[发明专利]后栅工艺中多晶硅伪栅顶部的硬质掩膜层的回刻方法

权利要求书

1.一种后栅工艺中多晶硅伪栅顶部的硬质掩膜层的回刻方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、在半导体衬底上形成多个由栅介质层、多晶硅伪栅和硬质掩膜层叠加而成的伪栅极结构；

在所述伪栅极结构的侧面形成侧墙，所述侧墙的顶部表面高于所述多晶硅伪栅的顶部表面且低于等于所述硬质掩膜层的顶部表面；

所述伪栅极结构的所述侧墙之间具有间隔区；同一所述半导体衬底上的所述伪栅极结构的宽度包括多个，所述间隔区的宽度包括多个；

步骤二、沉积旋涂碳层将所述伪栅极结构之间的所述间隔区完全填充并延伸到各所述伪栅极结构的表面上方；

步骤三、进行无光罩定义的第一次回刻对所述旋涂碳层进行刻蚀，所述第一次回刻完成后所述旋涂碳层仅位于所述间隔区中以及所述间隔区外部的所述旋涂碳层都被去除；

所述旋涂碳层在不同宽度的所述伪栅极结构和不同宽度的所述间隔区的分布区域中的刻蚀负载差异满足使所述第一次回刻采用无光罩的一次性全面刻蚀的要求；

所述第一次回刻后所述旋涂碳层的厚度满足后续第二次回刻中对所述间隔区的所述半导体衬底表面结构进行保护的要求；

所述第一次回刻后的所述旋涂碳层还同时满足减少或消除附着在所述侧墙上的旋涂碳层残留的要求，以保证所述旋涂碳层都位于所述多晶硅伪栅的顶部表面以下，使后续第二次回刻中不形成牛角或使牛角高度较小；

步骤四、以所述旋涂碳层为掩膜进行第二次回刻对所述硬质掩膜层进行刻蚀，所述第二次回刻同时对所述硬质掩膜层两侧的所述侧墙进行同步刻蚀；

步骤五、去除所述旋涂碳层。

2.如权利要求1所述的后栅工艺中多晶硅伪栅顶部的硬质掩膜层的回刻方法，其特征在于：所述半导体衬底包括硅衬底。

3.如权利要求2所述的后栅工艺中多晶硅伪栅顶部的硬质掩膜层的回刻方法，其特征在于：所述硬质掩膜层由第一氮化层和第二氧化层叠加而成。

4.如权利要求3所述的后栅工艺中多晶硅伪栅顶部的硬质掩膜层的回刻方法，其特征在于：步骤四中，所述第二次回刻工艺将所述第二氧化层完全去除，所述第一氮化层保留。

5.如权利要求3所述的后栅工艺中多晶硅伪栅顶部的硬质掩膜层的回刻方法，其特征在于：所述侧墙的材料包括氮化层或氧化层。

6.如权利要求1所述的后栅工艺中多晶硅伪栅顶部的硬质掩膜层的回刻方法，其特征在于：所述栅介质层包括高介电常数层。

7.如权利要求1所述的后栅工艺中多晶硅伪栅顶部的硬质掩膜层的回刻方法，其特征在于：步骤一中，在形成所述伪栅极结构之前还包括在所述半导体衬底中形成有场氧化层的步骤，由所述场氧化层隔离出有源区。

8.如权利要求7所述的后栅工艺中多晶硅伪栅顶部的硬质掩膜层的回刻方法，其特征在于：所述有源区包括核心区域对应的有源区和输入输出区域对应的有源区；

半导体器件包括核心器件和输入输出器件，所述核心器件形成于所述核心区域中；所述输入输出器件形成于所述输入输出区域中。

9.如权利要求8所述的后栅工艺中多晶硅伪栅顶部的硬质掩膜层的回刻方法，其特征在于：所述核心器件包括第一N型场效应晶体管和第一P型场效应晶体管；

所述输入输出器件包括第二N型场效应晶体管和第二P型场效应晶体管。

10.如权利要求9所述的后栅工艺中多晶硅伪栅顶部的硬质掩膜层的回刻方法，其特征在于：步骤一中，还包括在所述半导体衬底的选定区域中形成P阱和N阱的步骤，所述第一N型场效应晶体管和所述第二N型场效应晶体管的形成区域中形成有P阱，所述第一P型场效应晶体管和所述第二P型场效应晶体管的形成区域中形成有N阱。

11.如权利要求9所述的后栅工艺中多晶硅伪栅顶部的硬质掩膜层的回刻方法，其特征在于：步骤一中，在所述侧墙形成之后，还包括在所述伪栅极结构两侧的所述有源区中形成源区和漏区的步骤。