[发明专利]鳍式场效应管的刻蚀方法

说明书

本发明提供一种鳍式场效应管的刻蚀方法，提供衬底，衬底上形成有鳍式结构以及覆盖鳍式结构的第一层间介质层，研磨第一层间介质层至鳍式结构的上表面，用以形成叠层；在叠层上形成牺牲层，刻蚀牺牲层以形成mandrel图形，在叠层上形成覆盖mandrel图形的第二层间介质层，刻蚀第二层间介质层形成侧墙，之后去除剩余的牺牲层；在叠层上形成覆盖侧墙的BARC层，在BARC层上形成光刻胶层，之后光刻打开光刻胶层，使得部分BARC层裸露；刻蚀裸露的BARC层及其下方的侧墙；去除剩余的光刻胶层和BARC层，使得剩余的侧墙裸露；以侧墙为掩膜刻蚀其下方的叠层，使得部分鳍式结构被刻蚀去除。本发明在更小线宽的技术不需使用极紫外光光刻机，使用浸润式光刻机即可定义出所需之关键尺寸。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及一种鳍式场效应管的刻蚀方法。

背景技术

FinFET全称Fin Field-Effect Transistor，中文名叫鳍式场效应晶体管，是一种新的互补式金氧半导体晶体管。FinFET命名根据晶体管的形状与鱼鳍的相似性。

FinFET源自于传统标准的晶体管—场效应晶体管(Field-Effect Transistor，FET)的一项创新设计。在传统晶体管结构中，控制电流通过的闸门，只能在闸门的一侧控制电路的接通与断开，属于平面的架构。在FinFET的架构中，闸门成类似鱼鳍的叉状3D架构，可于电路的两侧控制电路的接通与断开。这种设计可以大幅改善电路控制并减少漏电流(leakage)，也可以大幅缩短晶体管的栅长。

现有技术中以浸润式光刻机直接定义出鳍状晶体管截断工艺所需之硬掩膜，进行鳍状晶体管截断工艺，请参阅图1A和B，例如在当前采用Fin cut工艺的14FinFET流程中：mandrel(刻蚀后的牺牲层)CD(关键尺寸)和Pitch(周期)CD分别为53和96nm，鳍蚀刻后，鳍切割蚀刻，鳍宽CD为16nm和刻蚀后的鳍保留20nm，在更小的关键尺寸下，请参阅图1C，例如在14nm技术节点及以下的工艺，mandrel CD更小，为36nm，Pitch CD更小，为72nm，必须使用EUV才能满足CD要求，无法藉由浸润式光刻机直接曝出鳍状晶体管移除工艺所需之硬掩膜。

为解决上述问题，需要提出一种新型的鳍式场效应管的刻蚀方法。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种鳍式场效应管的刻蚀方法，用于解决现有技术中现有技术中以浸润式光刻机直接定义出鳍状晶体管截断工艺所需之硬掩膜，进行鳍状晶体管截断工艺，在更小的关键尺寸下，无法藉由浸润式光刻机直接曝出鳍状晶体管移除工艺所需之硬掩膜的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种鳍式场效应管的刻蚀方法包括：

步骤一、提供衬底，所述衬底上形成有鳍式结构以及覆盖所述鳍式结构的第一层间介质层，研磨所述第一层间介质层至所述鳍式结构的上表面，用以形成叠层；

步骤二、在所述叠层上形成牺牲层，刻蚀所述牺牲层以形成mandrel图形，在所述叠层上形成覆盖所述mandrel图形的第二层间介质层，刻蚀所述第二层间介质层形成侧墙，之后去除剩余的所述牺牲层；

步骤三、在所述叠层上形成覆盖所述侧墙的BARC层，在所述BARC层上形成光刻胶层，之后光刻打开所述光刻胶层，使得部分所述BARC层裸露；

步骤四、刻蚀裸露的所述BARC层及其下方的所述侧墙；

步骤五、去除剩余的所述光刻胶层和所述BARC层，使得剩余的所述侧墙裸露；

步骤六、以所述侧墙为掩膜刻蚀其下方的所述叠层，使得部分所述鳍式结构被刻蚀去除。

优选地，步骤一中的所述衬底为硅衬底。

优选地，步骤一中的所述鳍式结构有自下而上依次堆叠的多晶硅层、第一氧化层、刻蚀停止层、第二氧化层组成。