專利名稱：一種半導(dǎo)體器件的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造工藝，具體而言涉及一種形成FinFet器件的鰭(Fin)的方法。
背景技術(shù)：
鰭式場效應(yīng)晶體管(FinFet)是用于22nm及以下工藝節(jié)點的先進半導(dǎo)體器件，其可以有效控制器件按比例縮小所導(dǎo)致的難以克服的短溝道效應(yīng)。在制作FinFet的過程中，鰭(Fin)的制作對于半導(dǎo)體制造工藝而言是具有挑戰(zhàn)性的，因為22nm及以下工藝節(jié)點下的Fin的高度為30-40nm，對應(yīng)于一定的深寬比，F(xiàn)in的寬度僅為12_17nm。由此可見，在鰭(Fin)的制作過程中，需要使用更小的光刻特征尺寸和蝕刻特征尺寸，導(dǎo)致相應(yīng)的工藝窗口·達到臨界值，在Fin的圖形化過程中，所述Fin的圖形容易出現(xiàn)垮塌現(xiàn)象。因此，需要提出一種方法，提供更寬的工藝窗口，保證高深寬比條件下的鰭(Fin)的制作。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體器件的制造方法，包括提供絕緣體上硅晶片，所述絕緣體上硅晶片包括硅基體、掩埋氧化物層和形成在掩埋氧化物層上的硅層；在所述硅層上形成掩膜；蝕刻所述硅層，且在所述蝕刻工藝后去除所述硅層上的所述掩膜，以形成FinFet器件的鰭；對所述鰭進行減薄處理。進一步，所述蝕刻過程所采用的所述鰭的寬度特征尺寸比所述減薄處理后的所述鰭的寬度特征尺寸提高了 10-20nm。進一步，所述減薄處理包括對形成有所述鰭的絕緣體上硅晶片進行氧化處理，以及去除所述氧化處理后形成的被氧化的表層。進一步，采用化學(xué)氧化工藝或現(xiàn)場蒸汽生成工藝進行所述氧化處理。進一步，所述化學(xué)氧化工藝使用的氧化劑為硫酸和雙氧水的混合溶液。進一步,所述硫酸和雙氧水的混合溶液的配比是H2SO4 = H2O2: H20=5:l:l。進一步，所述化學(xué)氧化工藝使用的氧化劑為150°C的硫酸和雙氧水的混合溶液。進一步，采用稀釋的氫氟酸去除所述形成有鰭的絕緣體上硅晶片的被氧化的表層。進一步，所述稀釋的氫氟酸的配比是HF = H2O=I: 1-1:500。進一步，所述減薄處理循環(huán)進行。進一步，所述減薄處理循環(huán)進行的次數(shù)為1-10次。進一步，所述減薄處理后的所述鰭的寬度為12_17nm。進一步，形成所述掩膜的步驟包括在所述硅層上形成APF層、DARC層和光刻膠，并且圖形化所述光刻膠；以所述圖形化的光刻膠為掩膜，蝕刻所述APF層、DARC層形成所述掩膜。
進一步，所述APF層為非晶碳層。根據(jù)本發(fā)明，在對FinFet器件的鰭(Fin)進行圖形化的過程中，可以提高光刻和蝕刻工藝的工藝窗口，可以實現(xiàn)具有更小特征尺寸的鰭(Fin)。


本發(fā)明的下列附圖在此作為本發(fā)明的一部分用于理解本發(fā)明。附圖中示出了本發(fā)明的實施例及其描述，用來解釋本發(fā)明的原理。附圖中
圖IA-圖IE為本發(fā)明提出的形成FinFet器件的鰭(Fin)的方法的各步驟的示意性剖面圖；
圖2為本發(fā)明提出的形成FinFet器件的鰭(Fin)的方法的流程圖。
具體實施例方式在下文的描述中，給出了大量具體的細節(jié)以便提供對本發(fā)明更為徹底的理解。然而，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見的是，本發(fā)明可以無需一個或多個這些細節(jié)而得以實施。在其他的例子中，為了避免與本發(fā)明發(fā)生混淆，對于本領(lǐng)域公知的一些技術(shù)特征未進行描述。為了徹底理解本發(fā)明，將在下列的描述中提出詳細的步驟，以便闡釋本發(fā)明提出的形成FinFet器件的鰭(Fin)的方法。顯然，本發(fā)明的施行并不限定于半導(dǎo)體領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟習(xí)的特殊細節(jié)。本發(fā)明的較佳實施例詳細描述如下，然而除了這些詳細描述外，本發(fā)明還可以具有其他實施方式。