[发明专利]CMOS晶体管金属栅极的制作方法

权利要求书

1.一种CMOS晶体管金属栅极的制作方法，包括：

提供半导体衬底，所述半导体衬底上形成有层间介质层以及位于所述层间介质层中的第一虚设栅极和第二虚设栅极；

在所述层间介质层上形成第一图案化的光刻胶层，并以所述第一图案化的光刻胶层为掩膜刻蚀去除所述第一虚设栅极，以形成第一栅极沟槽；

去除所述第一图案化的光刻胶层，在所述第一栅极沟槽和所述层间介质层上依次形成在所述第一功函数金属层和第一填充层；

在所述第一填充层上形成第二图案化的光刻胶层，并以所述第二图案化的光刻胶层为掩膜刻蚀去除所述第二虚设栅极及位于其上的第一填充层和第一功函数金属层，以形成第二栅极沟槽；

在所述第二栅极沟槽和所述第二图案化的光刻胶层上依次形成第二功函数金属层和第二填充层；

在所述第二填充层上形成第三图案化的光刻胶层，并以所述第三图案化的光刻胶层为掩膜刻蚀去除第一栅极沟槽上的第二填充层和第二功函数金属层；

去除第三图案化的光刻胶层、剩余的第二填充层以及所述第一栅极沟槽上的第二图案化的光刻胶层和第一填充层，暴露所述第一栅极沟槽和第二栅极沟槽；

沉积金属栅极层，覆盖层间介质层并填充第一栅极沟槽和第二栅极沟槽；

进行化学机械研磨，直至暴露所述层间介质层，以在所述第一栅极沟槽和第二栅极沟槽中分别形成第一金属栅极和第二金属栅极。

2.如权利要求1所述的CMOS晶体管金属栅极的制作方法，其特征在于，所述第一填充层和第二填充层为能够凝固的流动聚合物。

3.如权利要求2所述的CMOS晶体管金属栅极的制作方法，其特征在于，所述第一填充层和所述第二填充层为聚酰亚胺或有机底部抗反射涂层。

4.如权利要求3所述的CMOS晶体管金属栅极的制作方法，其特征在于，所述第一填充层和所述第二填充层为高硅含量抗反射涂层。

5.如权利要求4所述的CMOS晶体管金属栅极的制作方法，其特征在于，所述高硅含量抗反射涂层的硅含量大于35％。

6.如权利要求3所述的CMOS晶体管金属栅极的制作方法，其特征在于，采用等离子体灰化法去除第三图案化的光刻胶层、剩余的第二填充层以及所述第一栅极沟槽上的第二图案化的光刻胶层和第一填充层。

7.如权利要求1所述的CMOS晶体管金属栅极的制作方法，其特征在于，所述第一功函数金属层的材质为钛、氮化钛、氮化钽、钽、钽铝化合物或铝中的一种或其组合。

8.如权利要求1所述的CMOS晶体管金属栅极的制作方法，其特征在于，所述第二功函数金属层的材质为钛、氮化钛、氮化钽、钽、钽铝化合物或铝中的一种或其组合。

9.如权利要求1至8中任意一项所述的CMOS晶体管金属栅极的制作方法，其特征在于，所述第一虚设栅极为PMOS虚设栅极，所述第一金属栅极为PMOS金属栅极，所述第二虚设栅极为NMOS虚设栅极，所述第二金属栅极为NMOS金属栅极。

10.如权利要求1至8中任意一项所述的CMOS晶体管金属栅极的制作方法，其特征在于，所述第一虚设栅极为NMOS虚设栅极，所述第一金属栅极为NMOS金属栅极，所述第二虚设栅极为PMOS虚设栅极，所述第二金属栅极为PMOS金属栅极。