一种鳍式场效应晶体管金属图案的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种鳍式场效应晶体管金属图案的制备方法，包括：提供金属层图形的目标图案版图，将目标图案版图中的目标图案先反相，再拆分，分成线层图案版图和线端切除层图案版图；提供一衬底，衬底具有鳍层和栅极层；并且，在衬底上沉积介质层和第一硬掩膜层；采用线层图案版图，经光刻和刻蚀工艺，在第一硬掩膜层中刻蚀出线层图案；采用线端切除层图案版图，经光刻和刻蚀工艺，将第一硬掩膜层中相应的线层图案的线端切除；在线层图案和暴露的介质层上沉积第二硬掩膜层；去除第一硬掩模层的线层图案，保留第二硬掩膜层；以第二硬掩膜层为掩膜，刻蚀介质层，在介质层中形成沟槽图案；在沟槽图案中填充金属并且平坦化金属表面，从而形成金属图案。

Method for preparing metal pattern of fin type field effect transistor

The present invention provides a method for preparing a FinFET metal pattern comprising: providing a metal layer pattern of the target pattern layout, the target pattern map of the target pattern first phase, and then split into lines, pattern layout and line end removal layer pattern layout; providing a substrate, the substrate has a fin layer and gate layer on the substrate; and depositing a dielectric layer and a first hard mask layer; the line layer pattern layout, by photolithography and etching process in the first hard mask layer by etching line pattern; the end of the line removal layer pattern layout, by photolithography and etching technology, will be the first hard mask layer of the corresponding line the pattern in the coating line end resection; online layer pattern and a dielectric layer is deposited on the exposed second hard mask layer; removing the first hard mask layer line layer pattern, retain the second hard mask layer; with second hard mask For the mask, the dielectric layer is etched and a trench pattern is formed in the dielectric layer; metal is filled in the groove pattern and the metal surface is flattened to form a metal pattern.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体器件制造
，具体涉及一种鳍式场效应晶体管金属图案的制备方法。
技术介绍
