[發(fā)明專(zhuān)利]半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011190865.0
• 申請(qǐng)日: 2020-10-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114446788A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-05-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姜春磊;李敏;林先軍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司;中芯國(guó)際集成電路制造(北京)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L21/336
• 分類(lèi)號(hào): H01L21/336;H01L29/78;H01L29/423
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 徐文欣

一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，包括：對(duì)所述第一介質(zhì)材料層進(jìn)行第一平坦化處理，直至暴露出所述硬掩膜層頂部表面，形成初始層間介質(zhì)層，所述初始層間介質(zhì)層表面最低處高于或齊平于所述第一偽柵極頂部表面和所述第二偽柵極頂部表面；去除所述硬掩膜層后，刻蝕所述初始層間介質(zhì)層，直至去除所述第一區(qū)上高于所述第一偽柵極頂部表面的初始層間介質(zhì)層，形成過(guò)渡層間介質(zhì)層；在所述第一偽柵極、所述第二偽柵極和所述過(guò)渡層間介質(zhì)層頂部表面形成第二介質(zhì)材料層；采用第二平坦化處理所述第二介質(zhì)材料層和所述過(guò)渡層間介質(zhì)層，直到暴露出所述第一偽柵極、所述第二偽柵極頂部表面，最終形成具有平坦表面的層間介質(zhì)層，提高了器件的性能。

技術(shù)領(lǐng)域

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

背景技術(shù)

隨著集成電路制造技術(shù)的不斷發(fā)展，為了達(dá)到更快的運(yùn)算速度、更大的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量以及更多的功能，集成電路芯片朝向更高的器件密度、更高的集成度方向發(fā)展。隨著器件的特征尺寸不斷縮小到納米級(jí)，多晶硅柵工藝不能滿(mǎn)足現(xiàn)有技術(shù)的要求，半導(dǎo)體業(yè)界利用金屬柵(Metal Gate，MG)取代多晶硅柵電極以解決閾值電壓漂移、多晶硅柵耗盡效應(yīng)、過(guò)高的柵電阻和費(fèi)米能級(jí)的釘扎等現(xiàn)象。

在金屬替代柵極工藝中，需要采用機(jī)械化學(xué)研磨(CMP)工藝將多晶柵頂部的氧化硅和氮化硅隔離層磨掉，并在露出多晶柵頂部后停止研磨，此CMP過(guò)程將影響后續(xù)形成的金屬柵極，從而影響器件的性能，因此所述CMP技術(shù)有待進(jìn)一步改善。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，以提高形成的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的性能。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明技術(shù)方案提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，包括：提供襯底，所述襯底包括第一區(qū)和第二區(qū)；在所述第一區(qū)上形成多個(gè)第一偽柵極，在所述第二區(qū)上形成多個(gè)第二偽柵極，相鄰的所述第一偽柵極之間的距離小于相鄰的所述第二偽柵極之間的距離，所述第一偽柵極頂部表面和所述第二偽柵極頂部表面均具有硬掩膜層；在所述襯底表面形成第一介質(zhì)材料層，所述第一介質(zhì)材料層位于所述第一偽柵極側(cè)壁、所述第二偽柵極側(cè)壁、所述硬掩膜層側(cè)壁和頂部表面；對(duì)所述第一介質(zhì)材料層進(jìn)行第一平坦化處理，直至暴露出所述硬掩膜層頂部表面，形成初始層間介質(zhì)層，所述初始層間介質(zhì)層表面最低處高于或齊平于所述第一偽柵極頂部表面和所述第二偽柵極頂部表面；形成所述初始層間介質(zhì)層后，去除所述硬掩膜層；去除所述硬掩膜層后，刻蝕所述初始層間介質(zhì)層，直至去除所述第一區(qū)上高于所述第一偽柵極頂部表面的初始層間介質(zhì)層，形成過(guò)渡層間介質(zhì)層；在形成所述過(guò)渡層間介質(zhì)層后，在所述第一偽柵極、所述第二偽柵極和所述過(guò)渡層間介質(zhì)層頂部表面形成第二介質(zhì)材料層；采用第二平坦化處理所述第二介質(zhì)材料層和所述過(guò)渡層間介質(zhì)層，直到暴露出所述第一偽柵極、所述第二偽柵極頂部表面。

可選的，所述硬掩膜層的厚度大于550埃。

可選的，在形成所述第一介質(zhì)材料層前，還包括：在所述第一偽柵極和所述第二偽柵極側(cè)壁形成側(cè)墻。

可選的，所述側(cè)墻的材料與所述硬掩膜層的材料不同；所述側(cè)墻的材料包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳氧化硅、碳氮化硅和碳氮氧化硅中的一種或多種。

可選的，去除所述硬掩膜層后，形成所述過(guò)渡層間介質(zhì)層前，還包括：去除高于所述第一偽柵極和所述第二偽柵極頂部表面的側(cè)墻。

可選的，去除高于所述第一偽柵極和所述第二偽柵極頂部表面的側(cè)墻的工藝為第三刻蝕工藝；所述第三刻蝕工藝對(duì)所述側(cè)墻和所述過(guò)渡層間介質(zhì)層的選擇比范圍為大于10:1。

可選的，在形成所述硬掩膜層前，還包括：在所述第一偽柵極和所述第二偽柵極頂部表面形成黏附層。

可選的，所述黏附層的材料包括氧化物。

可選的，刻蝕所述初始層間介質(zhì)層的同時(shí)，還包括：去除所述黏附層。