专利名称：金属栅极的形成方法
技术领域：
本发明涉及半导体制作领域，特别涉及一种金属栅极的形成方法。
背景技术：
随着集成电路制造技术的不断发展，MOS晶体管的特征尺寸也越来越小，为了降低MOS晶体管栅极的寄生电容，提高器件速度，高K栅介电层与金属栅极的栅极叠层结构被引入到MOS晶体管中。为了避免金属栅极的金属材料对晶体管其他结构的影响，所述金属栅极与高K栅介电层的栅极叠层结构通常采用“后栅(gate last)”工艺制作。
图1 图4为现有采用“后栅(gate last) ”工艺制作金属栅极的剖面结构示意图。
参考图1，提供半导体衬底100，所述半导体衬底100上形成有替代栅结构，所述替代栅结构包括位于半导体衬底100表面的栅介质层102和位于栅介质102上的替代栅103，所述替代栅103的材料为多晶硅，所述栅极结构的侧壁还形成有侧墙(图中未示出)；在半导体衬底100表面形成介质层104，介质层104的表面与替代栅103的表面平齐；在替代栅103和介质层104表面形成氮化钛层105，所述氮化钛层105作为替代栅103和后续形成的光刻胶层之间的隔离层，防止光刻胶层与多晶硅替代栅的直接接触，在多晶硅替代栅表面造成光刻胶的残留，影响后续多晶硅替代栅的去除；在所述氮化钛层105上形成光刻胶层106,图形化所述光刻胶层106,在光刻胶层106中形成暴露氮化钛层105表面的第一开口10，所述第一开口 10的位置对应替代栅103的位置。
参考图2，以所述图形化的光刻胶层106为掩膜，沿第一开口 10刻蚀所述氮化钛层105，形成暴露替代栅103表面的第二开口 20。
参考图3，以所述图形化的光刻胶层106和氮化钛层105为掩膜，去除所述替代栅103(图2所示)，形成凹槽107。
参考图4，去除图3所示的图形化的光刻胶层106和氮化钛层105，在凹槽内填充满金属，形成金属栅极108。
更多关于金属栅极的形成方法请参考公开号为US2002/0064964A1的美国专利。
现有金属栅极的形成方法，在光刻工艺阶段，图形化光刻胶层106形成的第一开口 10，第一开口 10的特征尺寸变化较大，不利于光刻工艺阶段第一开口 10的特征尺寸的控制，并影响后续第二开口 20的形成和替代栅103的刻蚀。发明内容
本发明解决的问题是提供一种金属栅极的形成方法，在光刻胶层中形成特征尺寸稳定的第一开口，方便光刻工艺阶段第一开口特征尺寸的控制。
为解决上述问题，本发明提供一种金属栅极的形成方法，包括:
提供半导体衬底，所述半导体衬底上形成有替代栅；
在所述半导体衬底上形成介质层，所述介质层表面与替代栅表面平齐；
在介质层和替代栅表面形成氮化钛层；
对所述氮化钛层进行氧化处理，在氮化钛层表面形成二氧化钛层；
在二氧化钛层上形成图形化的光刻胶层，所述图形化的光刻胶层具有对应替代栅的第一开口；
以所述图形化的光刻胶层为掩膜，依次刻蚀二氧化钛层和氮化钛层，形成暴露替代栅表面的第二开口；
以所述图形化的光刻胶层和氮化钛层为掩膜，去除所述替代栅，形成凹槽，在凹槽内填充满金属，形成金属栅极。
可选的，所述对氮化钛层的氧化处理为灰化工艺或炉管工艺。
可选的，所述灰化工艺采用的气体为氧气，反应温度为40摄氏度 250摄氏度，氧气流量为IOsccm lOOOsccm。
可选的，所述炉管工艺采用的气体为氧气，反应温度为400摄氏度 800摄氏度，氧气流量为IOsccm 30sccm。
可选的，所述氮化钛层的厚度为20埃 200埃。
可选的，所述氮化钛层的形成工艺为物理气相沉积。
可选的，所述替代栅表面和侧壁以及半导体衬底表面形成有刻蚀停止层。
可选的，所述刻蚀停止层的材料为拉应力的氮化硅或压应力的氮化硅。