FinFET鳍式场效晶体管技术是集成电路行业的下一代前沿技术,是一种全新的新型的多门三维晶体管，其有源层也被称为鳍层。在传统平面晶体管工艺中，有源层、栅层和金属层之间通过接触层(Contactlayer，CT)连接，而在FINFET工艺中，鳍层、栅层和金属层一之间的连接层不再是接触层(Contact)，而是至少两层或以上的中间层，其中包括金属层零(Metal0)和通孔层零(Via0)，用以连接鳍层、栅层和金属层一，其中通孔层零连接金属层零和金属层一。金属层零(Metal0)和通孔层零(Via0)等层次构成的中间层，根据工艺需求，也可以有更多其他层次。随着设计规则的不断减小，FINFET栅层之间的间距变得很小，金属层零必须使用自对准刻蚀的技术实现其图形化，这使得最终工艺中，金属层零的上半部分线宽尺寸较大，而下半部分线宽尺寸很小，且下表面与鳍层的接触为三面接触。金属层零在进行制造工艺时，由于鳍层线宽的间距也越来越小，导致金属层零的线端头与线端头的距离越来越小，线端头的距离缩小会在光刻时导致很强的线端缩短等光学邻近效应，最终使得金属层零与鳍层的连接的效果变差，影响器件性能。如何改善FINFET中间层的金属层零现有的制造工艺流程，改善其最终形貌，从而改善金属层零与鳍层之间的连接性能，增大其工艺窗口是需要研究和解决的难题。
技术实现思路
为了克服以上问题，本专利技术旨在提供一种鳍式场效应晶体管金属图案的制备方法，从而改善中间层的形貌，提高金属层与鳍层的连接性。为了达到上述目的，本专利技术提供了一种鳍式场效应晶体管金属图案的制备方法，其特征在于，包括：步骤01：提供一金属层图形的目标图案版图，将目标图案版图中的目标图案先进行反相，再进行拆分，分成线层图案版图和线端切除层图案版图；线端切除层图案和线层图案叠加形成目标图案；步骤02：提供一衬底，所述衬底具有鳍层和栅极层；并且，在衬底上沉积介质层和第一硬掩膜层；步骤03：采用线层图案版图，经光刻和刻蚀工艺，在第一硬掩膜层中刻蚀出线层图案；步骤04：采用线端切除层图案版图，经光刻和刻蚀工艺，将第一硬掩膜层中相应的线层图案的线端切除；步骤05：在线层图案和暴露的介质层上沉积第二硬掩膜层；步骤06：去除第一硬掩模层的线层图案，保留第二硬掩膜层；步骤07：以第二硬掩膜层为掩膜，刻蚀介质层，在介质层中形成沟槽图案；步骤08：在沟槽图案中填充金属并且平坦化金属表面，从而形成所述金属图案。优选地，所述步骤07之后且在所述步骤08之前，还包括：采用连接栅极层的沟槽图案光刻版，在介质层中再次刻蚀出连接栅极层的沟槽。优选地，所述步骤01中，线层图案为沿第一方向排列的不同长度的线条，线端切除层图案是沿第二方向的矩形，线端切除层图案的宽度等于目标图案中各个线条在第一方向上的间距，线层图案的宽度等于目标图案中各个线条的宽度，第一方向和第二方向相互垂直。优选地，第一方向为竖直方向，第二方向为水平方向；或者第一方向为水平方向，第二方向为竖直方向。优选地，所述步骤03中，首先，在第一硬掩膜层表面涂覆光刻胶；采用线层图案版图，曝光显影出线层图案；再以光刻胶为掩膜，采用等离子体干法刻蚀工艺刻蚀第一硬掩膜层，从而在第一硬掩膜层中刻蚀出线层图案。优选地，所述步骤04中，首先，在完成步骤03的衬底上涂覆光刻胶；然后，采用线端切除层图案版图，曝光显影出线端切除层图案；再以光刻胶为掩膜，采用等离子体干法刻蚀工艺刻蚀第一硬掩膜层，从而将第一硬掩膜层中的相应的线层图案的线端切除。优选地，所述步骤05还包括：平坦化第二硬掩膜层表面，使得第二硬掩膜层顶部与第一硬掩膜层的线层图案顶部齐平。优选地，所述步骤06中，采用等离子体干法刻蚀工艺或湿法腐蚀工艺去除线层图案。优选地，所述步骤07中，采用等离子体各向异性刻蚀工艺，在介质层中刻蚀出沟槽图案。优选地，所述介质层为多层堆叠介质层。本专利技术的鳍式场效应晶体管金属图案的制备方法，通过改进的先反相形成线层图形，再对线性图形进行线端切割，最后利用硬掩模沉积和反刻等工艺形成最终沟槽图形的双重图形方法，完成FINFET中间层图形化制造工艺。本专利技术改善了FINFET金属层零的形貌，提高了金属层零对鳍层的连接性能，最终增大了在线工艺窗口，改善了器件量率和可靠性。附图说明图1为本专利技术的一个较佳实施例的鳍式场效应晶体管金属图案的制备方法的流程示意图图2为本专利技术的一个较佳实施例的目标图案的示意图图3为本专利技术的一个较佳实施例的线层图案的示意图图4为本专利技术的一个较佳实施例的线端切除层图案的示意图图5～12为本专利技术的图1所示方法的各个制备步骤示意图图13为现有的金属层图案和本专利技术的一个较佳实施例的金属层图案的形貌对比示意图具体实施方式为使本专利技术的内容更加清楚易懂，以下结合说明书附图，对本专利技术的内容作进一步说明。当然本专利技术并不局限于该具体实施例，本领域内的技术人员所熟知的一般替换也涵盖在本专利技术的保护范围内。以下结合附图1～13和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式、使用非精准的比例，且仅用以方便、清晰地达到辅助说明本实施例的目的。