集成电路装置结构的切割方法制造方法及图纸

在此揭示一种集成电路装置结构的切割方法，特别是用于鳍式场效晶体管(FinFET)的金属栅极切割技术。示例性的方法包括接收集成电路装置结构，此集成电路装置结构包括基板、设置于基板上方的一或多个鳍片、设置于鳍片上方的多个栅极结构、设置于栅极结构之间并与栅极结构相邻的介电层、以及设置于栅极结构上方的图案化层。栅极结构横跨鳍片，并包括第一栅极结构及第二栅极结构。方法进一步包括：在图案化层中形成开口以暴露第一栅极结构的一部分、第二栅极结构的一部分以及介电层的一部分，移除第一栅极结构的暴露部分、第二栅极结构的暴露部分以及介电层的暴露部分。

Cutting Method of Integrated Circuit Device Structure

In this paper, a cutting method of integrated circuit device structure is revealed, especially the metal gate cutting technology for fin field effect transistor (FinFET). An exemplary method includes a receiving integrated circuit device structure comprising a substrate, one or more fins above the substrate, a plurality of gate structures above the fins, a dielectric layer between and adjacent to the gate structure, and a patterned layer above the gate structure. The grid structure spans the fin and includes the first gate structure and the second gate structure. The method further includes: forming an opening in the patterned layer to expose a part of the first gate structure, a part of the second gate structure and a part of the dielectric layer, removing the exposed part of the first gate structure, the exposed part of the second gate structure and the exposed part of the dielectric layer.