可选的，所述介质层的形成过程为:在刻蚀停止层表面形成介质材料层；化学机械研磨所述介质材料层和刻蚀停止层，以替代栅表面为停止层，形成介质层，介质层的表面与替代栅表面平齐。
可选的，所述金属栅极的形成过程为:以所述图形化的光刻胶层和氮化钛层为掩膜，去除所述替代栅，形成凹槽；去除所述图形化的光刻胶层、二氧化钛层和氮化钛层；形成覆盖凹槽、刻蚀停止层、介质层表面的金属层；化学机械研磨所述金属层，以介质层表面为停止层，形成金属栅极。
可选的，所述替代栅和半导体衬底之间还形成有栅介质层。
可选的，所述栅介质层的材料为氧化硅、氮氧化硅或高K介质材料。
可选的,所述金属栅极的材料为Al、Cu、Ag、Au、Pt、Ni其中一种或几种。
可选的，所述在形成金属栅极之前，还包括步骤:在凹槽的侧壁和底部形成扩散阻挡层。
可选的，所述扩散阻挡层的材料为TiN或TaN。
可选的，所述扩散阻挡层表面形成有功能层。
可选的，所述功能层的材料为T1、Ta、TiN、TaN、TiAl、TaC、TaSiN其中一种或几种。
与现有技术相比，本发明技术方案具有以下优点:
在氮化钛层表面形成光刻胶层之前，对所述氮化钛层进行氧化处理，使氮化钛层表面的钛与氧气反应形成一层稳定的二氧化钛层，二氧化钛层使氮化钛层与空气相隔离，防止氮化钛层暴露在空气中发生缓慢的氧化反应，使得氮化钛层表面的消光系数(K)和折射系数(N)保持稳定,后续在光刻胶层中形成第一开口时，由于氮化钛层表面的消光系数(K)和折射系数(N)保持稳定，在与相同的曝光条件下，氮化钛层对曝光机台产生的光的影响不变，使光刻胶层中形成第一开口的特征尺寸保持稳定，方便光刻工艺阶段第一开口的特征尺寸的控制；第一开口的特征尺寸保持稳定，使后续以图形化的光刻胶层为掩膜刻蚀氮化钛层形成的第二开口的特征尺寸保持稳定，以图形化的光刻胶层和氮化钛层为掩膜刻蚀替代栅时，不会影响替代栅的刻蚀。
图1 图4为现有金属栅极形成过程的剖面结构示意图5为本发明实施例金属栅极形成方法的流程示意图6 图13为本发明实施例金属栅极形成过程的剖面结构示意图。
具体实施方式
参考图1，现有制作金属栅极的形成过程中，在光刻工艺阶段，在所述氮化钛层105上形成光刻胶层106,图形化所述光刻胶层106,形成暴露氮化钛层105表面的第一开口10，在形成第一开口 10后，一般要对第一开口 10的特征尺寸(⑶)进行测量以监控光刻工艺是否稳定，发明人在实际生产过程中发现，第一开口 10的特征尺寸(⑶)经常发生变化，偏移标准值，并且在进入光刻工艺以前(形成光刻胶层106之前)停留的时间越长，第一开口 10的特征尺寸(CD)与标准值之间的偏移量越大。
发明人进一步研究发现，氮化钛层105置于空气中会发生缓慢的氧化反应，氮化钛层105表面的钛会与空气中的氧气发生反应形成二氧化钛，氮化钛层105置于空气中的时间越久，氮化钛层105表面的钛被氧化得更多，使得氮化钛层105的表面材质发生改变，既有氮化钛又有二氧化钛，影响氮化钛层105的消光系数(K)和折射系数(N)，氮化钛层105在空气中放置的时间越长，氮化钛层105的消光系数(K)和折射系数(N)变化范围越大，在光刻工艺中，在光刻胶层106中形成第一开口 10时，由于氮化钛层105的消光系数(K)和折射系数(N)发生了改变，在同一曝光条件下，曝光机台产生的光使光刻胶层106中光刻胶的特性发生改变，在氮化钛层105的表面会有不必要的光的反射和吸收，使更多或更少的光刻胶的特性发生改变，后续通过显影形成第一开口 10时，使第一开口 10的特征尺寸过大或过小，偏移标准值，影响后续形成的第二开口 20的特征尺寸和替代栅103的刻蚀，并且不利于光刻工艺阶段第一开口 10的特征尺寸的控制。
