[發明專利]柵極凹槽的形成方法

有效

• 申請號: 201810163650.6
• 申請日: 2018-02-27
• 公開（公告）號: CN110197788B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 紀世良;張海洋
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司;中芯國際集成電路制造（北京）有限公司
• 主分類號: H01L21/28
• 分類號: H01L21/28
• 代理公司: 上海德禾翰通律師事務所 31319
• 代理人: 侯莉

1.一種柵極凹槽的形成方法，其特征在于，包括：

在襯底上形成層間介質層和多個寬度不同的金屬柵極，每個所述金屬柵極與所述層間介質層相鄰；

形成第一光阻層，使所述多個寬度不同的金屬柵極的頂部表面包括多個暴露區和多個覆蓋區，且至少一個所述金屬柵極頂部表面包括所述暴露區和與所述暴露區相鄰的覆蓋區；

以所述第一光阻層為掩膜對所述暴露區進行第一刻蝕，以形成第一凹槽；

形成第二光阻層，以遮蔽所述第一凹槽，并暴露所述覆蓋區；和

以所述第二光阻層為掩膜對所述覆蓋區進行第二刻蝕，以形成第二凹槽；

其中：每個所述金屬柵極上方的柵極凹槽包括所述第一凹槽和所述第二凹槽，所述暴露區與所述覆蓋區的寬度尺寸分別均勻，并且所述第二凹槽的深度尺寸與所述第一凹槽的深度尺寸相適應。

2.根據權利要求1所述的柵極凹槽的形成方法，其特征在于，所述暴露區和/或所述覆蓋區的寬度尺寸范圍分別為5nm～50nm。

3.根據權利要求2所述的柵極凹槽的形成方法，其特征在于，所述多個暴露區之間或所述多個覆蓋區之間的寬度尺寸誤差分別小于等于20％。

4.根據權利要求1所述的柵極凹槽的形成方法，其特征在于，所述柵極凹槽的深度尺寸范圍為20nm～30nm。

5.根據權利要求1所述的柵極凹槽的形成方法，其特征在于，所述第二刻蝕的工藝包括等離子體刻蝕工藝。

6.根據權利要求5所述的柵極凹槽的形成方法，其特征在于，所述第二刻蝕工藝的參數包括：氣源流量Cl₂的范圍為5sccm～500sccm和/或BCl₃的范圍為10sccm～1000sccm和/或He的范圍為100sccm～1000sccm和/或CF₄的范圍為10sccm～200sccm，功率的范圍為400W～1500W，壓力的范圍為5mTorr～90mTorr，溫度的范圍為30℃～120℃，電壓的范圍為0V～800V。

7.根據權利要求5所述的柵極凹槽的形成方法，其特征在于，所述第二刻蝕的縱向與橫向的刻蝕速率比的范圍為2～10。

8.根據權利要求1所述的柵極凹槽的形成方法，其特征在于，所述第二光阻層填充所述第一凹槽。

9.根據權利要求1所述的柵極凹槽的形成方法，其特征在于，所述第一光阻層和/或第二光阻層只包括光刻膠層，或者包括所述光刻膠層、緩沖層和/或介質層的疊層結構。

10.根據權利要求9所述的柵極凹槽的形成方法，其特征在于，所述疊層結構最上層為所述光刻膠層。

11.根據權利要求1所述的柵極凹槽的形成方法，其特征在于，在形成所述柵極凹槽后，還包括：以介電材料填充所述柵極凹槽。

12.根據權利要求11所述的柵極凹槽的形成方法，其特征在于，所述介電材料為SiN。

13.根據權利要求11所述的柵極凹槽的形成方法，其特征在于，在形成所述介電材料后，還包括：利用機械平坦化工藝掩膜所述介電材料，以使所述介電材料的頂部表面與所述層間介質層的頂部表面平齊。

14.根據權利要求1所述的柵極凹槽的形成方法，其特征在于，在形成所述金屬柵極結構之前，還包括：形成柵介質層，所述柵介質層位于所述金屬柵極的兩側面。