沉积在S12层上覆盖一层a-Si层。
[0060]步骤3:如图7所示，通过等离子体增强化学气相沉积在a-Si层上形成第一掩膜层400，即下一步中刻蚀第一材料层300的掩膜板；形成所述第一掩膜层400的材料为氮化硅，其厚度为20?50nm。接下来，如图8所示，通过光刻和氮化硅刻蚀，在氮化硅硬掩膜上定义Double-FIN包围区，第一掩膜层400被刻蚀掉的区域露出a_Si层。
[0061]步骤4:如图9所示，在第一掩膜层400的掩蔽下，刻蚀a-Si层300，露出S12层，具体的刻蚀方法为各向异性等离子体刻蚀；接下来，如图10所示，采用磷酸溶液去除a-Si上的第一掩膜层400，使第一隔离层200上方只保留作为隔离材料的第一材料层300。
[0062]步骤5:通过等离子体增强化学气相沉积在a-Si层和露出的S12层上覆盖一层氮化硅，使氮化硅层均匀的覆盖衬底100和第一材料层300，如图11所示；接下来，通过氮化硅刻蚀在a-Si周围形成氮化硅侧墙500，氮化硅硬掩膜被刻蚀掉的区域露出第一材料层300和S12层，如图12所示。
[0063]步骤6:采用湿法腐蚀去除第一材料层300，得到第一侧墙500，如图13所示。
[0064]接下来，在制作好第一侧墙500的衬底上形成第二侧墙，进行嵌套刻蚀。
[0065]首先，如图14所示，在所述衬底100上通过化学气相沉积在第一侧墙500和衬底100表面上覆盖一层S12,使其包裹第一侧墙500 ;之后对S12进行化学机械抛光，形成第二隔离层600，所述第二隔离层600覆盖所述第一侧墙500，如图15所示；所述第二隔离层600的材料与第一隔离层相同,其表面与所述第一侧墙500的距离大于20nm。
[0066]接下来，在第二隔离层600表面上依次淀积第二牺牲层，所述第二牺牲层由不同的材料依次淀积形成，并在所述牺牲层上进行相应的曝光、显影、刻蚀等图形化步骤，形成第二侧墙900。具体的，该过程包括以下步骤:
[0067]步骤1:在所述第二隔离层600上形成第二材料层700。第二材料层700用来隔离侧墙，控制侧墙之间的距离，也就是鳍片间距。形成所述第二材料层700的材料为a-Si，其厚度为80?200nm ;其长度等于最终需要的鳍片间距。本实施例中，采用低压化学气相沉积在S12层上覆盖一层a-Si层。接下来，通过等离子体增强化学气相沉积在a-Si层上形成第二掩膜层800，即下一步中刻蚀第二材料层700的掩膜板；形成所述第二掩膜层800的材料为氮化硅，其厚度为20?50nm，如图16所示。接下来，如图17所示，通过光刻和氮化硅刻蚀，在第二掩膜层800上定义Double-FIN包围区，第二掩膜层800被刻蚀掉的区域露出a-Si层。
[0068]步骤2:如图18所示，在第二掩膜层800的掩蔽下，刻蚀a-Si层700，露出S12层，具体的刻蚀方法为各向异性等离子体刻蚀；接下来，采用磷酸溶液去除a_Si上的第二掩膜层800，使第二隔离层600上方只保留作为隔离材料的第二材料层700，接下来通过等离子体增强化学气相沉积在a-Si层和露出的S12层上覆盖一层氮化硅，使氮化硅层均匀的覆盖第二隔离层600和第二材料层700，如图19所示。
[0069]步骤3:沿鳍宽的方向平行移动光刻板，移动二分之一 FIN Pitch的距离；通过在光刻掩膜板上画两个相同的对准标记，两个对准标记之间的距离为1/2FIN Pitch，两次光刻分别用不同的对准标记和前次曝光过得的基片进行对准。接下来，通过氮化硅刻蚀在a-Si周围形成第二侧墙900，氮化硅硬掩膜被刻蚀掉的区域露出第二材料层700和S12层，如图20所示。
[0070]步骤4:采用湿法腐蚀去除第二材料层700，得到第二侧墙900，如图21所示。
[0071]第二侧墙900形成之后，在两次嵌套刻蚀形成的第一、第二侧墙500、900的掩蔽下，刻蚀S12层，露出硅衬底，得到氮化硅和S12的鳍状结构，如图22所示。
[0072]以所述鳍状结构为掩膜，经过投影，曝光，显影，刻蚀等常规工艺对所述衬底100进行刻蚀，形成鳍片110，所述刻蚀方法可以是干法刻蚀或干法/湿法刻蚀。最后，采用湿法腐蚀去除第一、第二侧墙500、900以及侧墙下方的第二隔离层600，得到所需要的鳍片110，如图23所示。最终完成刻蚀的芯片俯视图如图1所示，，其沿X-X’方向和Y-Y’方向的剖面图分别如土和图3所示。
[0073]本发明提供的鳍片制作方法，与侧墙转移法相结合，采用光刻板移位的方法进行嵌套光刻，在二次光刻时通过控制光刻板的移动距离实现二次套刻，有效的突破了光刻设备的最小光刻尺寸，在不需要改进光刻设备，或者通过其他方法提高光刻分辨率的情况下，有效的将最小光刻尺寸缩小了二分之一，使得鳍片间距在现有生产方法的基础上缩小了一倍，提高了 FIN的集成度。
[0074]虽然关于示例实施例及其优点已经详细说明，应当理解在不脱离本发明的精神和所附权利要求限定的保护范围的情况下，可以对这些实施例进行各种变化、替换和修改。对于其他例子，本领域的普通技术人员应当容易理解在保持本发明保护范围内的同时，工艺步骤的次序可以变化。