为解决上述问题，发明人提出一种金属栅极的形成方法，包括:提供半导体衬底，所述半导体衬底上形成有替代栅；在所述半导体衬底上形成介质层，所述介质层表面与替代栅表面平齐；在介质层和替代栅表面形成氮化钛层；对所述氮化钛层进行氧化处理，在氮化钛层表面形成二氧化钛层；在二氧化钛层上形成图形化的光刻胶层，所述图形化的光刻胶层具有对应替代栅的第一开口 ；以所述图形化的光刻胶层为掩膜，依次刻蚀二氧化钛层和氮化钛层，形成暴露替代栅表面的第二开口 ；以所述图形化的光刻胶层和氮化钛层为掩膜，去除所述替代栅，形成凹槽，在凹槽内填充满金属，形成金属栅极。上述方法，在形成光刻胶层之前，对氮化钛层进行氧化处理形成一层稳定的二氧化钛层，使氮化钛层具有稳定的消光系数(K)和折射系数(N)，在光刻胶层中形成第一开口时，第一开口的特征尺寸保持稳定。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式
做详细的说明。
参考图5，图5为本发明实施例金属栅极形成方法的流程示意图，包括:
步骤S201，提供半导体衬底，所述半导体衬底上形成有替代栅结构，所述替代栅结构包括位于半导体衬底表面的栅介质层和位于栅介质层上的替代栅，所述替代栅结构侧壁和表面以及半导体衬底表面形成有刻蚀停止层；
步骤S202，在刻蚀停止层表面形成介质材料层，化学机械研磨所述介质材料层和刻蚀停止层，以替代栅表面为停止层，形成介质层，介质层的表面与替代栅表面平齐；
步骤S203，在介质层、刻蚀停止层、替代栅表面形成氮化钛层；
步骤S204，对所述氮化钛层进行氧化处理，在氮化钛层表面形成二氧化钛层；
步骤S205，在二氧化钛层表面形成图形化的光刻胶层，所述图形化的光刻胶层具有对应替代栅的第一开口；
步骤S206，以所述图形化的光刻胶层为掩膜，依次刻蚀二氧化钛层和氮化钛层，形成暴露替代栅表面的第二开口；
步骤S207，以所述图形化的光刻胶层和氮化钛层为掩膜，去除所述替代栅，形成凹槽；去除所述图形化的光刻胶层、二氧化钛层和氮化钛层；形成覆盖所述凹槽、刻蚀阻挡层、介质层表面的金属层；化学机械研磨所述金属层，以介质层表面为停止层，形成金属栅极。
图6 图13为本发明实施例金属栅极形成过程的剖面结构示意图。
参考图6，提供半导体衬底300，所述半导体衬底300上形成有替代栅结构30，所述替代栅结构30包括位于半导体衬底300表面的栅介质层303和位于栅介质层303上的替代栅302，所述替代栅结构30侧壁和表面以及半导体衬底300表面形成有刻蚀停止层304。
所述半导体衬底300为硅衬底、硅锗衬底、锗衬底其中的一种，所述半导体衬底300表面还可以形成若干外延层或应变硅层以提高半导体器件的电学性能。所述半导体衬底300还可以根据设计需求注入一定的掺杂离子以改变电学参数。在所述半导体衬底300内还形成有浅沟槽隔离结构(图中未示出)，所述浅沟槽隔离结构用于隔离不同的晶体管，防止不同晶体管之间电学连接，所述浅沟槽隔离结构的材料可以为氧化硅、氮化硅、氮氧化娃其中的一种或几种。
所述替代栅302的材料为多晶硅，替代栅302在去除后后续用于形成金属栅极，本发明实施例中形成的所述金属栅极可以为NMOS晶体管的金属栅极也可以为PMOS晶体管的金属栅极。
所述栅介质层303的材料为氧化硅、氮氧化硅，所述栅介质层303的材料也可以为氧化铪(HfO2)、氧化硅铪(HfSiO)、氮氧化硅铪(HfSiON)、氧化铪钽(HfTaO)、氧化铪钛(HfTiO)、氧化铪锆(HfZrO)等高K介质材料。所述栅介质层303为高K介质材料的单层结构，所述栅介质层303也可以为氧化硅或氮氧化硅与高K介质材料的双层结构。
所述替代栅结构30的侧壁还形成有侧墙(图中未示出)，所述侧墙包括偏移侧墙和位于偏移侧墙表面的主侧墙，后续在形成刻蚀停止层前，需去除偏移侧墙表面的主侧墙。
