專利名稱：一種柵極刻蝕方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體制造方法，特別涉及一種柵極刻蝕方法。
背景技術(shù)：
目前，集成電路(IC)工藝主要在硅襯底的晶片(wafer)器件面上制作半導(dǎo)體器件，半導(dǎo)體器件中廣泛應(yīng)用的金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(Metal-OxideSemiconductor Field Effect Transistor,M0S)的器件結(jié)構(gòu)包括有源區(qū)、源極、漏極和柵極。其中，所述有源區(qū)位于硅襯底中，所述柵極位于有源區(qū)上方，所述柵極兩側(cè)的有源區(qū)分別進(jìn)行離子注入后形成源極和漏極，柵極下方具有導(dǎo)電溝道，所述柵極和導(dǎo)電溝道之間有柵極電介質(zhì)層。根據(jù)離子注入的不同類型，空穴型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(PMOS) 和電子型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(NMOS)?，F(xiàn)有技術(shù)在沉積用于形成柵極的多晶硅層之后，還要在多晶硅層表面依次沉積氮化硅層和二氧化硅層的一種或兩種組合，光刻后第一刻蝕所述氮化硅層和二氧化硅層的一種或兩種組合在多晶硅層上方形成硬掩膜，所述硬掩膜一方面作為第二刻蝕多晶硅層形成柵極的遮擋，另一方面在形成柵極后的源、漏極注入和PMOS硅回刻(PMOS Silicon Recess，PSR)步驟中，避免損傷柵極表面。下面結(jié)合圖2 5，說明圖I所示的現(xiàn)有技術(shù)中柵極刻蝕步驟步驟101、如圖2所示，晶片的器件面200沉積用于制作柵極的多晶硅層201 ；本步驟中，沉積多晶硅層201的方法是化學(xué)氣相沉積(CVD)或爐管沉積，多晶硅層201厚度范圍是700到800埃。步驟102、如圖3所示，多晶硅層201表面沉積硬掩膜層；本步驟中，為了后續(xù)形成硬掩膜，在多晶硅層201表面沉積氮化硅層和二氧化硅層的一種或兩種組合作為硬掩膜層。本實(shí)施以依次沉積氮化硅層202和二氧化硅層203的組合為例進(jìn)行說明，采用高溫?zé)嵫趸椒ǔ练e氮化硅層202和二氧化硅層203，將晶片放入爐管后加熱并先后通入氮?dú)夂脱鯕?；多晶硅表面的硅原子與氮?dú)饣蜓鯕獍l(fā)生反應(yīng)，在多晶娃表面依次沉積氮化娃層202和二氧化娃層203。氮化娃層202和二氧化娃層203兩者的總厚度范圍是200到400埃。步驟103、如圖4所示，光刻后刻蝕硬掩膜層，形成硬掩膜(Hard Mask, HM)；本步驟中的光刻是指，先在硬掩膜層中的二氧化硅層203上涂覆一層光刻膠，按照柵極的掩模板圖案對(duì)光刻膠曝光顯影，形成光刻圖案(圖4中未畫出)。需要注意的是，在涂覆光刻膠之前還可以先在二氧化硅層203上涂覆抗反射層(BARC)，減少曝光顯影時(shí)的光反射。本步驟中的刻蝕采用干法刻蝕，以光刻圖案為掩膜依次對(duì)二氧化硅層203和氮化硅層202進(jìn)行干法刻蝕。下面以干法刻蝕的一種等離子體刻蝕為例，詳細(xì)說明刻蝕硬掩膜層的過程。等離子體刻蝕在等離子體蝕刻機(jī)中進(jìn)行，等離子體蝕刻機(jī)包括一個(gè)反應(yīng)室、真空系統(tǒng)、氣體供應(yīng)裝置、電源裝置組成。晶片被送入反應(yīng)室內(nèi)并由真空系統(tǒng)將反應(yīng)室壓力降低。