4、側(cè)墻202和刻蝕停止層203部分去除。
[0076]接著，繼續(xù)參考圖11和圖12，執(zhí)行步驟S16，去除第二犧牲層206，在所述柵極凹槽209內(nèi)填充金屬材料層210’形成金屬柵極210。
[0077]本實(shí)施例中，第二犧牲層206的材料為非晶碳時(shí)，可以采用灰化的方法去除。當(dāng)?shù)诙奚鼘?06的材料為第一聚合物時(shí)，可以采用灰化或濕法腐蝕的方法去除。所述濕法腐蝕劑為含氫氟酸溶液。
[0078]本實(shí)施例中，為了節(jié)省工藝步驟，同時(shí)去除第二犧牲層206和犧牲側(cè)墻208。其他實(shí)施例中也可以分步驟去除第二犧牲層206和犧牲側(cè)墻208。
[0079]在去除第二犧牲層206和犧牲側(cè)墻208后，形成金屬材料層，填充柵極凹槽209并且覆蓋側(cè)墻202頂部、刻蝕停止層203頂部和層間介質(zhì)層204。然后，參考圖12，去除高于層間介質(zhì)層204頂部的金屬材料層，形成金屬柵極210。
[0080]在其他實(shí)施例中，如果柵極凹槽底部為氧化硅柵介質(zhì)層，去除第二犧牲層和犧牲側(cè)墻的步驟之后，形成金屬材料層的步驟之前，需要去除氧化硅柵介質(zhì)層，然后在柵極凹槽的底部和側(cè)壁形成高k柵介質(zhì)層。
[0081]本實(shí)施例中，外延生長(zhǎng)形成的第一犧牲層不僅覆蓋了偽柵極的頂部，還覆蓋側(cè)墻頂部、刻蝕停止層頂部和部分層間介質(zhì)層。接著，在層間介質(zhì)層上形成第二犧牲層，所述第二犧牲層頂部與所述第一犧牲層頂部相平。去除第一犧牲層后，在第二犧牲層內(nèi)形成的開口底部不僅露出了偽柵極的頂部，還露出了側(cè)墻頂部、刻蝕停止層頂部和部分層間介質(zhì)層。因此，需要在開口的側(cè)壁形成犧牲側(cè)墻，相鄰的兩個(gè)犧牲側(cè)墻之間只露出偽柵極。這樣，刻蝕去除偽柵極的過(guò)程中，犧牲側(cè)墻和第二犧牲層共同保護(hù)側(cè)墻頂部、刻蝕停止層頂部和部分層間介質(zhì)層不受損傷，因此，刻蝕去除偽柵極的過(guò)程中，不會(huì)引起層間介質(zhì)層、側(cè)墻和刻蝕停止層的高度下降。從而使形成的柵極凹槽的深度不會(huì)減小，保證了后續(xù)在柵極凹槽內(nèi)形成的金屬柵極的高度，提高了金屬柵極的性能。
[0082]之所以采用外延生長(zhǎng)的方法形成至少覆蓋偽柵極頂部的第一犧牲層，理由如下:采用外延生長(zhǎng)的方法形成第一犧牲層，第一犧牲層能夠?qū)螙艠O全部覆蓋，而且，第一犧牲層的位置決定了第二犧牲層內(nèi)的開口的位置，從而使得第二犧牲層和開口側(cè)壁的犧牲側(cè)墻能夠準(zhǔn)確的將偽柵極的頂部露出。進(jìn)而能夠準(zhǔn)確的將偽柵極去除，同時(shí)，避免側(cè)墻、刻蝕停止層和層間介質(zhì)層受損傷。這個(gè)過(guò)程是自對(duì)準(zhǔn)過(guò)程，在刻蝕去除偽柵極前，形成的第二犧牲層和犧牲側(cè)墻能夠精確的將偽柵極露出。
[0083]而【背景技術(shù)】中的第二種嘗試中提到:如果直接在層間介質(zhì)層頂部形成圖案化的光刻膠，理想情況下希望該圖案化的光刻膠只露出偽柵極的頂部。然而，偽柵極的CD尺寸和光刻工藝的對(duì)準(zhǔn)精度的限制，使得圖案化的光刻膠無(wú)法準(zhǔn)確的只露出偽柵極，同時(shí)也會(huì)或多或少的露出側(cè)墻、刻蝕停止層和層間介質(zhì)層中一種、兩種或三種。因此，在刻蝕去除偽柵極的過(guò)程中，會(huì)使側(cè)墻、刻蝕停止層和層間介質(zhì)層受損。