應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)在本說明書中使用術(shù)語“包含”和/或“包括”時，其指明存在所述特征、整體、步驟、操作、元件和/或組件，但不排除存在或附加一個或多個其他特征、整體、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組合。下面，參照圖IA-圖IE和圖2來描述本發(fā)明提出的形成FinFet器件的鰭(Fin)的方法的詳細步驟。參照圖IA-圖1E，其中示出了本發(fā)明提出的形成FinFet器件的鰭(Fin)的方法的各步驟的示意性剖面圖。首先，如圖IA所示，提供絕緣體上硅(SOI)晶片，所述絕緣體上硅(SOI)晶片包括硅基體100，掩埋氧化物層101和形成在掩埋氧化物層101上的硅層102。其中，所述掩埋氧化物層101是硅氧化物層；所述硅層102是單晶硅或多晶硅，用以形成FinFet器件的鰭(Fin)0形成所述絕緣體上硅(SOI)結(jié)構(gòu)的方法為本領(lǐng)域所公知，在此不再加以贅述。接著，如圖IB所示,在所述娃層102上形成APF (Advanced Patterning Film)層103，作為后續(xù)蝕刻過程的硬掩膜層，形成所述APF層103的方法為本領(lǐng)域公知的CVD沉積工藝。所述APF層103的材料具體為非晶碳。然后，在所述APF層103上沉積形成介電抗反射涂層(DARC)104。接下來，沉積并圖案化光刻膠層，形成用于后續(xù)工藝的光刻膠掩膜105。沉積并圖案化光刻膠層的方法為本領(lǐng)域所公知，在此不再加以贅述。需要說明的是，圖案化光刻膠層所采用的鰭(Fin)的寬度特征尺寸比設(shè)計要求的12-17nm提高了 10_20nm，以為后續(xù)的光刻和蝕刻過程提供更大的工藝窗口。
接著，如圖IC所示，采用傳統(tǒng)工藝將所述光刻膠圖案轉(zhuǎn)移到所述APF和DARC層。以所述圖形化的光刻膠為掩膜，蝕刻所述APF層、DARC層形成用于蝕刻所述硅層的掩膜。然后蝕刻所述硅層未被所述掩膜覆蓋的部分，例如干法蝕刻，蝕刻終止在所述掩埋氧化物層101。接著，去除所述光刻膠掩膜105，以及光刻膠掩膜105下方的DARC和APF層，得到具有更大特征尺寸的鰭(Fin) 106，如圖ID所示。接著，對所述鰭(Fin)106進行減薄處理,使所述鰭(Fin)106的寬度達到設(shè)計要求的12-17nm，得到如圖IE所示的半導(dǎo)體裝置107。所述減薄處理有兩種方法一種方法是將所述半導(dǎo)體裝置107浸泡在150°C的硫酸和雙氧水的混合溶液(SPM)中進行化學(xué)氧化，然后將所述半導(dǎo)體裝置107浸泡在稀釋的氫氟酸中去除被氧化的表層，經(jīng)過幾次循環(huán)操作，使所述鰭(Fin) 106的特征尺寸達到設(shè)計要求；另一種方法是采用現(xiàn)場蒸汽生成工藝(ISSG)處理所述半導(dǎo)體裝置107，然后將所述半導(dǎo)體裝置107浸泡在稀釋的氫氟酸中去除被氧化的表層，經(jīng)過幾次循環(huán)操作，使所述鰭(Fin) 106的特征尺寸達到設(shè)計要求。其中，SPM的配比是H2SO4 = H2O2: H20=5:1: 1，稀釋的氫氟酸的配比是HF = H2O=I: I或1:500，循環(huán)操作的次數(shù)可以是1_10次。 至此，完成了·根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的方法實施的全部工藝步驟，根據(jù)本發(fā)明，在對FinFet器件的鰭(Fin)進行圖形化的過程中，可以提高光刻和蝕刻工藝的工藝窗口，可以實現(xiàn)具有更小特征尺寸的鰭(Fin)。參照圖2，其中示出了本發(fā)明提出的形成FinFet器件的鰭(Fin)的方法的流程圖，用于簡要示出整個制造工藝的流程。在步驟201中，提供絕緣體上硅晶片，所述絕緣體上硅晶片包括硅基體、掩埋氧化物層和形成在掩埋氧化物層上的硅層；
在步驟202中，在所述硅層上形成掩膜；
在步驟203中，蝕刻所述硅層，且在所述蝕刻工藝后去除所述硅層上的掩膜，以形成FinFet器件的鰭；