在真空建立起來后，向反應(yīng)室內(nèi)通入刻蝕氣體。電源裝置將刻蝕氣體激發(fā)為等離子體狀態(tài)，并將反應(yīng)室置于垂直于晶片放置平面的電場環(huán)境中。在激發(fā)狀態(tài)，刻蝕氣體中的氟與晶片上未被光刻膠遮擋的氮化硅或二氧化硅反應(yīng)，生成揮發(fā)性的產(chǎn)物并由真空系統(tǒng)排除。其中，刻蝕硬掩膜層所用的刻蝕氣體是含氟(F)氣體，例如四氟化碳(CF4)、三氟氫化碳(CHF3)、二氟二氫化碳(CH2F2)和氟三氫化碳(CH3F)中的一種或多種組合；刻蝕硬掩膜層的刻蝕氣體流量范圍是50標(biāo)況毫升每分(sccm)到150sccm,例如100sccm,60sccm或150sCCm ;刻蝕氣體還包含輔助氣體氦氣(He)，控制加在刻蝕氣體的偏壓范圍是200到300伏特(V)，例如200V，270V或300V，等離子體刻蝕的反應(yīng)室內(nèi)的壓強(qiáng)范圍是I毫托(motorr)到IOmtorr,例如lmtorr, 6mtorr或IOmtorr ;等離子體刻蝕的反應(yīng)室內(nèi)的溫度范圍是10到100攝氏度CC )，例如10°C，50°C或100°C;刻蝕硬掩膜層的刻蝕氣體的第一偏轉(zhuǎn)功率的范圍是200到500瓦特(W)，例如200ff,400ff或500W。本步驟中采用終點(diǎn)檢測(cè)(Interferometry Endpoint, IEP)技術(shù)或者控制刻蝕時(shí)間的方法控制刻蝕終點(diǎn)。其中，IEP通過干涉光譜實(shí)時(shí)檢測(cè)晶片上硬掩膜層的殘留厚度，當(dāng)檢測(cè)得到完全去除了未被光刻圖案覆蓋的應(yīng)掩膜層，露出多晶硅層201時(shí)，停止刻蝕；或者根據(jù)沉積的硬掩膜層的總厚度和刻蝕的刻蝕速度，控制刻蝕時(shí)間。
本步驟中還包括，在刻蝕之后灰化去除HM204上殘留的光刻膠。步驟104、如圖5所示，以HM204為遮蔽刻蝕多晶硅層201形成柵極205 ；本步驟中，刻蝕去除未被HM204遮擋的多晶硅層201 ;本實(shí)施例中HM204由殘留的二氧化硅層203和氮化硅層202組成，刻蝕多晶硅層201是干法刻蝕，以等離子體刻蝕為例，刻蝕多晶硅層201的刻蝕氣體是溴化氫(HBr)氣體和氧氣(O2)的混合氣體，其中HBr氣體流量范圍是100標(biāo)況毫升每分(sccm)到300sccm,例如:lOOsccm，150sccm或300sccm,( 氣體流量范圍是I到IOsccm,例如lsccm,7sccm或IOsccm ;刻蝕氣體還包含輔助氣體氦氣；刻蝕多晶硅層201的刻蝕氣體的偏轉(zhuǎn)功率是0瓦特；等離子體刻蝕的反應(yīng)室內(nèi)的壓強(qiáng)范圍是I到IOmtorr,例如lmtorr, 5mtorr或IOmtorr ;等離子體刻蝕的反應(yīng)室內(nèi)溫度范圍是 10 到 100 攝氏度(°C )，例如:10。。，40。。或 IOO0C0刻蝕多晶硅層201的過程包括主刻蝕和過刻蝕兩步，保證完全刻蝕多晶硅層201形成柵極。其中，主刻蝕的終點(diǎn)控制采用IEP技術(shù)，在主刻蝕多晶硅層201的過程中，通過干涉光譜實(shí)時(shí)檢測(cè)晶片的多晶硅層201殘留的厚度，當(dāng)檢測(cè)得到晶片剩余的多晶硅層201厚度到達(dá)第一終點(diǎn)時(shí)，停止主刻蝕。過刻蝕以時(shí)間模式控制所述過刻蝕的第二終點(diǎn)為，按照經(jīng)驗(yàn)值設(shè)置時(shí)間，按照該設(shè)置的時(shí)間進(jìn)行過刻蝕，其中，所設(shè)置的時(shí)間一般為采用與過刻蝕同樣的速率，刻蝕所述多晶硅層201所需時(shí)間的30%到100%。