[发明专利]图形化膜层的方法、形成栅极、MOS晶体管的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及图形化膜层的方法、形成栅极的方法。

背景技术

传统工艺中形成栅极的方法为：提供基底，所述基底顶层为栅介质层；在所述栅介质层上形成多晶硅层；在所述多晶硅层上形成光刻胶层，并对光刻胶层进行曝光、显影形成图形化的光刻胶层；以图形化的光刻胶层为掩膜刻蚀所述多晶硅层形成栅极。

然而，随着半导体器件关键尺寸的越来越小，在半导体工艺的工艺结点(二分之一孔距)小于32nm时，在193nm(纳米)水沉浸式光刻条件下利用一个掩膜版作为掩膜形成图形化工艺遇到了物理限制，相邻的图形孔距过小，由于光学邻近效应，会出现相邻图形粘连的现象。因此，半导体器件关键尺寸的越来越小，在半导体工艺的工艺结点(二分之一孔距)小于32nm时，利用传统的图形化多晶硅层的工艺形成栅极会出现相邻图形粘连的现象。

为了解决以上的技术问题，现有技术中提出了双重图形化的技术，将需要转移到光刻胶层上的图形分成第一图形和第二图形，也就是将图形化的光刻胶层分成第一图形化的光刻胶层和第二图形化的光刻胶层，分两次对多晶硅层进行图形化。具体为：提供基底，所述基底顶层为栅介质层；在所述栅介质层上形成多晶硅层；在所述多晶硅层上形成第一图形化的光刻胶层；以图形化的第一光刻胶层为掩膜刻蚀所述多晶硅层；之后，在刻蚀后的多晶硅层上形成第二图形化的光刻胶层，以第二图形化的光刻胶层为掩膜继续刻蚀所述多晶硅层，形成栅极。

现有技术中也公开了许多图形化的方法，例如2008年5月30日申请的申请号为200810113985.3的中国专利申请中公开的图形化基底的方法。

发明内容

本发明要解决的问题是现有技术的双重图形化的方法步骤复杂。

为解决上述问题，本发明提供一种图形化膜层的方法，包括：

提供基底；

在所述基底上形成图形化的牺牲层；

在所述基底上形成膜层，所述膜层的上表面与所述图形化的牺牲层的上表面相平；

在所述膜层上形成图形层，所述图形层和图形化的牺牲层共同定义出膜层图形化的图形；

以所述图形层为掩膜刻蚀所述膜层，形成图形化的膜层；

去除所述图形层、图形化的牺牲层。

可选的，所述膜层为多晶硅层；

所述基底的顶层为栅介质层，所述多晶硅层、图形化的牺牲层形成在所述基底的栅介质层上；

所述图形化的膜层为栅极。

可选的，所述膜层为硬掩膜层；

所述基底的顶层依次为栅介质层和伪栅层，所述伪栅层形成在所述栅介质层上，所述硬掩膜层形成在所述伪栅层上。

可选的，所述伪栅层的材料为多晶硅。

可选的，所述牺牲层的材料为氮化硅、金属、无定型碳、掺碳硅、或者聚合物。

可选的，在所述基底上形成图形化的牺牲层包括：

在所述基底上形成牺牲层；

在所述牺牲层上形成光刻胶层；

利用光刻或者压印所述光刻胶层形成图形化的光刻胶层，之后以图形化的光刻胶层为掩膜刻蚀牺牲层，形成图形化的牺牲层；

去除图形化的光刻胶层。

可选的，利用湿法刻蚀去除所述图形化的牺牲层。

可选的，所述图形层为图形化的光刻胶层；

在所述膜层上形成图形层包括：在所述膜层上形成光刻胶层，利用曝光、显影工艺图形化所述光刻胶层形成图形化的光刻胶层。

可选的，利用灰化去除所述图形层。

可选的，所述形成膜层的方法包括：

利用气相沉积形成膜层，覆盖所述基底和所述图形化的牺牲层；

对所述膜层进行平坦化至暴露出所述图形化的牺牲层的上表面，使膜层的上表面与图形化的牺牲层的上表面相平。

可选的，所述栅介质层的材料为氧化硅。

可选的，所述硬掩膜层的材料为氮化硅。

本发明还提供一种形成栅极的方法，包括：

用以上所述的方法形成图形化的硬掩膜层；

以所述图形化的硬掩膜层为掩膜依次刻蚀所述伪栅层、栅介质层，刻蚀后的伪栅层形成伪栅极；

形成层间介质层，覆盖所述基底，所述层间介质层的上表面与所述伪栅极的上表面相平；

去除所述伪栅极形成伪栅极沟槽；

在所述伪栅极沟槽内填充导电材料形成栅极。

可选的，所述导电材料为金属。

可选的，所述硬掩膜层的材料为氮化硅。