一种半导体器件的制造方法技术

本发明专利技术提供半导体器件的制造方法，包括：提供晶体管结构，所述晶体管结构包括形成在硅基体上的掩埋氧化物层、形成在所述掩埋氧化物层上的鳍形沟道、形成在所述鳍形沟道和掩埋氧化物层上的栅极材料层、以及形成在所述栅极材料层上的氧化物层；在所述氧化物层上形成APF层；在所述APF层上形成有机材料层；在所述有机材料层上形成覆盖层；在所述覆盖层上依次形成底部抗反射涂层和光刻胶，对所述栅极材料层进行图形化处理。根据本发明专利技术，利用APF层和采用旋涂工艺形成的有机材料层作为FinFet多晶硅栅极的图形化过程的图形转移层，可以使晶圆表面平坦，保证图形化的效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制造工艺，具体而言涉及一种用于FinFet多晶硅栅极的图形化方法。
技术介绍
现有的互补金属氧化物半导体(CMOS)晶体管是二维的，随着沟道尺寸的不断缩小，与短沟道效应有关的问题越来越难以克服。因此，芯片制造商正在开发具有更高功效的三维立体式的晶体管，例如鳍式场效应晶体管(FinFet)，其可以更好地适应器件尺寸按比例缩小的要求。在FinFet中，直立在绝缘体上硅(SOI)上的鳍形沟道(Fin)取代了传统CMOS中的平面沟道，由于Fin所造成的台阶高度，导致对多晶硅栅极的图形化具有更大的挑战性。所述多晶硅栅极的台阶高度将会影响光刻的工艺窗口。现有的FinFet多晶娃栅极图形化技术通常采用APF(Advanced Patterning Film)作为硬掩膜层，这是因为APF具有优良的物理性能，能够提供高蚀刻选择比和低线边缘粗糙度(LER)。但是APF是通过共形CVD工艺沉积的，其表面不平坦，之后在APF上通过CVD工艺沉积的介电抗反射涂层(DARC)的表面仍是不平坦的，从而增加光刻的难度。如果采用旋涂有机材料层的方法来代替DARC的沉积可以使晶圆表面平坦化，但是这种通过旋涂工艺涂覆的有机材料层的物理性能较差，在形成具有高深宽比的结构时容易垮塌，影响栅极图形化的效果。因此，需要提出一种方法，既能保证晶圆表面的平坦，又不影响栅极图形化的效果O
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供，包括提供晶体管结构，所述晶体管结构包括形成在硅基体上的掩埋氧化物层、形成在所述掩埋氧化物层上的鳍形沟道、形成在所述鳍形沟道和掩埋氧化物层上的栅极材料层、以及形成在所述栅极材料层上的氧化物层；在所述氧化物层上形成APF层；在所述APF层上形成有机材料层；在所述有机材料层上形成覆盖层；在所述覆盖层上依次形成底部抗反射涂层和光刻胶，对所述栅极材料层进行图形化处理。进一步，对所述栅极材料层进行图形化处理的图形转移层包括所述APF层和有机材料层。进一步，采用共形CVD沉积工艺形成所述APF层。进一步，采用旋涂工艺形成所述有机材料层。进一步，所述有机材料层的厚度取决于所述鳍形沟道的高度以及所述APF层表面的平坦程度。进一步，采用旋涂工艺形成所述覆盖层。进一步，所述覆盖层是低温氧化物层或者与所述有机材料层兼容的富含硅的材料层。进一步，所述富含硅的材料层为含硅量为15-40 %的底部抗反射涂层。进一步，所述APF层为非晶碳层。根据本专利技术，利用APF层和采用旋涂工艺形成的有机材料层作为FinFet多晶硅栅极的图形化过程的图形转移层，可以使晶圆表面平坦，保证图形化的效果。附图说明本专利技术的下列附图在此作为本专利技术的一部分用于理解本专利技术。附图中示出了本专利技术的实施例及其描述，用来解释本专利技术的原理。·附图中 图IA-图ID为本专利技术提出的用于FinFet多晶硅栅极的图形化方法的各步骤的示意性剖面 图2为本专利技术提出的用于FinFet多晶硅栅极的图形化方法的流程图。具体实施例方式在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本专利技术更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本专利技术可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本专利技术发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。为了彻底理解本专利技术，将在下列的描述中提出详细的步骤，以便阐释本专利技术提出的用于FinFet多晶硅栅极的图形化方法。显然，本专利技术的施行并不限定于半导体领域的技术人员所熟习的特殊细节。