所述半导体衬底300内还形成有以替代栅结构30和偏移侧墙为掩膜，采用离子注入工艺在替代栅结构30和偏移侧墙两侧的半导体衬底300内形成的轻掺杂区(图中未示出)，以及以替代栅结构30和主侧墙为掩膜，采用离子注入工艺在替代栅结构30和主侧墙两侧的半导体衬底300内形成的重掺杂区(图中未示出)，所述重掺杂区的深度大于轻掺杂区的深度，重掺杂区和轻掺杂区构成晶体管的源/漏区。
所述刻蚀停止层304(CESL, contact etch stop layer)为应力层,用以在晶体管的沟道区施加应力，提高沟道区载流子的迁移率，提高晶体管的性能。所述刻蚀停止层304的材料为压应力氮化娃(compressive SiN)或拉应力氮化娃(tensile SiN),当待形成的金属栅极为NMOS晶体管的金属栅极时，所述刻蚀停止层303的材料为拉应力的氮化硅；当待形成的金属栅极为PMOS晶体管的金属栅极时，所述刻蚀停止层304的材料为压应力的氮化硅。
形成所述刻蚀停止层304的工艺为化学气相沉积工艺(CVD)，在形成刻蚀停止层304之前，还包括步骤:去除偏移侧墙表面的主侧墙，以提高刻蚀停止层304施加在沟道区的应力。
参考图7，在刻蚀停止层304表面形成介质材料层(图中未示出)，化学机械研磨所述介质材料层和刻蚀停止层304，以替代栅302表面为停止层，形成介质层305，介质层305的表面与替代栅302表面平齐。
参考图8，在介质层305、刻蚀停止层304、替代栅302表面形成氮化钛层306。
所述氮化钛层306的形成工艺为物理气相沉积，所述氮化钛层306的厚度为20埃 200埃。
所述氮化钛层306作为替代栅302和后续形成的光刻胶层之间的隔离层，防止光刻胶层与多晶硅替代栅的直接接触，在多晶硅替代栅表面造成光刻胶的残留，影响后续多晶硅替代栅的去除。
所述氮化钛层306也可作为后续去除替代栅302时的硬掩模层。
参考图9，对所述氮化钛层306进行氧化处理，在氮化钛层306表面形成二氧化钛层 307。
对所述氮化钛层306进行一次氧化处理，使氮化钛层306表面的钛与氧气反应形成一层稳定的二氧化钛层307，二氧化钛层307使氮化钛层306与空气相隔离，防止氮化钛层306暴露在空气中发生缓慢的氧化反应，使得氮化钛层306表面的消光系数(K)和折射系数(N)保持稳定，后续在光刻胶层中形成第一开口时，由于氮化钛层306表面的消光系数(K)和折射系数(N)保持稳定，在与现有相同的曝光条件下，氮化钛层306对曝光机台产生的光的影响不变，使光刻胶层中形成第一开口的特征尺寸保持稳定，使第一开口的特征尺寸与标准值相等或相差一恒定值。当第一开口的特征尺寸与标准值相差一恒定值，可以通过多曝光参数的修正使第一开口的特征尺寸与标准值相等。第一开口的特征尺寸保持稳定，方便光刻工艺阶段第一开口的特征尺寸的控制；第一开口的特征尺寸保持稳定，使后续以图形化的光刻胶层为掩膜刻蚀氮化钛层306形成的第二开口的特征尺寸保持稳定，以图形化的光刻胶层和氮化钛层306为掩膜刻蚀替代栅时，不会影响替代栅的刻蚀。
对所述对氮化钛层306的氧化处理为灰化工艺或炉管工艺。
所述灰化工艺采用的气体为氧气，反应温度为40摄氏度 250摄氏度，氧气流量为 IOsccm lOOOsccm。
所述炉管工艺采用的气体为氧气，反应温度为400摄氏度 800摄氏度，氧气流量为 IOsccm 30sccm。
参考图10，在二氧化钛层307表面形成图形化的光刻胶层308，所述图形化的光刻胶层具有对应替代栅的第一开口 309。