[0075]此外，本发明的应用范围不局限于说明书中描述的特定实施例的工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法及步骤。从本发明的公开内容，作为本领域的普通技术人员将容易地理解，对于目前已存在或者以后即将开发出的工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法或步骤，其中它们执行与本发明描述的对应实施例大体相同的功能或者获得大体相同的结果，依照本发明可以对它们进行应用。因此，本发明所附权利要求旨在将这些工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法或步骤包含在其保护范围内。
【主权项】
1.一种鳍片刻蚀方法，包括: a.提供衬底(100)； b.在所述衬底(100)上依次淀积第一牺牲层，将所述第一牺牲层进行图形化形成第一侧墙(500)； c.在所述衬底(100)上形成第二牺牲层，所述第二牺牲层覆盖所述第一侧墙(500)； d.将步骤b中图形化时所采用的光刻板沿鳍片宽度方向平行移动，移动距离等于鳍片间距的一半； e.以步骤d中固定的光刻板为掩膜，将所述第二牺牲层进行图形化，形成第二侧墙(900)； f.以上述第一、第二侧墙(500、900)为掩膜对衬底进行刻蚀，形成鳍片(110)。2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，形成所述第一侧墙(500)的方法包括以下步骤: 在所述衬底(100)上形成第一隔离层(200)； 在所述第一隔离层(200)上形成第一材料层(300)； 在所述第一材料层(300)上形成第一掩膜层(400)并进行刻蚀，将所述第一材料层(300)图形化； 在所述第一材料层(300)两侧形成第一侧墙(500)； 去除所述第一材料层(300)。3.根据权利要求2所述的制造方法，其特征在于，形成所述第一隔离层(200)的材料为氧化娃，其厚度为10?40nm。4.根据权利要求2所述的制造方法，其特征在于，形成所述第一材料层(300)的材料为a-Si，其厚度为80?200nm。5.根据权利要求2所述的制造方法，其特征在于，形成所述第一掩膜层(400)的材料为氮化硅，其厚度为20?50nm。6.根据权利要求2所述的制造方法，其特征在于，形成所述第一侧墙(500)的材料为氮化硅，其高度与第一填充层(300)的高度相等，其厚度与鳍片(110)的厚度相同。7.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，在步骤c之前，还包括步骤g:在所述衬底(100)上淀积氧化硅并进行化学机械抛光，形成第二隔离层￠00)，所述第二隔离层(600)覆盖所述第一侧墙(500)。8.根据权利要求7所述的制造方法，其特征在于，所述第二隔离层(600)的材料与第一隔离层相同，其表面与所述第一侧墙(500)的距离大于20nm。9.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，形成所述第二侧墙(900)的方法包括以下步骤: 在所述第二隔离层(600)上形成第二材料层(700)； 在所述第二材料层(700)上形成第二掩膜层(800)并进行刻蚀，将所述第二材料层(700)图形化； 在所述第二材料层(700)两侧形成第二侧墙(900)； 去除所述第二材料层(700)； 进行以第一、第二侧墙(500、900)为掩膜对第二隔离层(600)进行刻蚀，露出衬底(100)表面。10.根据权利要求9所述的制造方法，其特征在于，所形成所述第二材料层(700)的材料为a-Si，其厚度为80?200nm。11.根据权利要求9所述的制造方法，其特征在于，所形成所述第二掩膜层(800)的材料为氮化硅，其厚度为20?50nm。12.根据权利要求9所述的制造方法，其特征在于，形成所述第二侧墙(900)的材料为氮化硅，其高度与第二填充层(700)的高度相等，其厚度与鳍片(110)的厚度相同。
【专利摘要】本发明提供了一种鳍片刻蚀方法，包括：a.提供衬底；b.在所述衬底上依次淀积第一牺牲层，将所述第一牺牲层进行图形化形成第一侧墙；c.在所述衬底上形成第二牺牲层，所述第二牺牲层覆盖所述第一侧墙；d.将步骤b中图形化时所采用的光刻板沿鳍片宽度方向平行移动，移动距离等于鳍片间距的一半；e.以步骤d中固定的光刻板为掩膜，将所述第二牺牲层进行图形化，形成第二侧墙；f.以上述第一、第二侧墙为掩膜对衬底进行刻蚀，形成鳍片。本发明提供了一种鳍片刻蚀方法，突破了光刻关键尺寸限制，能够在现有工艺条件下以简单的操作增大IC芯片的集成度。
【IPC分类】H01L21/336, H01L21/027
【公开号】CN105470137
【申请号】CN201410465495
【发明人】王防防, 钟汇才
【申请人】中国科学院微电子研究所
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2014年9月12日