需要注意的是，刻蝕多晶硅層201的刻蝕氣體對(duì)組成硬掩膜層的二氧化硅層203和氮化硅層202與多晶硅層201的選擇比約為I : 2，也就是說，其對(duì)二氧化硅層203和氮化硅層202的刻蝕速率與多晶硅層的刻蝕速率之比為I : 2。由于步驟101和步驟102中分別沉積的多晶硅層的厚度可知，在去除部分多晶硅層的同時(shí)也會(huì)損耗大部分的HM204甚至完全去除HM204。因此，現(xiàn)有技術(shù)以硬掩膜層為遮擋刻蝕多晶硅層201形成柵極205的方法，必然造成HM204的厚度減小甚至被完全消耗，其后果是在后續(xù)源、漏極注入和PSR步驟中，部分或全部消耗的HM204無法有效保護(hù)柵極205表面不受損傷?，F(xiàn)有技術(shù)中，雖然可以通過增加沉積二氧化硅層和/或氮化硅層厚度的方法得到更厚的硬掩膜層，用于制作HM204,從而保證在刻蝕多晶硅層201形成柵極205后仍然殘留一定厚度的HM204用于保護(hù)柵極205。但是由于高溫?zé)嵫趸练e二氧化硅層和/或氮化硅層的速度較慢，所以需要很長時(shí)間沉積足夠厚度的二氧化硅層和/或氮化硅層，這種增加沉積二氧化硅層和/或氮化硅層厚度的方法極大降低了生產(chǎn)效率。因此，如何在不損失硬掩膜層的前提下刻蝕多晶硅層形成柵極205成為了亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明解決的技術(shù)問題是以硬掩膜為遮擋刻蝕多晶硅形成柵極過程中的硬掩膜損耗。為解決上述問題，本發(fā)明的技術(shù)方案具體是這樣實(shí)現(xiàn)的一種柵極制作方法，應(yīng)用于具有多晶硅層和硬掩膜層的晶片上，該方法包括，在所述硬掩膜層上沉積氮化鈦層； 光刻后在所述氮化鈦層上形成光刻圖案，以所述光刻圖案為掩膜依次第一刻蝕所述氮化鈦層和第二刻蝕所述硬掩膜層，分別形成覆蓋層和硬掩膜，露出所述多晶硅層；灰化去除所述覆蓋層上殘留的光刻圖案；以所述覆蓋層和硬掩膜層為掩膜，第三刻蝕所述多晶硅層，形成柵極；濕法刻蝕去除所述覆蓋層。所述硬掩膜層是氮化硅層和二氧化硅層中的一種或兩種組合。所述氮化鈦層的厚度范圍是100到300埃。所述沉積氮化鈦層是化學(xué)氣相沉積。所述第一刻蝕是等離子體刻蝕，所用第一刻蝕氣體是氯氣；所述第一刻蝕氣體流量范圍是10到100標(biāo)況毫升每分；所述第一刻蝕氣體的偏壓范圍是50到150伏特；所述等離子體刻蝕的反應(yīng)室內(nèi)的壓強(qiáng)范圍是I到10毫托；所述等離子體刻蝕的反應(yīng)室內(nèi)的溫度范圍是10到100攝氏度；所述第一刻蝕氣體的第一偏轉(zhuǎn)功率的范圍是400到700瓦特。所述第二刻蝕是等離子體刻蝕，所用第二刻蝕氣體是四氟化碳、三氟氫化碳、二氟二氫化碳和氟三氫化碳(CH3F)中的一種或多種組合；第二刻蝕氣體流量范圍是50到150標(biāo)況暈升每分；所述第二刻蝕氣體的偏壓范圍是200到300伏特；等尚子體刻蝕的反應(yīng)室內(nèi)的壓強(qiáng)范圍是I到10毫托；所述等離子體刻蝕的反應(yīng)室內(nèi)的溫度范圍是10到100攝氏度；所述第二刻蝕氣體的第二偏轉(zhuǎn)功率的范圍是200到500瓦特。