本实施例的一种鳍式场效应晶体管金属图案的制备方法，请参阅图1，具体包括：步骤01：请参阅图2～4，提供一金属层图形的目标图案版图，将目标图案版图中的目标图案22先进行反相，再进行拆分，分成线层图案23版图和线端切除层图案24版图；具体的，这里的线端切除层图案24和线层图案23叠加形成目标图案。如图3所示，线层图案23为规则呈等间距排列的沿第一方向的线条，如图4所示，线端切除层图案24是沿第二方向的矩形，如图2所示，目标图案22在第二方向上等间距排列的沿第一方向的矩形长条，且在第一方向上的间距也相同，当然，间距也可以不同，第一方向和第二方向相互垂直，第一方向为竖直方向，第二方向为水平方向。线端切除层图案24的宽度等于目标图案22中各个线条在第一方向上的间距，线层图案23的宽度等于目标图案22中各个线条的宽度。线层图案23的宽度和目标图案22的宽度相同，都是工艺的特征尺寸。步骤02：请参阅图5，提供一衬底；衬底具有鳍层31和栅极层32；并且，在衬底上沉积介质层33和第一硬掩膜层34；具体的，这里，衬底可以为硅衬底；可以但不限于采用化学气相沉积工艺在衬底上沉积介质层33和第一硬掩膜层34。这里的介质层33可以为多层堆叠介质层。步骤03：请参阅图6，采用线层图案版图，经光刻和刻蚀工艺，在第一硬掩膜层中刻蚀出线层图案35；具体的，首先，在第一硬掩膜层表面涂覆光刻胶；采用线层图案版图，曝光显影出线层图案；再以光刻胶为掩膜，采用等离子体干法刻蚀工艺刻蚀第一硬掩膜层，从而在第一硬掩膜层中刻蚀出线层图案35。步骤04：请参阅图7，采用线端切除层图案版图，经光刻和刻蚀工艺，将第一硬掩膜层中相应的线层图案的线端切除，从而得到线端切除后的线层图案36；具体的，首先，在完成步骤03的衬底上涂覆光刻胶；采用线端切除层图案版图，曝光显影出线端切除层图案；再以光刻胶为掩膜，采用等离子体干法刻蚀工艺刻蚀第一硬掩膜层，从而将第一硬掩膜层中的相应的线层图案的线端切除，从而得到线端切除的线本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种鳍式场效应晶体管金属图案的制备方法，其特征在于，包括：步骤01：提供一金属层图形的目标图案版图，将目标图案版图中的目标图案先进行反相，再进行拆分，分成线层图案版图和线端切除层图案版图；线端切除层图案和线层图案叠加形成目标图案；步骤02：提供一衬底，所述衬底具有鳍层和栅极层；并且，在衬底上沉积介质层和第一硬掩膜层；步骤03：采用线层图案版图，经光刻和刻蚀工艺，在第一硬掩膜层中刻蚀出线层图案；步骤04：采用线端切除层图案版图，经光刻和刻蚀工艺，将第一硬掩膜层中相应的线层图案的线端切除；步骤05：在线层图案和暴露的介质层上沉积第二硬掩膜层；步骤06：去除第一硬掩模层的线层图案，保留第二硬掩膜层；步骤07：以第二硬掩膜层为掩膜，刻蚀介质层，在介质层中形成沟槽图案；步骤08：在沟槽图案中填充金属并且平坦化金属表面，从而形成所述金属图案。

【技术特征摘要】
1.一种鳍式场效应晶体管金属图案的制备方法，其特征在于，包括：步骤01：提供一金属层图形的目标图案版图，将目标图案版图中的目标图案先进行反相，再进行拆分，分成线层图案版图和线端切除层图案版图；线端切除层图案和线层图案叠加形成目标图案；步骤02：提供一衬底，所述衬底具有鳍层和栅极层；并且，在衬底上沉积介质层和第一硬掩膜层；步骤03：采用线层图案版图，经光刻和刻蚀工艺，在第一硬掩膜层中刻蚀出线层图案；步骤04：采用线端切除层图案版图，经光刻和刻蚀工艺，将第一硬掩膜层中相应的线层图案的线端切除；步骤05：在线层图案和暴露的介质层上沉积第二硬掩膜层；步骤06：去除第一硬掩模层的线层图案，保留第二硬掩膜层；步骤07：以第二硬掩膜层为掩膜，刻蚀介质层，在介质层中形成沟槽图案；步骤08：在沟槽图案中填充金属并且平坦化金属表面，从而形成所述金属图案。2.根据权利要求1所述的鳍式场效应晶体管金属图案的制备方法，其特征在于，所述步骤07之后且在所述步骤08之前，还包括：采用连接栅极层的沟槽图案光刻版，在介质层中再次刻蚀出连接栅极层的沟槽。3.根据权利要求1所述的鳍式场效应晶体管金属图案的制备方法，其特征在于，所述步骤01中，线层图案为沿第一方向排列的不同长度的线条，线端切除层图案是沿第二方向的矩形，线端切除层图案的宽度等于目标图案中各个线条在第一方向上的间距，线层图案的宽度等于目标图案中各个线条的宽度，第一方向和第二方向相互垂直。4.根据权利要求3所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁伟，李铭，
申请(专利权)人：上海集成电路研发中心有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31