专利名称：栅极制造方法
技术领域：
本发明涉及集成电路制造领域，特别是涉及一种栅极制造方法。
背景技术：
当半导体器件制造技术发展到深亚微米(deepsubmicron)工艺时，集成电 路的集成度越来越高，半导体器件的尺寸越来越小，栅极的尺寸也越来越小。 目前，半导体器件一般釆用多晶硅作为栅极的材料。
详细的，请参考图1A至图1E，其为现有的栅极制造方法的各步骤相应结 构的剖面示意图。
首先，如图1A所示，在村底110上形成栅氧化层120、多晶硅层130和硬 掩膜层140,并在所述石更掩膜层140上形成光阻层。随着4册;f及尺寸的不断减小， 光阻层的厚度也越来越薄， 一般来说，光阻层的厚度仅为几千埃。接着，通过 光刻和显影工艺，形成图案化光阻层151。
然后，如图1B所示，以所述图案化光阻层151为掩膜，干法刻蚀所述硬掩 膜层140,形成图案化硬掩膜层141。所述硬掩膜层140的材料可以为二氧化硅 或氮氧化硅。由于刻蚀硬掩膜层140所采用的刻蚀气体对光阻也有刻蚀作用， 因此在此步骤中，所述图案化光阻层151也被刻蚀掉一部分。
接着，如图1C所示，通过氧气等离子灰化的方式，移除剩余的图案化光阻 层152。
接下来，如图1D所示，以所述图案化硬掩膜层141为掩膜，干法刻蚀多晶 硅层130和栅氧化层120,同时，所述图案化硬掩膜层141也被刻蚀掉一部分。
最后，如图1E所示，利用湿法方式移除剩余的硬掩膜层142，以形成栅极 结构。
目前，业界通常利用同一刻蚀腔刻蚀所述硬掩膜层、多晶硅层和栅氧化层， 并利用该刻蚀腔移除剩余的图案化光阻层，然而，通过氧气等离子灰化的方式移除光阻的过程中极易产生光阻残渣，这些光阻残渣附着在晶片表面或刻蚀腔 内部，影响后续刻蚀过程的正常进行，导致刻蚀异常停止，降低了半导体器件 的良率。
但是，若选择单独的设备移除光阻，虽可避免出现光阻残渣等缺陷，却增 加了生产成本，并且需将晶片从一腔式转移至另一设备，延长了工艺时间。
发明内容
本发明提供一种栅极制造方法，可避免出现光阻残渣现象，提高半导体器 件的良率，并可缩短工艺时间，降低生产成本，提高生产效率。
为解决上述技术问题，本发明提供一种栅极制造方法，包括提供一衬底； 在所述衬底上依次形成栅氧化层、多晶硅层、硬掩膜层和图案化光阻层；以所 述图案化光阻层为掩膜，刻蚀所述硬掩膜层，形成图案化硬掩膜层，同时所述 图案化光阻层被部分移除；以剩余的图案化光阻层和所述图案化硬掩膜层为掩 膜，刻蚀所述多晶硅层和栅氧化层，同时所述剩余的图案化光阻层被完全移除， 所述图案化硬掩膜层被部分移除；移除剩余的图案化硬掩膜层，形成对册极。 进一步的，所述硬掩膜层的材料为二氧化硅或氮氧化^洼。 进一步的，所述图案化光阻层的厚度为2600 2800埃。 进一步的，通过湿法方式移除剩余的图案化硬掩膜层。 从以上技术方案可以得出，与现有技术相比，本发明具有以下优点 本发明所提供的栅极制造方法，在刻蚀硬掩膜层的过程中去除部分光阻， 并在刻蚀所述多晶硅层和栅氧化层的过程中，去除剩余的光阻，省去了移除光 阻的步骤，节约了生产成本，提高了生产效率，同时也避免光阻残渣现象的出 现，提高了半导体器件的良率。
图1 A 1E为现有栅极制造方法的各步骤相应结构的剖面示意图； 图2为本发明一实施例所提供的栅极制造方法的流程图； 图3A 3D为本发明一实施例所提供的栅极制造方法的各步骤相应结构的剖 面示意图。
具体实施例方式
为使本发明的目的、特征更明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施 方式作进一步的说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精 准的比率，仅用以方^f更、明晰地辅助说明本发明一实施例的目的。
本发明的核心思想在于，省去移除光阻的步骤，而是在刻蚀硬掩膜层的过 程中移除一部分图案化光阻层，并在刻蚀多晶硅层和栅氧化层的过程中，移除 剩余的图案化光阻层，节约了生产成本，提高了生产效率，同时也可避免出现 光阻残渣，提高了半导体器件的良率。
请参考图2，其为本发明一实施例所提供的栅才及制造方法的流程图，结合该 图，该方法包括步骤
步骤21,提供一村底；
步骤22，在所述衬底上依次形成栅氧化层、多晶硅层、硬掩膜层和图案化 光阻层；
步骤23,以所述图案化光阻层为掩膜，刻蚀所述硬掩膜层，形成图案化硬 掩膜层，同时所述图案化光阻层被部分移除；
步骤24,以剩余的图案化光阻层和所述图案化硬掩膜层为掩膜，刻蚀所述 多晶硅层和栅氧化层，同时所述剩余的图案化光阻层被完全移除，所述图案化 硬掩膜层被部分移除；
步骤25,移除剩余的图案化硬掩膜层，形成4册极。
下面将结合剖面示意图对本发明的4册极制造方法进行更详细的描述，其中 表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以《奮改在此描述的本 发明，而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领 域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。
