[發(fā)明專利]形成柵極圖案的方法以及半導(dǎo)體裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110109827.2
• 申請日: 2011-04-29
• 公開（公告）號: CN102760654A
• 公開（公告）日: 2012-10-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張翼英;何其旸
• 申請（專利權(quán)）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: H01L21/28
• 分類號: H01L21/28
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進委員會專利商標事務(wù)所 11038
• 代理人: 羅銀燕

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體裝置的制造領(lǐng)域，尤其涉及形成柵極圖案的方法以及具有柵極圖案的半導(dǎo)體裝置。

背景技術(shù)

在半導(dǎo)體集成電路中，經(jīng)常需要形成如圖1所示的柵極圖案。更具體而言，這種柵極圖案包含沿第一方向相互平行的多個柵極條，各柵極條被間隙斷開。

在現(xiàn)代的半導(dǎo)體制造工藝中，隨著半導(dǎo)體裝置尺寸縮小，柵極圖案一般難以通過單次圖案化來形成。因此，為了形成如圖1所示的柵極圖案，普遍采用雙重圖案化(double?patterning)技術(shù)。

圖2A～2D示意性地示出采用現(xiàn)有的雙重圖案化技術(shù)來形成柵極圖案的方法。

首先，如圖2A所示，通過第一圖案化處理，形成具有相互平行且連續(xù)延伸的多個開口的抗蝕劑(resist)圖案210。接著，如圖2B所示，以抗蝕劑圖案210為掩模進行第一蝕刻處理，從而在襯底250上形成多個相互平行且連續(xù)延伸的柵極材料條260。然后，如圖2C所示，通過第二圖案化處理，形成具有修整槽的抗蝕劑圖案220。修整槽的位置對應(yīng)于將柵極條斷開的間隙的位置。最后，如圖2D所示，以所述抗蝕劑圖案220為掩模進行第二蝕刻處理，使得在線蝕刻后所獲得的多個相互平行的柵極材料條260中形成間隙，從而形成如圖1所示的柵極圖案。

本發(fā)明的發(fā)明人對以上形成柵極圖案的方法進行了深入研究，發(fā)現(xiàn)存在一些問題。

例如，隨著半導(dǎo)體裝置的尺寸不斷減小，由于修整槽圖案化的工藝限制(margin)，導(dǎo)致所得到的修整槽圖案與所設(shè)計的圖案之間有偏差。進一步地，在利用有偏差的修整槽圖案進行修整槽蝕刻以后，所得到的柵極圖案與所設(shè)計的圖案之間的偏差更加顯著，而對這些偏差進行修正很困難。這樣，無法精確地控制柵極圖案的形狀和尺寸，從而對半導(dǎo)體裝置的性能造成不利影響。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于以上問題提出本發(fā)明。

本發(fā)明的目的是，提供一種形成柵極圖案的方法以及具有這種柵極圖案的半導(dǎo)體裝置，其中，所述形成柵極圖案的方法相比于現(xiàn)有技術(shù)的方法能夠更精確地控制柵極圖案的形狀和尺寸。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種形成柵極圖案的方法，所述柵極圖案包含沿第一方向相互平行的多個柵極條，各柵極條被間隙斷開，其特征在于，所述方法包括以下步驟：在襯底上形成柵極材料層；使所述柵極材料層的至少將形成所述間隙的位置處的蝕刻特性與所述柵極材料層的其余位置處的蝕刻特性不同；在所述襯底上的所述柵極材料層上形成第二抗蝕劑層；對第二抗蝕劑層進行第二圖案化處理，以形成沿第一方向相互平行且連續(xù)延伸的多個開口；以經(jīng)第二圖案化處理后的第二抗蝕劑層為掩模，對所述柵極材料層進行第一蝕刻處理，其中，所述柵極材料層的所述至少將形成所述間隙的位置處的部分被選擇性地留下；以及對所述柵極材料層進行第二蝕刻處理，以選擇性地去除所述柵極材料層的所述至少將形成所述間隙的位置處的部分。

優(yōu)選地，使所述柵極材料層的至少將形成所述間隙的位置處的蝕刻特性與所述柵極材料層的其余位置處的蝕刻特性不同的步驟包括：在所述柵極材料層的所述至少將形成所述間隙的位置處對所述柵極材料層進行注入或氧化。

優(yōu)選地，使所述柵極材料層的至少將形成所述間隙的位置處的蝕刻特性與所述柵極材料層的其余位置處的蝕刻特性不同的步驟包括：在所述襯底上的所述柵極材料層上形成第一抗蝕劑層；對第一抗蝕劑層進行第一圖案化處理，以露出所述柵極材料層的所述至少將形成所述間隙的位置；以及以經(jīng)第一圖案化處理后的第一抗蝕劑層為掩模，對所述柵極材料層進行注入或氧化。

優(yōu)選地，使所述柵極材料層的至少將形成所述間隙的位置處的蝕刻特性與所述柵極材料層的其余位置處的蝕刻特性不同的步驟包括：在所述柵極材料層的所述其余位置處對所述柵極材料層進行注入或氧化。

優(yōu)選地，使所述柵極材料層的至少將形成所述間隙的位置處的蝕刻特性與所述柵極材料層的其余位置處的蝕刻特性不同的步驟包括：在所述襯底上的所述柵極材料層上形成第一抗蝕劑層；對第一抗蝕劑層進行第一圖案化處理，以露出所述柵極材料層的所述其余位置；以及以經(jīng)第一圖案化處理后的第一抗蝕劑層為掩模，對所述柵極材料層進行注入或氧化。

優(yōu)選地，當(dāng)進行注入時，所注入的雜質(zhì)選自C、Ge、B、P、As。

優(yōu)選地，第一蝕刻處理中的蝕刻選擇比大于2∶1。

優(yōu)選地，第二蝕刻處理中的蝕刻選擇比大于10∶1。

優(yōu)選地，所述柵極材料層的所述至少將形成所述間隙的位置包括將多個相鄰的所述間隙作為一個一體化的間隙的位置。

優(yōu)選地，所述柵極材料層是多晶硅層。