由于氮化钛层306表面的钛与氧气反应形成了一层稳定的二氧化钛层307, 二氧化钛层307使氮化钛层306与空气相隔离，防止氮化钛层306暴露在空气中发生缓慢的氧化反应，使得氮化钛层306表面的消光系数(K)和折射系数(N)保持稳定，在二氧化钛层307表面形成光刻胶层(图中未不出)，对所述光刻胶层进行曝光时，由于氮化钛层306表面的消光系数(K)和折射系数(N)保持稳定，在与现有相同的曝光条件下，氮化钛层306对曝光机台产生的光的吸收和反射的影响保持不变，使光刻胶层中形成第一开口 309的特征尺寸保持稳定，第一开口 309的特征尺寸与标准值相等或相差一恒定值。当第一开口 309的特征尺寸与标准值相差一恒定值，可以通过对现有曝光参数的修正使第一开口 309的特征尺寸与标准值相等。第一开口 309的特征尺寸保持稳定，方便光刻工艺阶段第一开口 309的特征尺寸的控制；第一开口 309的特征尺寸保持稳定，使后续以图形化的光刻胶层308为掩膜刻蚀氮化钛层306形成的第二开口的特征尺寸保持稳定，以图形化的光刻胶层和氮化钛层306为掩膜刻蚀替代栅时，不会影响替代栅的刻蚀。
参考图11，以所述图形化的光刻胶308为掩膜，依次刻蚀二氧化钛层307和氮化钛层306，形成暴露替代栅302表面的第二开口 310。
所述刻蚀二氧化钛层307和氮化钛层306采用干法刻蚀或湿法刻蚀，所述刻蚀二氧化钛层307和氮化钛层306可以一步刻蚀也可以分步刻蚀。
参考图12，以所述图形化的光刻胶层308和氮化钛层306为掩膜，去除所述替代栅302(0 11所示)，形成凹槽311。
去除所述替代栅302为干法刻蚀工艺或湿法刻蚀工艺。
参考图13，去除所述图12所示图形化的光刻胶层308、二氧化钛层307和氮化钛层306 ;形成覆盖所述凹槽311 (图12所示)、刻蚀阻挡层304、介质层表面305的金属层(图中未示出)；化学机械研磨所述金属层，以介质层305表面为停止层，形成金属栅极312。
所述金属栅极312的材料为Al、Cu、Ag、Au、Pt、Ni其中一种或几种。
在形成金属栅极312之前，还包括步骤:在凹槽311的侧壁和底部形成扩散阻挡层(图中未示出)。所述扩散阻挡层用于防止金属栅极312中的金属离子扩散到介质层305和栅介质层303中，影响器件的稳定性。所述扩散阻挡层的材料为TiN或TaN。
在本发明的其他实施例中，所述扩散阻挡层表面形成有功能层，用于调节晶体管的功函数。
所述功能层的材料为T1、Ta、TiN、TaN、TiAl、TaC、TaSiN其中一种或几种。
综上，本发明实施例提供的金属栅极的形成方法，在氮化钛层表面形成光刻胶层之前，对所述氮化钛层进行氧化处理，使氮化钛层表面的钛与氧气反应形成一层稳定的二氧化钛层，二氧化钛层使氮化钛层与空气相隔离，防止氮化钛层暴露在空气中发生缓慢的氧化反应，使得氮化钛层表面的消光系数(K)和折射系数(N)保持稳定，后续在光刻胶层中形成第一开口时，由于氮化钛层表面的消光系数(K)和折射系数(N)保持稳定，在与相同的曝光条件下，氮化钛层对曝光机台产生的光的影响不变，使光刻胶层中形成第一开口的特征尺寸保持稳定，方便光刻工艺阶段第一开口的特征尺寸的控制；第一开口的特征尺寸保持稳定，使后续以图形化的光刻胶层为掩膜刻蚀氮化钛层形成的第二开口的特征尺寸保持稳定，以图形化的光刻胶层和氮化钛层为掩膜刻蚀替代栅时，不会影响替代栅的刻蚀。
本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。
权利要求
1.一种金属栅极的形成方法，其特征在于，包括: 提供半导体衬底，所述半导体衬底上形成有替代栅； 在所述半导体衬底上形成介质层，所述介质层表面与替代栅表面平齐； 在介质层和替代栅表面形成氮化钛层； 对所述氮化钛层进行氧化处理，在氮化钛层表面形成二氧化钛层； 在二氧化钛层上形成图形化的光刻胶层，所述图形化的光刻胶层具有对应替代栅的第一开口 ； 以所述图形化的光刻胶层为掩膜，依次刻蚀二氧化钛层和氮化钛层，形成暴露替代栅表面的第二开口； 以所述图形化的光刻胶层和氮化钛层为掩膜，去除所述替代栅，形成凹槽，在凹槽内填充满金属，形成金属栅极。
