多晶硅刻蚀方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN101866844A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN101866844A(43)申请公布日2010.10.20(21)申请号201010172660.X(22)申请日2010.05.12(71)申请人上海宏力半导体制造有限公司地址201203上海市张江高科技园区郭守敬路818号(72)发明人张振兴奚裴(74)专利代理机构上海思微知识产权代理事务所(普通合伙)31237代理人郑玮(51)Int.Cl.H01L21/3065(2006.01)H01L21/28(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图4页(54)发明名称多晶硅刻蚀方法(57)摘要本发明公开了一种多晶硅刻蚀方法，该方法包括：提供具有第一区域和第二区域的晶片，所述第一区域形成有第一多晶硅层，所述第二区域形成有第二多晶硅层，其中，第一多晶硅层包括非掺杂层以及位于非掺杂层上的掺杂层；在第一多晶硅层和第二多晶硅层上形成图案化光阻层；执行第一刻蚀步骤，以去除未被图案化光阻层覆盖的部分第一多晶硅层和部分第二多晶硅层；执行第二刻蚀步骤，以去除未被图案化光阻层覆盖的剩余的第一多晶硅层和剩余的第二多晶硅层；在所述第一刻蚀步骤中，未被图案化光阻层覆盖的掺杂层被完全去除，从而确保形成具有垂直轮廓的栅极，提高了半导体器件的性能。CN10864ACN101866844A权利要求书1/1页1.一种多晶硅刻蚀方法，包括：提供具有第一区域和第二区域的晶片，所述第一区域形成有第一多晶硅层，所述第二区域形成有第二多晶硅层，所述第一多晶硅层包括非掺杂层以及位于所述非掺杂层上的掺杂层；在所述第一多晶硅层和第二多晶硅层上形成图案化光阻层；执行第一刻蚀步骤，以去除未被所述图案化光阻层覆盖的部分第一多晶硅层和部分第二多晶硅层；执行第二刻蚀步骤，以去除未被所述图案化光阻层覆盖的剩余的第一多晶硅层和剩余的第二多晶硅层；其特征在于，在所述第一刻蚀步骤中，未被所述图案化光阻层覆盖的掺杂层被完全去除。2.如权利要求1所述的多晶硅刻蚀方法，其特征在于，所述第一刻蚀步骤持续的时间根据所述晶片的掺杂层的厚度与选定的刻蚀速率计算获得。3.如权利要求2所述的多晶硅刻蚀方法，其特征在于，所述晶片的掺杂层的厚度利用以下步骤获得：提供具有第三区域和第四区域的试片，所述第三区域形成有第三多晶硅层，所述第四区域形成有第四多晶硅层，所述第三多晶硅层包括试片非掺杂层以及位于该试片非掺杂层上的试片掺杂层；在所述第三多晶硅层和第四多晶硅层上形成图案化光阻层；执行主刻蚀步骤，以去除未被所述图案化光阻层覆盖的部分试片掺杂层和部分第四多晶硅层；执行软着陆刻蚀步骤，以去除未被所述图案化光阻层覆盖的剩余的第三多晶硅层和剩余的第四多晶硅层；对所述试片进行切片分析，并根据所述切片分析结果确定所述试片掺杂层的厚度，进而确定所述晶片的掺杂层的厚度。4.如权利要求3所述的多晶硅刻蚀方法，其特征在于，所述第一刻蚀步骤所使用的刻蚀气体包括氯气、四氟化碳、氧气以及溴化氢。5.如权利要求4所述的多晶硅刻蚀方法，其特征在于，所述主刻蚀步骤所使用的刻蚀气体包括氯气、四氟化碳、氧气以及溴化氢。6.如权利要求3所述的多晶硅刻蚀方法，其特征在于，所述第二刻蚀步骤所使用的刻蚀气体包括二氧化氦、氦气以及溴化氢。7.如权利要求6所述的多晶硅刻蚀方法，其特征在于，所述软着陆刻蚀步骤所使用的刻蚀气体包括二氧化氦、氦气以及溴化氢。8.如权利要求1至7中任意一项所述的多晶硅刻蚀方法，其特征在于，所述掺杂层掺入了N型杂质。9.如权利要求8所述的多晶硅刻蚀方法，其特征在于，所述第二多晶硅层未掺入杂质。2CN101866844A说明书1/5页多晶硅刻蚀方法技术领域[0001]本发明涉及集成电路制造领域，特别是涉及一种多晶硅刻蚀方法。背景技术[0002]在互补金属氧化物器件(CMOS)的制造工艺中，栅极的制造工艺举足轻重，其代表整个半导体制造工艺的工艺水准，这是由于栅极的线宽、电阻率等参数直接影响形成的互补金属氧化物器件的响应速率、功耗等参数，因此必须严格控制栅极的轮廓和尺寸。[0003]目前，互补金属氧化物器件的栅极通常由多晶硅制成，一般采用干法刻蚀工艺来刻蚀所述多晶硅。具体请参考图1A～1D，其为现有的多晶硅刻蚀方法的各步骤相应结构的剖面示意图。[0004]参考图1A，首先，提供具有第一区域和第二区域的晶片10，所述晶片10上形成有栅极氧化层20，所述第一区域的栅极氧化层20上形成有第一多晶硅层31，所述第二区域的栅极氧化层20上形成有第二多晶硅层32。[0005]其中，所述第一区域用以形成NMOS器件，所述第二区域用以形成PMOS器件，所述第一多晶硅层31包括非掺杂层31a以及位于非掺杂层31a上的掺杂层31b，所述掺杂层31b中掺入了N型杂质