[发明专利]栅极结构形成方法

权利要求书

1.一种栅极结构形成方法，其特征在于，包括如下步骤：

提供衬底；

在所述衬底表面依次形成栅介质层、多晶硅层、金属硅化物层和硬掩膜层；

在所述硬掩膜层表面形成光刻胶图形，所述光刻胶图形与栅极对应；

以所述光刻胶图形为掩膜，采用等离子体刻蚀工艺，依次刻蚀硬掩膜层、金属硅化物层和多晶硅层，形成栅极；且所述金属硅化物层的宽度小于多晶硅层；

对金属硅化物层、多晶硅层、栅介质层以及衬底进行退火。

2.如权利要求1所述的栅极结构形成方法，其特征在于，所述栅介质层材料为氧化硅。

3.如权利要求1所述的栅极结构形成方法，其特征在于，所述栅介质层厚度为10埃至200埃。

4.如权利要求1所述的栅极结构形成方法，其特征在于，所述金属硅化物材料为硅化钨、硅化钛、硅化钴或者硅化镍。

5.如权利要求1所述的栅极结构形成方法，其特征在于，所述金属硅化物的厚度为300埃至3000埃。

6.如权利要求1所述的栅极结构形成方法，其特征在于，所述刻蚀硬掩膜层的工艺参数为：刻蚀设备腔体压力为10毫托至50毫托，顶部射频功率为200瓦至500瓦，底部射频功率为50瓦至150瓦，CHF₃流量为每分钟20标准立方厘米至每分钟40标准立方厘米，CH₂F₂流量为每分钟25标准立方厘米至每分钟50标准立方厘米，O₂流量为每分钟20标准立方厘米至每分钟40标准立方厘米。

7.如权利要求1所述的栅极结构形成方法，其特征在于，所述刻蚀金属硅化物层包括：以所述光刻胶图形和硬掩膜层为掩膜，刻蚀金属硅化物层直至暴露出多晶硅层；采用金属硅化物层和多晶硅层选择刻蚀比比较高的工艺，刻蚀去除部分宽度的金属硅化物层。

8.如权利要求7所述的栅极结构形成方法，其特征在于，以所述光刻胶图形和硬掩膜层为掩膜，刻蚀金属硅化物层直至暴露出多晶硅层的具体工艺参数为：刻蚀设备的腔体压力为2毫托至10毫托，顶部射频功率为200瓦至500瓦，底部射频功率为50瓦至100瓦，Cl₂流量为每分钟30标准立方厘米至每分钟60标准立方厘米，He和O₂的混合气体流量为每分钟5标准立方厘米至每分钟15标准立方厘米，其中He和O₂的混合气体中He的体积百分比含量为70％，O₂的体积百分比含量为30％。

9.如权利要求7所述的栅极结构形成方法，其特征在于，采用金属硅化物层和多晶硅层选择刻蚀比比较高的工艺，刻蚀去除部分宽度的金属硅化物层的具体工艺参数为：刻蚀设备的腔体压力为2毫托至10毫托，顶部射频功率为200瓦至500瓦，底部射频功率为50瓦至100瓦，Cl₂流量为每分钟30标准立方厘米(SCCM)至每分钟60标准立方厘米，SF₆流量为每分钟15标准立方厘米至每分钟30标准立方厘米，He和O₂的混合气体流量为每分钟5标准立方厘米至每分钟15标准立方厘米，其中He和O₂的混合气体中He的体积百分比含量为70％，O₂的体积百分比含量为30％。

10.如权利要求7所述的栅极结构形成方法，其特征在于，采用金属硅化物层和多晶硅层选择刻蚀比比较高的工艺，刻蚀去除部分宽度的金属硅化物层的具体工艺参数为：刻蚀设备的腔体压力为5毫托，顶部射频功率为300瓦，底部射频功率为85瓦，Cl₂流量为每分钟50标准立方厘米，SF₆流量为每分钟20标准立方厘米，He和O₂的混合气体流量为每分钟6标准立方厘米，其中He和O₂的混合气体中He的体积百分比含量为70％，O₂的体积百分比含量为30％。

11.如权利要求1所述的栅极结构形成方法，其特征在于，对金属硅化物层、多晶硅层、栅介质层以及衬底进行退火工艺的退火温度为600℃至1100℃。