所述第三刻蝕是等離子體刻蝕，所用的第三刻蝕氣體是溴化氫氣體和氧氣的混合氣體；所述溴化氫氣體流量范圍是100到300標(biāo)況毫升每分；所述氧氣流量范圍是I到標(biāo)況毫升每分；所述第三刻蝕氣體的偏轉(zhuǎn)功率是0瓦特；所述等離子體刻蝕的反應(yīng)室內(nèi)的壓強(qiáng)范圍是I到50毫托；所述等離子體刻蝕的反應(yīng)室內(nèi)溫度范圍是10到100攝氏度。所述濕法刻蝕所用的刻蝕溶液是氨水、雙氧水和水以體積比為I : 2 5組成的混合溶液；所述刻蝕溶液的溫度范圍是50到80攝氏度。由上述的技術(shù)方案可見，本發(fā)明在硬掩膜上制作由氮化鈦層形成的覆蓋層，一方面利用刻蝕氣體對(duì)覆蓋層和多晶硅層的高選擇比，在以覆蓋層和硬掩膜層為掩膜刻蝕多晶硅層形成柵極的過程中，由覆蓋層保護(hù)硬掩膜不受損傷；另一方面濕法刻蝕去除覆蓋層時(shí)也不會(huì)損傷硬掩膜；從而達(dá)到減小硬掩膜損耗的目的。


圖I為現(xiàn)有技術(shù)柵極刻蝕流程圖；圖2 圖5為現(xiàn)有技術(shù)柵極刻蝕的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明柵極刻蝕流程圖；圖7 圖12為本發(fā)明柵極刻蝕的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案、及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下參照附圖并舉實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。下面結(jié)合圖7 12，說明圖6所示的現(xiàn)有技術(shù)中柵極刻蝕步驟 步驟301、如圖7所示，在晶片的器件面200沉積用于制作柵極的多晶硅層201 ；本步驟中，沉積多晶硅層201的方法是化學(xué)氣相沉積(CVD)或爐管沉積，多晶硅層201厚度范圍是700到800埃。步驟302、如圖8所示，多晶硅層201表面沉積硬掩膜層；本步驟中，為了后續(xù)形成硬掩膜層204(Hard Mask，HM)，在多晶硅層201表面沉積氮化硅層和二氧化硅層的一種或兩種組合作為硬掩膜層。本實(shí)施以依次沉積氮化硅層202和二氧化硅層203的組合為例進(jìn)行說明，采用高溫?zé)嵫趸椒ǔ练e氮化硅層202和二氧化硅層203，將晶片放入爐管后加熱并先后通入氮?dú)夂脱鯕?；多晶硅表面的硅原子與氮?dú)饣蜓鯕獍l(fā)生反應(yīng)，在多晶娃表面依次沉積氮化娃層202和二氧化娃層203。氮化娃層202和二氧化硅層203兩者的總厚度范圍是200到400埃。步驟303、如圖9所示，硬掩膜層表面沉積氮化鈦(TiN)層206 ；本步驟中，TiN層206的沉積采用化學(xué)氣相沉積(CVD)，沉積TiN層206的厚度范圍是100 300埃，例如，100埃、200埃或300埃。TiN的CVD工藝為現(xiàn)有技術(shù)，不再贅述。本步驟中，沉積TiN層的厚度僅為幾百埃且CVD的沉積速度快，不會(huì)過多影響生產(chǎn)效率。步驟304、如圖7所示，光刻后第一刻蝕TiN層206形成覆蓋層206’，露出硬掩膜層；本步驟中的光刻是指，先在TiN層206上涂覆一層光刻膠(PR)，按照柵極的掩模板圖案對(duì)光刻膠曝光顯影，形成光刻圖案207。需要注意的是，在涂覆光刻膠之前還可以先在TiN層206上涂覆抗反射層(BARC)，減少曝光顯影時(shí)的光反射。