[發明專利]層間膜的制造方法

有效

• 申請號: 201810657920.9
• 申請日: 2018-06-25
• 公開（公告）號: CN108878288B
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 李昱廷;劉怡良;卻玉蓉;龔昌鴻;陳建勛
• 申請（專利權）人: 上海華力集成電路制造有限公司
• 主分類號: H01L21/31
• 分類號: H01L21/31;H01L21/3105;H01L21/306
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 郭四華

1.一種層間膜的制造方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一、提供一半導體襯底，在所述半導體襯底上形成有半導體器件的圖形結構，各所述圖形結構之間的區域為圖形間隔區；

所述圖形結構為偽柵極結構，所述偽柵極結構包括疊加而成的柵介質層和多晶硅柵；

步驟二、形成第一絕緣層，所述第一絕緣層形成于所述圖形間隔區的底部表面和側面并延伸到所述圖形間隔區外的所述圖形結構的表面；

步驟三、形成第二絕緣層，所述第二絕緣層將形成有所述第一絕緣層的所述圖形間隔區完全填充并延伸到所述圖形間隔區外的所述第一絕緣層的表面，所述第二絕緣層的頂部表面不平整且在所述圖形間隔區頂部的表面高度低于所述圖形間隔區外部的表面高度；

步驟四、以所述圖形結構為停止層對所述第二絕緣層和所述第一絕緣層進行化學機械研磨并形成由填充于所述圖形間隔區中的所述第一絕緣層和所述第二絕緣層疊加而成的層間膜；所述第一絕緣層的材質選用在進行化學機械研磨時的研磨速率大于所述第二絕緣層的材質，當研磨到所述第一絕緣層的表面時，所述圖形間隔區區域外開始對所述第一絕緣層進行研磨而所述圖形間隔區區域依然保持對所述第二絕緣層進行研磨，使所述圖形間隔區區域外的研磨速率大于所述圖形間隔區區域內的研磨速率，從而使所述圖形間隔區頂部的碟狀缺陷降低或消除；

步驟五、去除所述多晶硅柵；

步驟六、進行金屬柵的沉積；

步驟七、進行金屬的化學機械研磨對所述金屬柵進行平坦化。

2.如權利要求1所述的層間膜的制造方法，其特征在于：步驟一中所述半導體襯底為硅襯底。

3.如權利要求2所述的層間膜的制造方法，其特征在于：所述半導體器件為具有HKMG的MOS晶體管。

4.如權利要求3所述的層間膜的制造方法，其特征在于：所述層間膜為第零層層間膜。

5.如權利要求1所述的層間膜的制造方法，其特征在于：在所述多晶硅柵的側面形成有側墻。

6.如權利要求5所述的層間膜的制造方法，其特征在于：在形成所述第一絕緣層之前還包括形成接觸刻蝕停止層的步驟，所述接觸刻蝕停止層覆蓋在所述多晶硅柵的側墻側面、所述多晶硅柵的頂部表面和所述圖形間隔區的表面。

7.如權利要求6所述的層間膜的制造方法，其特征在于：所述第二絕緣層的材料為氧化層。

8.如權利要求7所述的層間膜的制造方法，其特征在于：所述第二絕緣層采用HDPCVD工藝沉積形成。

9.如權利要求7所述的層間膜的制造方法，其特征在于：所述第一絕緣層的材料為氧化層且所述第一絕緣層的氧化層的材質比所述第二絕緣層更柔軟，使所述第一絕緣層的化學機械研磨的速率大于所述第二絕緣層的化學機械研磨的速率。

10.如權利要求9所述的層間膜的制造方法，其特征在于：所述第一絕緣層采用HARP工藝沉積形成。

11.如權利要求6所述的層間膜的制造方法，其特征在于：在所述多晶硅柵兩側的所述半導體器件形成有對應的MOS晶體管的源區和漏區。

12.如權利要求11所述的層間膜的制造方法，其特征在于：所述MOS晶體管所述MOS晶體管分為核心區的MOS晶體管和輸入輸出區的MOS晶體管，所述輸入輸出區的MOS晶體管的所述圖形結構的尺寸大于所述核心區的MOS晶體管的所述圖形結構的尺寸。

13.如權利要求11所述的層間膜的制造方法，其特征在于：各所述MOS晶體管包括PMOS管和NMOS管，所述PMOS管的源區或漏區中包括嵌入式鍺硅層。