[0084]因此，采用本實(shí)施例的方法能夠避免所述第二種嘗試遇到的對(duì)準(zhǔn)精度差的問(wèn)題，采用自對(duì)準(zhǔn)的方法可以很好的保護(hù)層間介質(zhì)層、側(cè)墻頂部和刻蝕停止層頂部在去除偽柵極的過(guò)程中不受損傷，從而使柵極凹槽的深度不會(huì)減小，進(jìn)而使后續(xù)形成的金屬柵極的高度不會(huì)減小。
[0085]其他實(shí)施例中，利用外延生長(zhǎng)形成的第一犧牲層只覆蓋偽柵極頂部和側(cè)墻頂部也屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0086]其他實(shí)施例中，第一犧牲層只覆蓋偽柵極頂部、側(cè)墻頂部和刻蝕停止層頂部也屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0087]其他實(shí)施例中，第一犧牲層只覆蓋偽柵極頂部，也屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。需要說(shuō)明的是，去除第一犧牲層后，在第二犧牲層形成的開口底部只露出了偽柵極頂部，因此，不需要在第二犧牲層的開口側(cè)壁形成犧牲側(cè)墻的步驟。去除第一犧牲層后，可以直接去除偽柵極。接著去除第二犧牲層形成柵極凹槽。
[0088]雖然本發(fā)明披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動(dòng)與修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種金屬柵極的形成方法，其特征在于，包括: 提供半導(dǎo)體襯底，在所述襯底表面形成偽柵極，在襯底上形成層間介質(zhì)層，所述層間介質(zhì)層頂部與所述偽柵極頂部相平； 利用外延生長(zhǎng)形成至少覆蓋所述偽柵極頂部的第一犧牲層； 在層間介質(zhì)層上形成第二犧牲層，所述第二犧牲層頂部與所述第一犧牲層頂部相平； 去除所述第一犧牲層，在所述第二犧牲層內(nèi)形成開口，所述開口底部露出所述偽柵極頂部； 去除所述第一犧牲層后，去除所述偽柵極，在所述層間介質(zhì)層內(nèi)形成柵極凹槽； 去除第二犧牲層，在所述柵極凹槽內(nèi)填充金屬層形成金屬柵極。
2.如權(quán)利要求1所述的金屬柵極的形成方法，其特征在于，在層間介質(zhì)層上形成第二犧牲層的方法包括: 形成第二犧牲材料層，覆蓋所述層間介質(zhì)層和第一犧牲層； 去除高于第一犧牲層頂部的第二犧牲材料層。
3.如權(quán)利要求2所述的金屬柵極的形成方法，其特征在于，所述第二犧牲層的材料為非晶碳、第一聚合物或底部抗反射層，所述第一聚合物包括碳元素或者氟、溴、氯元素中的一種或它們的任意組合。
4.如權(quán)利要求3所述的金屬柵極的形成方法，其特征在于，形成所述第二犧牲材料層的方法為沉積或涂抹； 去除高于第一犧牲層頂部的第二犧牲材料層的方法為化學(xué)機(jī)械研磨或刻蝕。
5.如權(quán)利要求3所述的金屬柵極的形成方法，其特征在于，去除第二犧牲層的方法為灰化。
6.如權(quán)利要求1所述的金屬柵極的形成方法，其特征在于，所述第一犧牲層還覆蓋部分層間介質(zhì)層，去除第一犧牲層后，去除所述偽柵極的步驟之前， 還包括步驟:在所述開口側(cè)壁形成犧牲側(cè)墻； 去除所述偽柵極的步驟之后，去除第二犧牲層的步驟之前，還包括步驟:去除所述犧牲側(cè)墻。
