[发明专利]一种多尺寸栅极及其制造方法

权利要求书

1.一种多尺寸栅极的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供一基底，所述基底包括第一区和第二区，所述基底上形成有栅极膜层、硅材料层和图形化的第一光刻胶层，图形化的所述第一光刻胶层在第一区具有第一图形，在第二区具有第二图形，所述第一图形具有第一开口，所述第二图形具有第二开口；

以图形化的所述第一光刻胶层为掩模，刻蚀所述硅材料层，并将所述第一图形和第二图形复制至所述硅材料层中；

在所述基底上形成第一硬掩模层，所述第一硬掩模层覆盖了所述硅材料层的表面，以及所述第一开口和第二开口的侧壁，再刻蚀所述硅材料层表面上的所述第一硬掩模层，以形成图形化的第一硬掩模层；

在所述基底上形成图形化的第二光刻胶层，并以图形化的所述第二光刻胶层为掩模，刻蚀去除所述第二开口侧壁上的第一硬掩模层；

在所述基底上形成第二硬掩模层，所述第二硬掩模层覆盖了所述硅材料层的表面，以及所述第一开口和第二开口的侧壁，再刻蚀所述硅材料层表面上的所述第二硬掩模层，以形成图形化的第二硬掩模层；以及

以图形化的第一硬掩模层和图形化的第二硬掩模层为掩模，依次刻蚀所述硅材料层和栅极膜层，并停止在部分深度的所述栅极膜层中，以形成图形化的栅极膜层。

2.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，在所述基底上形成第一硬掩模层，所述第一硬掩模层覆盖了所述硅材料层的表面，以及所述第一开口和第二开口的侧壁，再刻蚀所述硅材料层表面上的所述第一硬掩模层，以形成图形化的第一硬掩模层包括以下步骤：

采用ALD原子层沉积工艺在所述基底上沉积均匀厚度的第一硬掩模层，所述第一硬掩模层覆盖了所述硅材料层的表面，以及所述第一开口和第二开口的侧壁；以及

采用干法刻蚀工艺刻蚀所述硅材料层表面上的所述第一硬掩模层，以形成图形化的第一硬掩模层。

3.如权利要求2所述的制造方法，其特征在于，在所述基底上形成图形化的第二光刻胶层，并以图形化的所述第二光刻胶层为掩模刻蚀去除所述第二开口侧壁上的第一硬掩模层包括以下步骤：

在所述基底上形成第二光刻胶层

利用KRF光刻机使用双次光刻法对所述第二光刻胶层进行光刻，以形成图形化的第二光刻胶层；

以图形化的所述第二光刻胶层为掩模，采用湿法刻蚀工艺刻蚀去除所述第二开口侧壁上的第一硬掩模层；以及

通过灰化方式和清洗工艺去除剩余所述第二光刻胶层。

4.如权利要求3所述的制造方法，其特征在于，在所述基底上形成第二硬掩模层，所述第二硬掩模层覆盖了所述硅材料层的表面，以及所述第一开口和第二开口的侧壁，再刻蚀所述硅材料层表面上的所述第二硬掩模层，以形成图形化的第二硬掩模层包括以下步骤：

采用ALD原子层沉积工艺在所述基底上沉积均匀厚度的第二硬掩模层，所述第二硬掩模层覆盖了所述硅材料层的表面，以及所述第一开口和第二开口的侧壁；以及

采用干法刻蚀工艺刻蚀所述硅材料层表面上的所述第二硬掩模层，以形成图形化的第二硬掩模层。

5.如权利要求2或4所述的制造方法，其特征在于，所述第一硬掩模层的厚度为16nm-20nm；所述第二硬掩模层的厚度为16nm-20nm。

6.如权利要求5所述的制造方法，其特征在于，所述第一硬掩模层和第二硬掩模层的厚度相同。

7.如权利要求6所述的制造方法，其特征在于，所述第一硬掩模层的材料包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅、碳氧化硅、碳氮氧化硅或无定形碳中的一种或组合；所述第二硬掩模层的材料包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅、碳氧化硅、碳氮氧化硅或无定形碳中的一种或组合。

8.如权利要求7所述的制造方法，其特征在于，所述第一硬掩模层和第二硬掩模层的材料相同。