本步驟中的第一刻蝕是以光刻圖案207為掩膜的干法刻蝕；以等離子體刻蝕方法的第一刻蝕為例，第一刻蝕氣體是氯氣(Cl2),第一刻蝕氣體流量范圍是10標(biāo)況毫升每分(sccm)到IOOsccm,例如IOsccm, 60sccm或IOOsccm ;第一刻蝕氣體中可以包含輔助氣體甲烷(CH4)，控制加在第一刻蝕氣體的偏壓范圍是50到150伏特(V)，例如50V，60V或150V,等離子體刻蝕的反應(yīng)室內(nèi)的壓強(qiáng)范圍是I到10毫托(mtorr),例如lmtorr, 6mtorr或IOmtorr ;等離子體刻蝕的反應(yīng)室內(nèi)的溫度范圍是10到100攝氏度(°C )，例如10°C，50°C或100°C ;第一刻蝕氣體的第一偏轉(zhuǎn)功率的范圍是400到700瓦特(W)，例如400W，550W 或 700W。本步驟中采用終點(diǎn)檢測(cè)(Interferometry Endpoint, IEP)技術(shù)或者控制刻蝕時(shí)間的方法控制第一刻蝕的刻蝕終點(diǎn)。其中，IEP通過干涉光譜實(shí)時(shí)檢測(cè)TiN層206殘留的厚度，當(dāng)檢測(cè)得到為被光刻膠覆蓋的TiN層206部分被完全刻蝕去除，露出硬掩膜層中的二氧化硅層203時(shí)，停止第一刻蝕；或者根據(jù)沉積TiN層206的厚度和第一刻蝕的刻蝕速度，控制刻蝕時(shí)間。步驟305、如圖10所示，以光刻圖案207為掩膜，第二刻蝕硬掩膜層得到硬掩膜(HM)204 ；本步驟中的第二刻蝕是以光刻圖案為掩膜的干法刻蝕，第二刻蝕依次去除未被光刻圖案和殘留TiN層遮擋的二氧化硅層203和氮化硅層202 ;以等離子體刻蝕為例，其中，第二刻蝕所用的第二刻蝕氣體是含氟(F)氣體，例如四氟化碳(CF4)、三氟氫化碳(CHF3)、二氟二氫化碳(CH2F2)和氟三氫化碳(CH3F)中的一種或多種組合；第二刻蝕氣體流量范圍是50標(biāo)況毫升每分(sccm)到150sccm,例如lOOsccm, 60sccm或150sccm ;第二刻蝕氣體還包含輔助氣體氦氣(He)，控制加在第二刻蝕氣體的偏壓范圍是200到300伏特(V)，例如200V，270V或300V，等離子體刻蝕的反應(yīng)室內(nèi)的壓強(qiáng)范圍是I到IOmtorr，例如lmtorr，6mtorr或IOmtorr ;等離子體刻蝕的反應(yīng)室內(nèi)的溫度范圍是10到100攝氏度(V )，例如 10°C，50°C或100°C ;第二刻蝕氣體的第二偏轉(zhuǎn)功率的范圍是200到500瓦特(W)，例如200W，400W 或 500W。本步驟中采用IEP技術(shù)或者控制刻蝕時(shí)間的方法控制第二刻蝕的刻蝕終點(diǎn)。其中，IEP通過干涉光譜實(shí)時(shí)檢測(cè)晶片上二氧化硅層203和氮化硅層202的殘留厚度，當(dāng)檢測(cè)得到完全去除了未被光刻圖案覆蓋的二氧化硅層203和氮化硅層202，露出多晶硅層201時(shí)，停止第二刻蝕；或者根據(jù)沉積的二氧化硅層203和氮化硅層202厚度和第二刻蝕的刻蝕速度，控制刻蝕時(shí)間。本步驟中還包括，第二刻蝕之后灰化去除殘留的光刻膠，露出殘留TiN層形成的覆蓋層206’。需要注意的是，雖然相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明中的光刻圖案207既作為步驟304第一刻蝕TiN層206的掩膜又作為步驟305第二刻蝕硬掩膜層的掩膜，但由于掩膜的厚度較大且TiN層的厚度僅為幾百埃，所以無需增加光刻膠或者BARC層的厚度。