本专利技术的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本专利技术还可以具有其他实施方式。应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。下面，参照图IA-图ID和图2来描述本专利技术提出的用于FinFet多晶硅栅极的图形化方法的详细步骤。参照图IA-图1D，其中示出了本专利技术提出的用于FinFet多晶硅栅极的图形化方法的各步骤的示意性剖面图。首先，如图IA所示，提供晶体管结构100，所述晶体管结构100包括形成在硅基体上的掩埋氧化物层101、形成在所述掩埋氧化物层101上的鳍形沟道(Fin)102、形成在所述鳍形沟道和掩埋氧化物层上的栅极材料层103、以及形成在所述栅极材料层103上的氧化物层104。图I中未示出所述掩埋氧化物层101下的硅基体，所述硅基体和其上的掩埋氧化物层构成绝缘体上硅(SOI)结构。形成所述晶体管结构100的方法为本领域技术人员所熟习，为突出本专利技术的重点，在此不再加以赘述。接着，如图IB所示，在所述氧化物层104上形成APF层105，形成所述APF层105的方法为本领域公知的共形CVD沉积工艺。所述先进图案化层(APF)具体可为非晶碳层。由于所述鳍形沟道所造成的台阶高度，所述APF层105的表面是不平坦的。接着，如图IC所示，在所述APF层105上形成有机材料层106，采用旋涂工艺(spinon)形成所述有机材料层106，以保证晶圆表面的平坦。所述有机材料层106的厚度取决于所述鳍形沟道的高度以及所述APF层表面的平坦程度。接着，如图ID所示，在所述有机材料层106上形成一覆盖层107，作为后续蚀刻所述APF层105和有机材料层106的掩膜层。所述有机材料层107的材料可以是低温氧化物，其形成温度低于300°C;也可以是含硅量为15-40%的底部抗反射涂层(Si-BARC)以及其它能够与所述有机材料层兼容的富含硅的材料。采用旋涂工艺形成所述覆盖层107。接下来，在所述覆盖层107上依次形成底部抗反射涂层(BARC)和光刻胶108，对所述栅极材料层103进行图形化处理。至此，完成了根据本专利技术示例性实施例的方法实施的全部工艺步骤，根据本专利技术，·利用APF和采用旋涂工艺形成的有机材料层作为FinFet多晶硅栅极的图形化过程的图形转移层，可以使晶圆表面平坦，保证图形化的效果。参照图2，其中示出了本专利技术提出的用于FinFet多晶硅栅极的图形化方法的流程图，用于简要示出整个制造工艺的流程。在步骤201中，提供晶体管结构，包括形成在硅基体上的掩埋氧化物层、形成在所述掩埋氧化物层上的鳍形沟道、形成在所述鳍形沟道和掩埋氧化物层上的栅极材料层、以及形成在所述栅极材料层上的氧化物层； 在步骤202中，在所述氧化物层上形成APF层； 在步骤203中，在所述APF层上形成有机材料层； 在步骤204中，在所述有机材料层上形成覆盖层； 在步骤205中，在所述覆盖层上依次形成底部抗反射涂层和光刻胶，对所述栅极材料层进行图形化处理。本专利技术已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本专利技术限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本专利技术并不局限于上述实施例，根据本专利技术的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本专利技术所要求保护的范围以内。本专利技术的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。权利要求1.，包括 提供晶体管结构，所述晶体管结构包括形成在硅基体上的掩埋氧化物层、形成在所述掩埋氧化物层上的鳍形沟道、形成在所述鳍形沟道和掩本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体器件的制造方法，包括：提供晶体管结构，所述晶体管结构包括形成在硅基体上的掩埋氧化物层、形成在所述掩埋氧化物层上的鳍形沟道、形成在所述鳍形沟道和掩埋氧化物层上的栅极材料层、以及形成在所述栅极材料层上的氧化物层；在所述氧化物层上形成APF层；在所述APF层上形成有机材料层；在所述有机材料层上形成覆盖层；在所述覆盖层上依次形成底部抗反射涂层和光刻胶，对所述栅极材料层进行图形化处理。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：韩秋华，李超伟，隋运奇，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：