在步驟204中，對所述鰭進行減薄處理。本發(fā)明已經(jīng)通過上述實施例進行了說明，但應(yīng)當(dāng)理解的是，上述實施例只是用于舉例和說明的目的，而非意在將本發(fā)明限制于所描述的實施例范圍內(nèi)。此外本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，本發(fā)明并不局限于上述實施例，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)還可以做出更多種的變型和修改，這些變型和修改均落在本發(fā)明所要求保護的范圍以內(nèi)。本發(fā)明的保護范圍由附屬的權(quán)利要求書及其等效范圍所界定。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，包括 提供絕緣體上硅晶片，所述絕緣體上硅晶片包括硅基體、掩埋氧化物層和形成在掩埋氧化物層上的硅層； 在所述硅層上形成掩膜； 蝕刻所述硅層，且在所述蝕刻工藝后去除所述硅層上的所述掩膜，以形成FinFet器件的鰭； 對所述鰭進行減薄處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述蝕刻過程所采用的所述鰭的寬度特征尺寸比所述減薄處理后的所述鰭的寬度特征尺寸提高了 10-20nm。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述減薄處理包括對形成有所述鰭的絕緣體上硅晶片進行氧化處理，以及去除所述氧化處理后形成的被氧化的表層。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，采用化學(xué)氧化工藝或現(xiàn)場蒸汽生成工藝進行所述氧化處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述化學(xué)氧化工藝使用的氧化劑為硫酸和雙氧水的混合溶液。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述硫酸和雙氧水的混合溶液的配比是H2SO4IH2O2: H20=5:l:l。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述化學(xué)氧化工藝使用的氧化劑為150°C的硫酸和雙氧水的混合溶液。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，采用稀釋的氫氟酸去除所述形成有鰭的絕緣體上硅晶片的被氧化的表層。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述稀釋的氫氟酸的配比是HF: H2O=I:1-1:500。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述減薄處理循環(huán)進行。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述減薄處理循環(huán)進行的次數(shù)為1-10次。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述減薄處理后的所述鰭的寬度為12-17nm。
13.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，形成所述掩膜的步驟包括在所述硅層上形成APF層、DARC層和光刻膠，并且圖形化所述光刻膠；以所述圖形化的光刻膠為掩膜，蝕刻所述APF層、DARC層形成所述掩膜。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述APF層為非晶碳層。
全文摘要
本發(fā)明提供半導(dǎo)體器件的制造方法，包括提供絕緣體上硅晶片，所述絕緣體上硅晶片包括硅基體、掩埋氧化物層和形成在掩埋氧化物層上的硅層；在所述硅層上形成掩膜；蝕刻所述硅層，且在所述蝕刻工藝后去除所述硅層上的所述掩膜，以形成FinFet器件的鰭；對所述鰭進行減薄處理。根據(jù)本發(fā)明，在對FinFet器件的鰭(Fin)進行圖形化的過程中，可以提高光刻和蝕刻工藝的工藝窗口，可以實現(xiàn)具有更小特征尺寸的鰭。
文檔編號H01L21/336GK102956484SQ20111024114
公開日2013年3月6日 申請日期2011年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月22日
發(fā)明者韓秋華, 黃怡 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司