图3A 3D为本发明一实施例所提供的栅极制造方法的各步骤相应结构的剖 面示意图。
参照图3A，首先，提供一半导体衬底310，在所述衬底310上依次形成栅 氧化层320、多晶硅层330、硬掩膜层340。所述半导体衬底310的材料可以是 单晶硅、多晶硅、非晶硅中的一种，所述栅氧化层320的材料可以为二氧化硅、氮氧化硅中的一种或组合，所述硬掩膜层340的材料可以为二氧化硅或氮氧化 硅。优选的，所述硬掩膜层340为二氧化珪，可通过热氧化或化学气相沉积的 方式形成。
在所述石更掩膜层340上形成有光阻层，并通过光刻和显影工艺，形成图案 化光阻层351。由于栅极的尺寸越来越小，因此光阻层的厚度也在不断减小，例 如，对于193nm的光阻而言，所述图案化光阻层的厚度仅为2600~2800埃。
参考图3B，以所述图案化光阻层351为掩膜，刻蚀所述硬掩膜层340,形 成一图案化硬掩膜层341。
为了获得较佳的边缘轮廓，所述刻蚀过程一般采用的是干法刻蚀，所述干 法刻蚀依刻蚀产生的原理可分为化学性刻蚀(Chemical Etching),物理性刻蚀 (Physical Etching)和反应离子刻蚀(RIE )。其中，化学性刻蚀主要是利用等离 子(plasma)产生的原子团(Radicals)或反应性(Reactive)离子与净皮刻蚀层产 生活性化学反应进行刻蚀。物理性刻蚀是指利用被电浆与阴极电极间的电位差 所加速的带正电荷离子，而轰击电极板表面，这种现象称为"离子轰击"，也称 为濺射刻蚀。反应离子刻蚀是介于化学性刻蚀和物理性刻蚀之间的主流刻蚀技 术，在物性和化性之间取得一个平衡点，找出最佳的工艺参数。
在刻蚀过程中，；波刻蚀物质上层的遮挡物质(如光阻和硬掩膜层)或下层 的物质这些本来不需要被刻蚀的膜层也会同时遭到刻蚀，刻蚀工序的一个重要 的目标就是获得高选择比，所谓选择比即为不同物质之间刻蚀速率的比值。但 是无论利用上述哪种刻蚀方式，也无法保证光阻完全不被刻蚀。因此在实际刻 蚀过程中，刻蚀所述硬掩膜层340的同时，所述图案化光阻层351也被刻蚀掉 一部分。
参考图3C，以剩余的图案化光阻层352和图案化硬掩膜层341为掩膜，刻 蚀所述多晶硅层330和栅氧化层320。
同时，所述图案化硬掩膜层341被刻蚀掉一部分，由于光阻层非常薄，所 以剩余的图案化光阻层352可被完全移除，因此无需另外增加光阻移除步骤， 节约了成本，提高了生产效率，同时也可避免光阻残渣现象的出现，提高了半 导体器件的良率。
参考图3D,最后，通过湿法方式移除剩余的图案化石更掩膜层342,以形成
6栅极结构。优选的，可利用氬氟酸去除剩余的图案化硬掩膜层342，本领域技术 人员可以通过实验获知具体的工艺参数，本发明不予限定。
综上所述，本发明省去了移除光阻的步骤，而是在刻蚀硬掩膜层的过程中 移除部分图案化光阻层，并在刻蚀多晶硅层和栅氧化层的过程中，移除剩余的 图案化光阻层，节约了成本，提高了生产效率，同时也避免光阻残渣现象的出 现，提高了半导体器件的良率。
明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及 其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
权利要求
1、一种栅极制造方法，包括提供一衬底；在所述衬底上依次形成栅氧化层、多晶硅层、硬掩膜层和图案化光阻层；以所述图案化光阻层为掩膜，刻蚀所述硬掩膜层，形成图案化硬掩膜层，同时所述图案化光阻层被部分移除；以剩余的图案化光阻层和所述图案化硬掩膜层为掩膜，刻蚀所述多晶硅层和栅氧化层，同时所述剩余的图案化光阻层被完全移除，所述图案化硬掩膜层被部分移除；移除剩余的图案化硬掩膜层，形成栅极。
2、 如权利要求1所述的栅极制造方法，其特征在于，所述硬掩膜层的材料 为二氧化硅或氮氧化硅。
3、 如权利要求1所述的栅极制造方法，其特征在于，所述图案化光阻层的 厚度为2600~2800埃。
4、 如权利要求1所述的栅极制造方法，其特征在于，通过湿法方式移除剩 余的图案化硬掩膜层。
全文摘要
本发明揭露了一种栅极制造方法，包括提供一衬底；在所述衬底上依次形成栅氧化层、多晶硅层、硬掩膜层和图案化光阻层；以所述图案化光阻层为掩膜，刻蚀所述硬掩膜层，形成图案化硬掩膜层，同时所述图案化光阻层被部分移除；以剩余的图案化光阻层和所述图案化硬掩膜层为掩膜，刻蚀所述多晶硅层和栅氧化层，同时所述剩余的图案化光阻层被完全移除，所述图案化硬掩膜层被部分移除；移除剩余的图案化硬掩膜层，形成栅极。本发明可避免光阻残渣现象的出现，提高了半导体器件的良率，并可节约生产成本，提高生产效率。
文档编号H01L21/02GK101567313SQ20091005254
公开日2009年10月28日 申请日期2009年6月4日 优先权日2009年6月4日
发明者裴 奚, 张振兴, 杨昌辉, 石小兵, 莉 黄, 齐龙茵 申请人:上海宏力半导体制造有限公司