本申請涉及半導體，具體涉及一種減少鎢柵極缺陷的方法。

背景技術(shù)：

1、隨著器件特征尺寸的縮減，為了實現(xiàn)更好地深寬比填充，采用harp工藝在襯底上形成層間介質(zhì)層。由于實施harp工藝時沒有對材料進行等離子體轟擊導致形成的層間介質(zhì)層的致密性較差，后續(xù)實施的對層間介質(zhì)層的研磨以及偽柵極的去處容易對層間介質(zhì)層造成損傷，從而形成碟形缺陷(dishing)。在偽柵極去除后留下的凹槽內(nèi)填充鎢金屬時，就會在碟形缺陷所在的位置出現(xiàn)鎢殘留(如圖1(a)所示)。

2、鎢柵極缺陷的另一種形式是，在大尺寸柵極器件(例如lc器件)所在的區(qū)域，對鎢金屬實施研磨時，相對小尺寸柵極而言，大尺寸柵極的研磨速率更快，從而容易出現(xiàn)過研磨(如圖1(b)所示)，造成鎢柵極高度的下降。消除鎢殘留就需增加研磨時長，則容易發(fā)生過研磨；縮減研磨時長，則無法有效去除鎢殘留，鎢殘留和過研磨造成鎢柵極高度的降低均會導致器件性能的下降。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本申請的目的在于提供一種減少鎢柵極缺陷的方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)鎢柵極缺陷導致器件性能下降的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的及其它相關(guān)目的，本申請?zhí)峁┮环N減少鎢柵極缺陷的方法，包括：

3、步驟一，提供一襯底，在襯底上形成多個偽柵極結(jié)構(gòu)，其中，具有大尺寸線寬的偽柵極結(jié)構(gòu)的高度大于具有小尺寸線寬的偽柵極結(jié)構(gòu)的高度；

4、步驟二，在襯底上形成由自下而上層疊的harp工藝形成的材料和等離子體增強沉積工藝形成的材料構(gòu)成的層間介質(zhì)層；

5、步驟三，研磨層間介質(zhì)層直至露出偽柵極結(jié)構(gòu)的頂部；

6、步驟四，去除偽柵極結(jié)構(gòu)中的柵極層后，在襯底上形成鎢金屬層；

7、步驟五，研磨鎢金屬層以形成鎢柵極。

8、優(yōu)選的，具有大尺寸線寬的偽柵極結(jié)構(gòu)所在襯底區(qū)域上由等離子體增強沉積工藝形成的材料層的厚度大于具有小尺寸線寬的偽柵極結(jié)構(gòu)所在襯底區(qū)域上由等離子體增強沉積工藝形成的材料層的厚度。

9、優(yōu)選的，由harp工藝形成的材料層的厚度大于由等離子體增強沉積工藝形成的材料層的厚度。

10、優(yōu)選的，步驟三和步驟五中的研磨為化學機械研磨。

11、優(yōu)選的，步驟四中采用干法刻蝕工藝去除偽柵極結(jié)構(gòu)中的柵極層。

12、優(yōu)選的，偽柵極結(jié)構(gòu)中的柵極層的下方包括自下而上層疊的界面層和柵極介質(zhì)層。

13、優(yōu)選的，界面層的材料包括氮化鈦。

14、優(yōu)選的，柵極介質(zhì)層的材料為高介電常數(shù)材料。

15、優(yōu)選的，柵極介質(zhì)層是氧化硅或氮氧化硅與高介電常數(shù)材料自下而上層疊構(gòu)成的堆疊結(jié)構(gòu)。

16、優(yōu)選的，柵極層的材料為非晶硅或多晶硅。

17、如上所述，本申請?zhí)峁┑臏p少鎢柵極缺陷的方法，具有以下有益效果：層間介質(zhì)層由自下而上層疊的harp工藝形成的材料和等離子體增強沉積工藝形成的材料構(gòu)成，避免層間介質(zhì)層的表面出現(xiàn)碟形缺陷所導致的鎢殘留；同時，增大大尺寸線寬柵極器件的偽柵極高度且位于大尺寸線寬柵極器件所在襯底區(qū)域的層間介質(zhì)層中的由等離子體增強沉積工藝形成的材料層的厚度更大，抑制過研磨所導致的鎢柵極高度的下降。

技術(shù)特征：

1.一種減少鎢柵極缺陷的方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述具有大尺寸線寬的偽柵極結(jié)構(gòu)所在襯底區(qū)域上由所述等離子體增強沉積工藝形成的材料層的厚度大于所述具有小尺寸線寬的偽柵極結(jié)構(gòu)所在襯底區(qū)域上由所述等離子體增強沉積工藝形成的材料層的厚度。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，由所述harp工藝形成的材料層的厚度大于由所述等離子體增強沉積工藝形成的材料層的厚度。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟三和所述步驟五中的研磨為化學機械研磨。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟四中采用干法刻蝕工藝去所述除偽柵極結(jié)構(gòu)中的柵極層。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述偽柵極結(jié)構(gòu)中的柵極層的下方包括自下而上層疊的界面層和柵極介質(zhì)層。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述界面層的材料包括氮化鈦。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述柵極介質(zhì)層的材料為高介電常數(shù)材料。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述柵極介質(zhì)層是氧化硅或氮氧化硅與所述高介電常數(shù)材料自下而上層疊構(gòu)成的堆疊結(jié)構(gòu)。

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述柵極層的材料為非晶硅或多晶硅。

技術(shù)總結(jié)
本申請?zhí)峁┮环N減少鎢柵極缺陷的方法，包括：步驟一，提供一襯底，在襯底上形成多個偽柵極結(jié)構(gòu)，其中，具有大尺寸線寬的偽柵極結(jié)構(gòu)的高度大于具有小尺寸線寬的偽柵極結(jié)構(gòu)的高度；步驟二，在襯底上形成由自下而上層疊的HARP工藝形成的材料和等離子體增強沉積工藝形成的材料構(gòu)成的層間介質(zhì)層；步驟三，研磨層間介質(zhì)層直至露出偽柵極結(jié)構(gòu)的頂部；步驟四，去除偽柵極結(jié)構(gòu)中的柵極層后，在襯底上形成鎢金屬層；步驟五，研磨鎢金屬層以形成鎢柵極。避免層間介質(zhì)層的表面出現(xiàn)碟形缺陷所導致的鎢殘留，同時，抑制過研磨所導致的鎢柵極高度的下降。

技術(shù)研發(fā)人員：蔡燕華,張健,李虎
受保護的技術(shù)使用者：上海華力集成電路制造有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6