[發(fā)明專利]柵極的形成方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310222184.1
• 申請日: 2013-06-05
• 公開（公告）號: CN104217934B
• 公開（公告）日: 2017-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張海洋;張城龍
• 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: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11227
• 代理人: 駱蘇華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及到半導(dǎo)體領(lǐng)域，特別涉及到一種柵極的形成方法。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體技術(shù)在摩爾定律的驅(qū)動下，工藝節(jié)點被持續(xù)減小。制造集成度更高的器件有賴于光刻技術(shù)，但隨著半導(dǎo)體工藝節(jié)點的越來越小，現(xiàn)有的光刻技術(shù)已難以滿足制備要求。

現(xiàn)有技術(shù)中，為了能夠制備更小工藝節(jié)點的半導(dǎo)體器件，現(xiàn)有技術(shù)中常用的形成柵極的方法為：

參考圖1，提供基底1，在所述基底1上由下至上依次形成多晶硅層2、硬質(zhì)掩膜層3、第一底部抗反射層4和第一光刻膠5，第一光刻膠5暴露出柵長方向相鄰兩柵極之間的區(qū)域。

參考圖2，以第一光刻膠5為掩膜刻蝕所述第一底部抗反射層4和所述硬質(zhì)掩膜層3至多晶硅層2的上表面。之后，去除第一底部抗反射層4和第一光刻膠5。刻蝕后的所述硬質(zhì)掩膜層3為第一圖形化的硬質(zhì)掩膜層31。

接著，參考圖3，在第一圖形化的硬質(zhì)掩膜層31的間隙中填充犧牲材料層6，犧牲材料層6的上表面與第一圖形化的硬質(zhì)掩膜層31的上表面相平。

參考圖4，在第一圖形化的硬質(zhì)掩膜層31和犧牲材料層6上形成第二底部抗反射層7和第二光刻膠8，第二光刻膠8暴露柵寬方向相鄰兩柵極之間的區(qū)域。

參考圖4和圖5，以第二光刻膠8為掩膜，對所述第二底部抗反射層7和第一圖形化的硬質(zhì)掩膜層31進行刻蝕，刻蝕至多晶硅層2的上表面。之后去除犧牲材料層6、第二底部抗反射層7和第二光刻膠8。刻蝕后的所述第一圖形化的硬質(zhì)掩膜層31為第二圖形化的硬質(zhì)掩膜層32。

參考圖5和圖6，再以第二圖形化的硬質(zhì)掩膜層32為掩膜，對多晶硅層2進行刻蝕，得到柵極21，之后去除第二圖形化的硬質(zhì)掩膜層32。

由上述方法得到的柵極21的閾值電壓與目標閾值電壓不同，且不穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的問題是現(xiàn)有技術(shù)中，制備得到的柵極的閾值電壓與目標閾值電壓不同，且不穩(wěn)定。

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種柵極的形成方法，包括：提供基底；在所述基底上形成多晶硅層；在柵寬方向上對所述多晶硅層進行第一刻蝕；在柵長方向上對所述多晶硅層進行第二刻蝕，第一刻蝕和第二刻蝕后形成柵極；所述第二刻蝕包括：在所述多晶硅層上形成具有窗口的光刻膠，所述窗口暴露柵寬方向相鄰兩柵極之間的區(qū)域，所述窗口內(nèi)附著有殘渣；清除所述殘渣；清除所述殘渣后，在所述窗口側(cè)壁形成側(cè)墻；形成所述側(cè)墻后，通過所述窗口刻蝕所述多晶硅層至基底上表面。

可選的，清除所述殘渣的方法為等離子體刻蝕。

可選的，所述等離子體刻蝕的氣源為O₂和HBr。

可選的，所述等離子體刻蝕的工藝參數(shù)包括：所述O₂的流速為5-200sccm，HBr的流速為50-500sccm，將所述O₂和HBr等離子化的功率為100-1000W，偏置功率為10-200W，等離子體刻蝕的時間為5-60s。

可選的，所述側(cè)墻的形成方法為：使用化學(xué)氣相沉積法、物理氣相沉積法或原子層沉積法在所述窗口內(nèi)形成側(cè)墻材料層；刻蝕所述側(cè)墻材料層，在所述窗口側(cè)壁形成側(cè)墻。

可選的，所述側(cè)墻的材料為氧化硅或氮化硅。

可選的，，所述側(cè)墻材料層的厚度為：清除所述窗口內(nèi)的殘渣時，對所述光刻膠造成的過刻蝕的厚度。

可選的，所述第一刻蝕的方法包括：在所述多晶硅層上形成圖形化的光刻膠，所述圖形化的光刻膠暴露柵長方向相鄰兩柵極之間的區(qū)域；以所述圖形化的光刻膠為掩膜刻蝕所述多晶硅層至基底上表面。

可選的，先進行第一刻蝕，然后再進行第二刻蝕，在所述第一刻蝕之后、所述第二刻蝕之前，還包括：在基底上形成犧牲材料層，所述犧牲材料層的上表面和多晶硅層的上表面相平。

可選的，在所述基底與所述多晶硅層之間形成有刻蝕停止層；在所述光刻膠與所述多晶硅層之間形成有底部抗反射層或硬質(zhì)掩膜層；或者，在所述光刻膠與所述多晶硅層之間形成有底部抗反射層和硬質(zhì)掩膜層，所述底部抗反射層形成于所述硬質(zhì)掩膜層上。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點：