[發(fā)明專利]半導體結(jié)構(gòu)的形成方法

在審

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• 申請日: 2020-01-16
• 公開（公告）號: CN113130393A
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發(fā)明（設計）人: 張海洋;陳建;涂武濤
• 申請（專利權(quán)）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: H01L21/8234
• 分類號: H01L21/8234
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 吳敏

一種半導體結(jié)構(gòu)的形成方法，包括：提供襯底，所述襯底包括中間區(qū)域和邊緣區(qū)域，所述襯底上具有柵極結(jié)構(gòu)，所述中間區(qū)域的所述柵極結(jié)構(gòu)的高度與所述邊緣區(qū)域的所述柵極結(jié)構(gòu)的高度具有差異；采用至少一次沉積工藝在所述襯底、所述柵極結(jié)構(gòu)表面形成覆蓋層，位于高度高的所述柵極結(jié)構(gòu)上的所述覆蓋層的厚度小于位于高度低的所述柵極結(jié)構(gòu)上的所述覆蓋層的厚度；在每次形成完所述覆蓋層后，均刻蝕所述覆蓋層及部分厚度的所述柵極結(jié)構(gòu)。本發(fā)明實施例提供的形成方法，可以提高襯底上不同區(qū)域的柵極結(jié)構(gòu)的高度均勻性，提高半導體生產(chǎn)的良率和可靠性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導體制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種半導體結(jié)構(gòu)的形成方法。

背景技術(shù)

在互補金屬氧化物半導體場效應管(CMOS)芯片制造中，柵極結(jié)構(gòu)的制程是一道非常重要的工序，柵極結(jié)構(gòu)的大小會直接影響器件的各種電性參數(shù)。因此，柵極結(jié)構(gòu)關(guān)鍵尺寸的均勻性的控制變得非常重要。

目前在晶圓上形成柵極結(jié)構(gòu)時，各區(qū)域晶圓上的柵極結(jié)構(gòu)的高度存在較大差異，例如中間區(qū)域的柵極結(jié)構(gòu)的高度與邊緣區(qū)域的柵極結(jié)構(gòu)的高度不同。并且，對晶圓上的柵極結(jié)構(gòu)進行刻蝕時，通常晶圓上刻蝕速率的分布是固定的，這可能會導致刻蝕結(jié)束后，各區(qū)域的柵極結(jié)構(gòu)的高度的差異進一步擴大，進而嚴重影響形成的半導體結(jié)構(gòu)的性能。

因此，需要提出一種半導體結(jié)構(gòu)的形成方法，以改善晶圓上的柵極結(jié)構(gòu)高度的均勻性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供一種半導體結(jié)構(gòu)的形成方法，能改善晶圓上柵極結(jié)構(gòu)高度的均勻性，提高晶圓生產(chǎn)的可靠性和良率。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實施例提供一種半導體結(jié)構(gòu)的形成方法，包括：提供襯底，所述襯底包括中間區(qū)域和邊緣區(qū)域，所述襯底上具有柵極結(jié)構(gòu)，所述中間區(qū)域的所述柵極結(jié)構(gòu)的高度與所述邊緣區(qū)域的所述柵極結(jié)構(gòu)的高度具有差異；采用至少一次沉積工藝在所述襯底、所述柵極結(jié)構(gòu)表面形成覆蓋層，位于高度高的所述柵極結(jié)構(gòu)上的所述覆蓋層的厚度小于位于高度低的所述柵極結(jié)構(gòu)上的所述覆蓋層的厚度；在每次形成完所述覆蓋層后，均刻蝕所述覆蓋層及部分厚度的所述柵極結(jié)構(gòu)。

可選的，所述覆蓋層的材料為碳氫聚合物。

可選的，所述沉積工藝包括等離子體沉積工藝。

可選的，采用控溫方法形成所述覆蓋層。

可選的，所述控溫方法包括：提供控溫基板，將所述襯底放置在所述控溫基板上；通過所述控溫基板控制所述襯底的溫度，使高度高的所述柵極結(jié)構(gòu)的溫度高于高度低的所述柵極結(jié)構(gòu)的溫度。

可選的，所述柵極結(jié)構(gòu)包括：介電層；功函數(shù)層，位于所述介電層表面；以及柵極材料層，位于所述功函數(shù)層表面。

可選的，刻蝕所述柵極結(jié)構(gòu)的方法包括：先刻蝕所述柵極材料層；再刻蝕所述功函數(shù)層和所述介電層。

可選的，當所述沉積工藝為一次時，在所述襯底、所述柵極結(jié)構(gòu)表面形成覆蓋層，位于高度高的所述柵極結(jié)構(gòu)上的所述覆蓋層的厚度小于位于高度低的所述柵極結(jié)構(gòu)上的所述覆蓋層的厚度；刻蝕所述覆蓋層及部分厚度的所述柵極結(jié)構(gòu)。

可選的，當所述沉積工藝為多次時，在所述襯底、所述柵極結(jié)構(gòu)表面形成覆蓋層；刻蝕所述覆蓋層和部分厚度的所述柵極結(jié)構(gòu)；循環(huán)進行形成所述覆蓋層以及刻蝕所述覆蓋層和所述柵極結(jié)構(gòu)的步驟。

可選的，所述沉積工藝的次數(shù)為5～10次。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實施例的技術(shù)方案具有以下有益效果：