料抗性，露出多于一个鳍片(由于套准误差和/或光刻分辨率限制)的蚀刻掩模仍然可以切割期望的鳍片。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年10月20日提交的题为“Method for Self-Aligned Cuttingof Single Fins”的美国临时专利申请第62/410,808号的权益，其全部内容通过引用并入本文。

背景技术

本公开内容涉及包括基底(例如半导体晶片)的处理的半导体制造。

发明内容

半导体器件正在不断缩小以在基底的每单位面积安装更多的器件。为了保持这样的面积缩放比例，在N10(节点10)及更高正在采用单个鳍片FET器件。这种采用显著偏离其中单个器件包括两到三个鳍片的先前的技术节点。可以理解的是，为每个器件设计单个鳍片使得精确的鳍片切割工艺更加重要，因为没有冗余。在亚30nm间距尺寸下工作，切割单个鳍片——同时保持相邻鳍片完好——是重大的套准挑战。无论用于鳍片切割的给定光刻曝光技术如何，任何套准变化都可能导致错误的鳍片被切割或者正确的鳍片仅接受到部分鳍片切割。这样的套准误差将导致缺陷、产量损失、以及甚至器件故障。

本文中的技术使用在套准要求放宽多至300％的情况下能够进行单个鳍片切割(切割其他鳍片之外的单个鳍片)的基于自对准的工艺。技术包括使基底图案化的方法。在基底上形成第一组鳍片结构。第一组鳍片结构形成为第一平行线阵列。第一组鳍片结构的给定相邻鳍片结构的间隔足以允许另外的鳍片结构插入第一组鳍片结构的鳍片结构中。这样的结果可以包括具有在第一组鳍片结构的给定鳍片结构与另外的鳍片结构的给定相邻鳍片结构之间的空间的交替鳍片结构阵列。通过沉积第一填充材料来使基底平坦化，所述第一填充材料填充第一组鳍片结构的鳍片之间的空间。

在基底上形成第二组鳍片结构。第二组鳍片结构形成为第二平行线阵列。第二组鳍片结构设置成使得第二组鳍片结构的鳍片结构在高度方向上插入第一组鳍片结构的鳍片。进行第一蚀刻工艺，其将包括第二组鳍片结构的图案转移到第一填充材料中而不去除第一组鳍片结构。第一蚀刻工艺产生第三组鳍片结构。第三组鳍片结构的鳍片结构与第一组鳍片结构的鳍片结构相交替。第三组鳍片结构与第一组鳍片结构共面。第一组鳍片结构具有与第三组鳍片结构相比不同的抗蚀刻性。然后，可以使用一个或更多个蚀刻掩模使用蚀刻给定鳍片的材料而不蚀刻由不同材料构成的相邻鳍片的蚀刻化学品来切割(通过蚀刻来去除)给定鳍片结构。

当然，为了清楚起见，已经呈现了本文中描述的不同步骤的论述顺序。通常，这些步骤可以以任何合适的顺序进行。另外，虽然本文中各个不同的特征、技术、配置等可以在本公开内容的不同地方论述，但是旨在可以彼此独立地或者彼此组合地进行各个构思。因此，本发明可以以许多不同的方式进行实施和观察。

注意，本发明内容部分没有详细说明本公开内容或要求保护的发明的每一个实施方案和/或增加的新方面。相反，本发明内容仅提供了相比于常规技术的不同实施方案和对应的新颖性的要点的初步讨论。对于本发明和实施方案的另外的细节和/或可能的观点，请读者参照如下进一步讨论的本公开内容的具体实施方式部分和对应的附图。

附图说明

参照结合附图考虑的以下详细描述，本发明的各种实施方案的更完整的理解及其许多伴随的优点将变得非常明显。附图不一定按照比例绘制，而是重点在于说明特征、原理和构思。

图1至图14是示出根据本文公开的实施方案的工艺流程的示例基底区段的截面示意性侧视图。

图15至图27是示出根据本文公开的实施方案的替选工艺流程的示例基底区段的截面示意性侧视图。