[發明專利]形成半導體元件及其柵極結構的方法

有效

• 申請號: 200910167343.6
• 申請日: 2009-08-21
• 公開（公告）號: CN101924035A
• 公開（公告）日: 2010-12-22
• 發明（設計）人: 葉明熙;林舜武;陳啟群;陳嘉仁;陳薏新;陳建豪;趙元舜;黃國賓
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L21/28;H01L21/31;H01L21/8238
• 代理公司: 隆天國際知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 姜燕;陳晨

1.一種形成半導體元件的方法，包括：

形成一金屬層于一半導體基板上；

形成一可溶硬掩模層于該金屬層上，其中該可溶硬掩模層是溶于水或顯影液中；

圖案化該可溶硬掩模層以形成一圖案單元；以及

以該圖案單元圖案化該金屬層，以形成至少部分的金屬柵極。

2.如權利要求1所述的形成半導體元件的方法，其中圖案化該可溶硬掩模層的步驟包括以水或顯影液移除部分該可溶硬掩模層。

3.如權利要求1所述的形成半導體元件的方法，還包括：

沉積一光致抗蝕劑層于該金屬層上；

曝光該光致抗蝕劑層；以及

使用一顯影液至曝光的該光致抗蝕劑層上，其中該顯影液移除曝光部分的該光致抗蝕劑層與位于曝光部分的該光致抗蝕劑層下的該可溶硬掩模層。

4.如權利要求1所述的形成半導體元件的方法，還包括：

形成一高介電常數的柵極介電層于該金屬層下。

5.一種形成柵極結構的方法，包括：

形成一柵極介電層于一半導體基板上，其中該柵極介電層包括一第一高介電常數的介電材料；

形成一金屬層于該柵極介電層上；

形成一硬掩模層于該金屬層上，其中該硬掩模層包括一第二高介電常數的介電材料；

圖案化該硬掩模層及該金屬層，其中該圖案化步驟將該柵極介電層定義為第一部分及第二部分，且該第一部分的該柵極介電層位于該硬掩模下，而第二部分的該柵極介電層位于該半導體基板的一露出區域；以及

移除對應第二部分的該柵極介電層的該硬掩模層及該金屬層。

6.如權利要求5所述的形成柵極結構的方法，其中該第一及第二高介電常數的介電材料實質上相同。

7.如權利要求5所述的形成柵極結構的方法，其中該第一及第二高介電常數的介電材料具有不同的蝕刻速率。

8.如權利要求5所述的形成柵極結構的方法，還包括：

沉積一光致抗蝕劑層于該硬掩模層上；

圖案化該光致抗蝕劑層以形成一光致抗蝕劑掩模單元，其中圖案化該硬掩模層及該金屬層的步驟包括應用該光致抗蝕劑掩模單元；

剝除該光致抗蝕劑掩模單元后，再移除該硬掩模層。

9.一種形成半導體元件的方法，包括：

形成一金屬層于一半導體基板上；

形成一保護層于該金屬層上；

移除部分該保護層，使保護層分為第一區域及第二區域，其中第一區域的該保護層具有第一厚度而第二區域的該保護層具有第二厚度，且該第一區域的該保護層位于一光致抗蝕劑掩模單元下；

移除該光致抗蝕劑掩模單元后，移除半導體基板上的該第二區域的該保護層；以及

以第一區域的該保護層圖案化該金屬層。

10.如權利要求9所述的形成半導體元件的方法，還包括：

沉積一高介電常數的介電層于該半導體基板及該金屬層之間。

11.如權利要求9所述的形成半導體元件的方法，其中該保護層包括一氧化物。

12.如權利要求9所述的形成半導體元件的方法，其中該保護層擇自旋涂玻璃、四乙氧硅烷、等離子體增強氧化物、或高深寬比工藝氧化物。

13.如權利要求9所述的形成半導體元件的方法，其中該保護層包括硅。