7.如權(quán)利要求6所述的金屬柵極的形成方法，其特征在于，所述犧牲側(cè)墻的形成方法包括: 形成犧牲側(cè)墻材料層，填充所述開口并覆蓋所述第二犧牲層； 刻蝕所述犧牲側(cè)墻材料層，在所述開口側(cè)壁形成犧牲側(cè)墻。
8.如權(quán)利要求7所述的金屬柵極的形成方法，其特征在于，所述犧牲側(cè)墻的材料為第二聚合物，所述第二聚合物由烴類氣體制備。
9.如權(quán)利要求8所述的金屬柵極的形成方法，其特征在于，去除所述犧牲側(cè)墻的方法為灰化。
10.如權(quán)利要求1所述的金屬柵極的形成方法，其特征在于，所述第一犧牲層的材料與所述偽柵極的材料相同。
11.如權(quán)利要求10所述的金屬柵極的形成方法，其特征在于，所述偽柵極的材料為多晶娃，所述第一犧牲層的材料為多晶娃。
12.如權(quán)利要求11所述的金屬柵極的形成方法，其特征在于，去除第一犧牲層的方法為濕法腐蝕或者干法刻蝕。
13.如權(quán)利要求1所述的金屬柵極的形成方法，其特征在于，在所述襯底表面形成偽柵極的步驟之后，在襯底上形成層間介質(zhì)層的步驟之前，還包括: 在所述偽柵極周圍形成側(cè)墻。
14.如權(quán)利要求1所述的金屬柵極的形成方法，其特征在于，所述層間介質(zhì)層的材料為氧化硅。
15.如權(quán)利要求1所述的金屬柵極的形成方法，其特征在于，在所述襯底和所述偽柵極之間還包括柵介質(zhì)層，所述柵極凹槽底部露出所述柵介質(zhì)層，所述柵介質(zhì)層為高k柵介質(zhì)層。
16.如權(quán)利要求1所述的金屬柵極的形成方法，其特征在于，在所述襯底和所述偽柵極之間還包括柵介質(zhì)層，所述柵極凹槽底部露出所述柵介質(zhì)層，所述柵介質(zhì)層為氧化硅層，去除第二犧牲層之后，在所述柵極凹槽內(nèi)填充金屬層的步驟之前，還包括:去除所述氧化硅層，在所述柵極凹槽的底部和側(cè)壁形成高k柵介質(zhì)層。
【專利摘要】一種金屬柵極的形成方法，包括：提供半導(dǎo)體襯底，在襯底表面形成偽柵極，在襯底上形成層間介質(zhì)層，層間介質(zhì)層頂部與偽柵極頂部相平；利用外延生長(zhǎng)形成至少覆蓋偽柵極頂部的第一犧牲層；在層間介質(zhì)層上形成第二犧牲層，第二犧牲層頂部與第一犧牲層頂部相平；去除第一犧牲層，在第二犧牲層內(nèi)形成開口，開口底部露出偽柵極頂部；去除第一犧牲層后，去除偽柵極，在層間介質(zhì)層內(nèi)形成柵極凹槽；去除第二犧牲層，在柵極凹槽內(nèi)填充金屬層形成金屬柵極。采用本發(fā)明的方法能夠很好的保護(hù)層間介質(zhì)層去除偽柵極的過(guò)程中不受損傷，從而使柵極凹槽的深度不會(huì)減小，進(jìn)而使后續(xù)形成的金屬柵極的高度不會(huì)減小，提高了后續(xù)形成的器件的性能。
【IPC分類】H01L21-28
【公開號(hào)】CN104752185
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310754250
【發(fā)明人】何其暘, 李鳳蓮
【申請(qǐng)人】中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司
【公開日】2015年7月1日
【申請(qǐng)日】2013年12月31日