【技术实现步骤摘要】
集成电路装置结构的切割方法
本揭示一般上是关于集成电路装置，特别是关于鳍式场效晶体管(FinFET)装置以及鳍式场效晶体管的金属栅极结构切割技术。
技术介绍
集成电路产业经历了快速的成长。集成电路的材料及设计技术的进步产生了数个世代的集成电路，每一个世代均具有比上一个世代更小、更复杂的电路。在集成电路演进的过程中，一般上增加了功能密度(即每晶片面积的互连装置的数量)，并减小了几何尺寸(即制程上可以制作的最小组件或线)。这类的缩减制程通常提高了生产效率，并降低了相关成本。这类的缩减同时增加了集成电路的加工及制造的复杂性。为了实现这些进展，需要在集成电路的加工和制造上有类似的发展。举例而言，当鳍式场效晶体管(FinFET)的技术朝着较小的特征尺寸发展(例如32纳米、28纳米、20纳米及以下)，鳍式场效晶体管的制造过程明显受限于制程裕度(processmargin)的降低。鳍片间距的下降与鳍片高度的增加尤其大幅限制了现有的金属栅极切割技术在不留下金属残留物的情况下，完全地移除金属栅极的某些部分的能力，从而影响系统性能。因此，虽然现有的金属栅极切割技术对于其预期目的而言通常已经足够，然而在各方面都不完全令人满意。
技术实现思路
本揭示提供一种集成电路装置结构的切割方法，此方法包含接收集成电路装置结构。集成电路装置结构包含基板、一或多个鳍片、多个栅极结构、介电层及图案化层。鳍片设置于基板上方。栅极结构设置于鳍片上方并横跨鳍片，且包含第一栅极结构及第二栅极结构。介电层设置于栅极结构之间，并相邻于栅极结构。图案化层设置于栅极结构及介电层上方。在图案化层中制作开口，以暴露第一栅极结构的一部分、第二栅极结构的一部分及介电层的一部分。介电层的此部分位于第一栅极结构及第二栅极结构之间，并相邻于第一栅极结构及第二栅极结构的介电层。移除第一栅极结构的暴露部分、第二栅极结构的暴露部分及介电层的暴露部分。附图说明本揭示的态样可由以下的详细叙述结合附图阅读来获得最佳的理解。应强调，根据工业标准实务，各特征并未按比例绘制，并且仅用于示意的目的。事实上，为了论述的清楚性，各特征的大小可任意地增加或缩小。图1是根据本揭示的各种态样，绘示制造鳍式场效晶体管(FinFET)装置的方法的流程图；图2A至图7D是根据本揭示的各种态样，局部或整体地绘示鳍式场效晶体管装置在各种制造阶段(例如与图1的方法有关的)的片面示意图。具体实施方式以下的揭示提供许多不同实施方式或实施例，用于实现本揭示的不同特征。以下叙述组件与布置的特定实施例，以简化本揭示。这些当然仅为实施例，并且不是意欲作为限制。举例而言，在随后的叙述中，第一特征在第二特征上方或在第二特征上的形成，可包括第一特征及第二特征形成为直接接触的实施方式，亦可包括有另一特征可形成在第一特征及第二特征之间，以使得第一特征及第二特征可不直接接触的实施方式。另外，本揭示在各实施例中可重复元件符号及/或字母。此重复是为了简化及清楚的目的，且本身不指示所论述各实施方式及/或配置之间的关系。此外，在本揭示中，某个特征形成于另一个特征上，或某个特征“连接(connect)”或“耦接(couple)”至另一个特征时，可包括特征之间形成为直接接触的实施方式，也可包括特征之间有额外元件存在，使得特征之间不是直接接触的实施方式。再者，本文中可使用空间性相对用词，例如“较低(lower)”、“较上(upper)”、“水平(horizontal)”、“垂直(vertical)”、“之上(above)”、“上方(over)”、“之下(below)”、“下方(beneath)”、“上(up)”、“下(down)”、“顶部(top)”、“底部(bottom)”及其类似用语(例如“水平地(horizontally)”、“向下地(downwardly)”、“向上地(upwardly)”等等)，是利于叙述附图中一个元件或特征与另一个元件或特征的关系。这些空间性相对用词是用于涵盖装置包括特征的不同位向。随着鳍式场效晶体管朝向更小的技术节点发展(例如16nm、10nm、7nm、5nm及以下)，鳍片间距的减少以及鳍片高度的增加对传统的金属栅极切割技术造成明显的限制。举例而言，为了形成各种电路结构，经常对金属栅极进行选择性的切割。然而，传统通过蚀刻的金属栅极切割方法仅针对金属栅极本身，并没有移除设置于金属栅极之间的间隔物或层间介电层(inter-layerdielectric,ILD)。因此，除非金属栅极切割窗口被过度蚀刻，否则很难去除在切割窗口底部形成的金属残留物。这些金属残留物可能对集成电路装置的隔离或绝缘造成潜在的问题。此外，如果为了移除金属残留物而过度蚀刻切割窗口，由于蚀刻剂的水平性蚀刻，因此将增加切割窗口的水平尺寸，从而对金属栅极的临界尺寸(criticaldimension,CD)造成不理想的改变。在此所揭示的金属栅极切割技术克服了这些挑战。在此所揭示的栅极切割技术可实现无残留物的金属栅极结构切割，并且不具有切割窗口的水平性扩张的任何风险，从而改善了鳍式场效晶体管装置的运作。根据一些实施方式，为了选择性地切割金属栅极结构，在覆盖于上方的图案化层中制作切割窗口，从而暴露金属栅极结构的一些部分以及设置在金属栅极结构之间并相邻的层间介电层的一些部分。接着使用非等向性蚀刻将这些暴露的材料同步移除，并且没有在切割窗口中留下金属残留物。可使用多个蚀刻循环以厚度增量的方式来移除这些暴露的材料，并且在每个蚀刻循环中使用蚀刻保护层以防止切割窗口的水平性扩张。通过参照以下的相关叙述及所附附图，本揭示的这个和其他优点将变得显而易见。请注意，不同的实施方式可能具有不同的优点，并且任何一个实施方式并不一定需要具有特定优点。图1是根据本揭示的各种态样，绘示制造集成电路装置(或装置结构)的方法100的流程图。在一些实施方式中，如在此所述的，方法100制造集成电路装置，此集成电路装置包括鳍式场效晶体管装置。方法100仅作为示例，并非用于限制本揭示明确记载的申请专利范围。方法100之前、当中及之后可包括额外的操作。在方法的一些额外的实施方式中，在此所叙述的一些操作可被取代、省略或调动。在接下来的讨论中，方法100是参照图2A至图2C、图3A至图3C、图4A至图4C、图5A至图5C、图6A至图6C、图7A至图7D进行叙述。这些附图是根据本揭示的各种实施方式，局部或整体地绘示鳍式场效晶体管装置200在各种制造阶段(例如与方法100有关的)的片面示意图。具体地，图2A至图7A是鳍式场效晶体管装置200(例如在X-Y平面上)的俯视图。图2B至图7B是相对于图2A至图7A而言，鳍式场效晶体管装置200在X方向上的片面示意图(例如在X-Z平面上，亦称为X截面(X-cut))。图2C至图7C是相对于图2A至图7A而言，鳍式场效晶体管装置200在Y方向上的片面示意图(例如在Y-Z平面上，亦称为Y截面(Y-cut))。图7D是鳍式场效晶体管装置200在图7B的Z方向上的横截面图(例如在X-Y平面上，亦称为Z截面(Z-cut))。鳍式场效晶体管装置200通常指任何鳍式晶体管，此鳍式晶体管可被包括于微处理器、记忆单元及/或其他的集成电路装置中。此外，鳍式场效晶体管装置200可以是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种集成电路装置结构的切割方法，其特征在于，包含：接收一集成电路装置结构，该集成电路装置结构包含：一基板；一或多个鳍片，设置于该基板上方；多个栅极结构，设置于该或该些鳍片上方，其中该些栅极结构横跨该或该些鳍片，并包含一第一栅极结构及一第二栅极结构；一介电层，设置于该些栅极结构之间，并相邻于该些栅极结构；以及一图案化层，设置于该些栅极结构及该介电层上方；于该图案化层中制作一开口，以暴露该第一栅极结构的一部分、该第二栅极结构的一部分、位于该第一栅极结构及该第二栅极结构之间并相邻于该第一栅极结构及该第二栅极结构的该介电层的一部分；以及移除该第一栅极结构的该暴露部分、该第二栅极结构的该暴露部分以及该介电层的该暴露部分。

【技术特征摘要】
2017.11.30 US 62/592,826;2018.03.28 US 15/938,8121.一种集成电路装置结构的切割方法，其特征在于，包含：接收一集成电路装置结构，该集成电路装置结构包含：一基板；一或多个鳍片，设置于该基板上方；多个栅极结构，设置于该或该些鳍片上方，其中该些栅极结构横跨该或该些鳍片...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡雅怡，萧怡瑄，古淑瑗，陈嘉仁，张铭庆，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71