步驟306、如圖11所示，以覆蓋層206’和HM204為掩膜第三刻蝕多晶硅層201，形成柵極205 ；本步驟中的第三刻蝕是干法刻蝕，第三刻蝕去除未被殘留TiN層和HM204遮擋的多晶硅層201 ;以等離子體刻蝕為例，其中，第三刻蝕氣體是溴化氫(HBr)氣體和氧氣(O2)的混合氣體，其中JBr氣體流量范圍是100標(biāo)況毫升每分(sccm)到300sccm,例如:lOOsccm, 150sccm 或 300sccm, O2 氣體流量范圍是 I 到 IOsccm,例如lsccm, 7sccm 或IOsccm ;第三刻蝕氣體還包含輔助氣體氦氣；第三刻蝕氣體的偏轉(zhuǎn)功率是0瓦特；等離子體刻蝕的反應(yīng)室內(nèi)的壓強(qiáng)范圍是I到50mtorr,例如lmtorr, 20mtorr,或50mtorr ;等離子體刻蝕的反應(yīng)室內(nèi)溫度范圍是10到loo攝氏度(°c)，例如io°c，4o°c*io(rc。本步驟中第三刻蝕過程包括主刻蝕和過刻蝕兩步，保證完全刻蝕多晶硅層201形成柵極205。其中，主刻蝕的終點(diǎn)控制采用IEP技術(shù)，在主刻蝕多晶硅層201的過程中，通過干涉光譜實(shí)時(shí)檢測(cè)晶片的多晶硅層201殘留的厚度，當(dāng)檢測(cè)得到晶片剩余的多晶硅層201厚度到達(dá)第一終點(diǎn)時(shí)，停止主刻蝕。過刻蝕以時(shí)間模式控制所述過刻蝕的第二終點(diǎn)為，按照經(jīng)驗(yàn)值設(shè)置時(shí)間，按照該設(shè)置的時(shí)間進(jìn)行過刻蝕，其中，所設(shè)置的時(shí)間一般為采用與過刻蝕同樣的速率，刻蝕所述多晶硅層201所需時(shí)間的30%到100%。本步驟中，第三刻蝕對(duì)多晶硅層201和TiN層206的選擇比很大，也就是第三刻蝕中多晶硅的刻蝕速率與TiN層206的刻蝕速率只比大于1000 I。這樣將TiN層206作為掩膜就不會(huì)在第三刻蝕形成柵極205時(shí)對(duì)組成HM204的二氧化硅層203和氮化硅層202造成損傷。步驟307、如圖12所示，濕法刻蝕去除HM204上方殘留TiN層形成的覆蓋層206’；本步驟中，濕法刻蝕溶液是氨水、雙氧水和水以體積比I : 2 5的比例組成的混合溶液，刻蝕溶液的溫度范圍是50到80°C，例如50°C，70°C或80°C。根據(jù)TiN層206的厚度和濕法刻蝕溶液對(duì)殘留TiN層的刻蝕速度控制刻蝕時(shí)間，由于該混合溶液對(duì)殘留TiN層和HM204的選擇比高，在完全去除殘留TiN層的同時(shí)不會(huì)損傷HM204。至此本發(fā)明的刻蝕柵極步驟結(jié)束。 本發(fā)明在硬掩膜上制作由氮化鈦層形成的覆蓋層，一方面利用刻蝕氣體對(duì)覆蓋層和多晶硅層的高選擇比，在以覆蓋層和硬掩膜為掩膜刻蝕多晶硅層形成柵極的過程中，由覆蓋層保護(hù)硬掩膜不受損傷；另一方面濕法刻蝕去除覆蓋層時(shí)也不會(huì)損傷硬掩膜；從而達(dá)到減小硬掩膜損耗的目的。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明保護(hù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種柵極制作方法，應(yīng)用于具有多晶硅層和硬掩膜層的晶片上，其特征在于，該方法包括， 在所述硬掩膜層上沉積氮化鈦層； 光刻后在所述氮化鈦層上形成光刻圖案，以所述光刻圖案為掩膜依次第一刻蝕所述氮化鈦層和第二刻蝕所述硬掩膜層，分別形成覆蓋層和硬掩膜，露出所述多晶硅層； 灰化去除所述覆蓋層上殘留的光刻圖案； 以所述覆蓋層和硬掩膜層為掩膜，第三刻蝕所述多晶硅層，形成柵極； 濕法刻蝕去除所述覆蓋層。