可控制栅极结构长度的刻蚀工艺

摘要

本发明涉及一种可控制栅极结构长度的刻蚀工艺，它是利用硬式掩膜层(hard mask)，来提高对多晶硅层刻蚀时的选择比，在对多晶硅层的刻蚀工艺中，采用三阶段的刻蚀(第一主刻蚀/第二主刻蚀/过度刻蚀)；在第一主刻蚀刻蚀气体中，包含四氟化碳来加强整个图案化硬式掩膜层及多晶硅层侧壁的高分子薄膜沉积物，使高分子薄膜沉积物转变为高分子薄膜组合物；高分子薄膜组合物能有效抵抗卤化物对多晶硅层的侧蚀，使得多晶硅层的水平宽度，不致因侧蚀所减少，图案化后的硬式掩膜层更能够抵抗刻蚀气体的侵蚀，维持应有的图案，解决通常因图案化光阻因被侵蚀变形，导致整个栅极结构可能变小进而产生次始漏电的问题。

主权项

1.一种可控制栅极结构长度的刻蚀工艺，是包括下列步骤：提供一设于一基板上的栅极结构，该栅极结构是由一栅极氧化层及一多晶硅层由下而上依次组成；设一硬式掩膜层在该栅极结构上，该硬式掩膜层是由TEOS层及介电层由下而上依次组成；在该硬式掩膜层上设有一图案化光阻层；通入三氟甲烷、四氟甲烷及氩气，以该图案化光阻层为掩膜，对该硬式掩膜层进行一突破过程，以此将该图案化光阻层的图案转移至该硬式掩膜层上，形成一图案化硬式掩膜层，并在该图案化光阻层及该图案化硬式掩膜层的侧壁，产生一高分子薄膜沉积物；通入氧气离子及氮气离子，对该图案化光阻层进行一灰化过程，以移除该图案化光阻层；通入氯气离子、四氟化碳离子及氮气离子，以该图案化硬式掩膜层为掩膜，对该多晶硅层，进行一第一主刻蚀过程，该高分子薄膜沉积物与四氟化碳反应，高分子薄膜沉积物转变为高分子薄膜组合物，继续依附于该图案化硬式掩膜层的侧壁；通入溴化氢离子、氯气离子及二氧化氦离子，以该图案化硬式掩膜层为掩膜，对该多晶硅层，进行一第二主刻蚀过程；以及针对该多晶硅层经过该第一主刻蚀及该第二主刻蚀后，残余未清除的多晶硅部分，进行一过度刻蚀，该图案化掩膜层在该第一主刻蚀过程及该第二主刻蚀过程中，其上表面亦同时被刻蚀，在第一主刻蚀过程及第二主刻蚀过程结束后，该图案化掩膜层纵向厚度为145埃～155埃，由于控制该图案化硬式掩膜层的水平长度，因此可控制该栅极结构的水平长度。