2.如权利要求1所述的金属栅极的形成方法，其特征在于，所述对氮化钛层的氧化处理为灰化工艺或炉管工艺。
3.如权利要求2所述的金属栅极的形成方法，其特征在于，所述灰化工艺采用的气体为氧气，反应温度为40摄氏度 250摄氏度，氧气流量为IOsccm lOOOsccm。
4.如权利要求2所述的金属栅极的形成方法，其特征在于，所述炉管工艺采用的气体为氧气，反应温度为400摄氏度 800摄氏度，氧气流量为IOsccm 30sCCm。
5.如权利要求1所述的金属栅极的形成方法，其特征在于，所述氮化钛层的厚度为20埃 200埃。
6.如权利要求1所述的金属栅极的形成方法，其特征在于，所述氮化钛层的形成工艺为物理气相沉积。
7.如权利要求1所述的金属栅极的形成方法，其特征在于，所述替代栅表面和侧壁以及半导体衬底表面形成有刻蚀停止层。
8.如权利要求7所述的金属栅极的形成方法，其特征在于，所述刻蚀停止层的材料为拉应力的氮化硅或压应力的氮化硅。
9.如权利要求7所述的金属栅极的形成方法，其特征在于，所述介质层的形成过程为:在刻蚀停止层表面形成介质材料层；化学机械研磨所述介质材料层和刻蚀停止层，以替代栅表面为停止层，形成介质层，介质层的表面与替代栅表面平齐。
10.如权利要求9所述的金属栅极的形成方法，其特征在于，所述金属栅极的形成过程为:以所述图形化的光刻胶层和氮化钛层为掩膜，去除所述替代栅，形成凹槽；去除所述图形化的光刻胶层、二氧化钛层和氮化钛层；形成覆盖凹槽、刻蚀停止层、介质层表面的金属层；化学机械研磨所述金属层，以介质层表面为停止层，形成金属栅极。
11.如权利要求1所述的金属栅极的形成方法，其特征在于，所述替代栅和半导体衬底之间还形成有栅介质层。
12.如权利要求11所述的金属栅极的形成方法，其特征在于，所述栅介质层的材料为氧化硅、氮氧化硅或高K介质材料。
13.如权利要求1所述的金属栅极的形成方法，其特征在于，所述金属栅极的材料为Al、Cu、Ag、Au、Pt、Ni 其中一种或几种。
14.如权利要求1所述的金属栅极的形成方法，其特征在于，所述在形成金属栅极之前，还包括步骤:在凹槽的侧壁和底部形成扩散阻挡层。
15.如权利要求14所述的金属栅极的形成方法，其特征在于，所述扩散阻挡层的材料为 TiN 或 TaN。
16.如权利要求14所述的金属栅极的形成方法，其特征在于，所述扩散阻挡层表面形成有功能层。
17.如权利要求16所述的金属栅极的形成方法，其特征在于，所述功能层的材料为T1、Ta、TiN, TaN、TiA l、TaC、TaSiN 其中一种或几种。
全文摘要
一种金属栅极的形成方法，包括提供半导体衬底，所述半导体衬底上形成有替代栅；在所述半导体衬底上形成介质层，所述介质层表面与替代栅表面平齐；在介质层和替代栅表面形成氮化钛层；对所述氮化钛层进行氧化处理，在氮化钛层表面形成二氧化钛层；在二氧化钛层上形成图形化的光刻胶层，所述图形化的光刻胶层具有对应替代栅的第一开口；以所述图形化的光刻胶层为掩膜，依次刻蚀二氧化钛层和氮化钛层，形成暴露替代栅表面的第二开口；以所述图形化的光刻胶层和氮化钛层为掩膜，去除所述替代栅，形成凹槽，在凹槽内填充满金属，形成金属栅极。本发明实施例在光刻胶层中形成特征尺寸稳定的第一开口，方便光刻工艺阶段第一开口特征尺寸的控制。
文档编号H01L21/8238GK103187257SQ20111045412
公开日2013年7月3日 申请日期2011年12月29日 优先权日2011年12月29日
发明者李凤莲, 韩秋华, 倪景华 申请人:中芯国际集成电路制造(上海)有限公司