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述硬掩膜層是氮化硅層和二氧化硅層中的一種或兩種組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述氮化鈦層的厚度范圍是100到300埃。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述沉積氮化鈦層是化學(xué)氣相沉積。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述第一刻蝕是等離子體刻蝕，所用第一刻蝕氣體是氯氣；所述第一刻蝕氣體流量范圍是10到100標(biāo)況毫升每分；所述第一刻蝕氣體的偏壓范圍是50到150伏特；所述等離子體刻蝕的反應(yīng)室內(nèi)的壓強(qiáng)范圍是I到10毫托；所述等離子體刻蝕的反應(yīng)室內(nèi)的溫度范圍是10到100攝氏度；所述第一刻蝕氣體的第一偏轉(zhuǎn)功率的范圍是400到700瓦特。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述第二刻蝕是等離子體刻蝕，所用第二刻蝕氣體是四氟化碳、三氟氫化碳、二氟二氫化碳和氟三氫化碳(CH3F)中的一種或多種組合；第二刻蝕氣體流量范圍是50到150標(biāo)況毫升每分；所述第二刻蝕氣體的偏壓范圍是200到300伏特；等離子體刻蝕的反應(yīng)室內(nèi)的壓強(qiáng)范圍是I到10毫托；所述等離子體刻蝕的反應(yīng)室內(nèi)的溫度范圍是10到100攝氏度；所述第二刻蝕氣體的第二偏轉(zhuǎn)功率的范圍是200到500瓦特。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述第三刻蝕是等離子體刻蝕，所用的第三刻蝕氣體是溴化氫氣體和氧氣的混合氣體；所述溴化氫氣體流量范圍是100到300標(biāo)況毫升每分；所述氧氣流量范圍是I到標(biāo)況毫升每分；所述第三刻蝕氣體的偏轉(zhuǎn)功率是O瓦特；所述等離子體刻蝕的反應(yīng)室內(nèi)的壓強(qiáng)范圍是I到50毫托；所述等離子體刻蝕的反應(yīng)室內(nèi)溫度范圍是10到100攝氏度。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述濕法刻蝕所用的刻蝕溶液是氨水、雙氧水和水以體積比為I : 2 5組成的混合溶液；所述刻蝕溶液的溫度范圍是50到80攝氏度。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種柵極刻蝕方法，應(yīng)用于具有多晶硅層和硬掩膜層的晶片上，該方法首先在硬掩膜層上沉積氮化鈦層，然后依次刻蝕所述氮化鈦層和硬掩膜層，分別形成覆蓋層和硬掩膜，以所述覆蓋層和硬掩膜為遮蔽刻蝕所述多晶硅層形成柵極。本發(fā)明一方面利用刻蝕氣體對(duì)覆蓋層和多晶硅層的高選擇比，在刻蝕多晶硅層形成柵極的過程中，由覆蓋層保護(hù)硬掩膜不受損傷；另一方面濕法刻蝕去除覆蓋層時(shí)也不會(huì)損傷硬掩膜，從而達(dá)到減小硬掩膜損耗的目的。
文檔編號(hào)H01L21/28GK102779741SQ20111012072
公開日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2011年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月11日
發(fā)明者周俊卿, 孟曉瑩, 張海洋 申請(qǐng)人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司