形成栅极的方法、平坦化层间介质层的方法技术

一种形成栅极的方法、平坦化层间介质层的方法，所述平坦化层间介质层的方法包括：提供基底；在所述基底上形成伪栅极结构，所述伪栅极结构包括伪栅极和侧墙，并在所述伪栅极上形成被氧化的多晶硅层；形成层间介质层，覆盖所述基底、伪栅极结构以及被氧化的多晶硅层；以所述被氧化的多晶硅层为研磨停止层对所述层间介质层进行化学机械抛光以平坦化层间介质层。可以大大减小层间介质层在研磨中产生的凹陷的深度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体
，尤其涉及。
技术介绍
现有技术中，形成栅极的工艺可分为前栅(gate first)工艺和后栅(gate last)工艺。前栅工艺是指先沉积栅介质层，在栅介质层上形成栅极，然后进行源漏注入，之后进行退火工艺以激活源漏中的离子。前栅工艺其工艺步骤简单，但在进行退火时，栅极不可避免地要承受高温，导致MOS管的阈值电压Vt漂移，影响管子性能。后栅工艺是指在退火工艺后，即在高温步骤后，刻蚀掉多晶硅伪栅，形成伪栅沟槽，再用合适的金属填充伪栅沟槽 以形成栅极，这样可以使栅极避开高温，避免MOS管的阈值电压Vt漂移，影响管子性能。在32nm工艺以及更先进的工艺中，主要利用金属形成栅极，现有技术中，利用后栅工艺形成金属栅极，其形成方法为在基底上形成包括多晶硅伪栅极和侧墙的伪栅极结构；之后，形成刻蚀阻挡层，覆盖所述伪栅极结构和基底；接着，形成层间介质层，覆盖刻蚀阻挡层；利用CMP (chemical mechenical polishing,化学机械抛光)对层间介质层进行平坦化，去除高出多晶硅伪栅极的层间介质层和刻蚀阻挡层，以暴露出多晶硅伪栅极；去除多晶硅栅极，形成伪栅极沟槽；在伪栅极沟槽内和层间介质层上沉积金属，利用CMP平坦化工艺去除高出伪栅极沟槽的金属形成金属栅极。现有技术的形成金属栅极的步骤中需要利用CMP工艺对层间介质层和刻蚀阻挡层进行平坦化以暴露出多晶硅伪栅极。图I至图4为现有技术的利用CMP工艺对层间介质层和刻蚀阻挡层进行平坦化以暴露出多晶硅伪栅极的剖面结构示意图，其中层间介质层的材料为氧化硅，刻蚀阻挡层的材料为氮化硅。参考图I至图4，现有技术中对作为层间介质层的氧化硅和作为刻蚀阻挡层的氮化硅的平坦化方法为参考图1，在基底10上形成多晶硅伪栅极11以及侧墙12。参考图2，沉积氮化硅13作为刻蚀阻挡层，覆盖基底10、多晶硅伪栅极11和侧墙12 ;沉积氧化硅14作为层间介质层，覆盖氮化硅13。参考图3，利用对氧化硅和氮化硅具有高选择比的研磨液研磨氧化硅14以平坦化氧化硅14，在氮化硅13上停止研磨。参考图4，利用氮化硅研磨液研磨去除多晶硅伪栅极14上的氮化硅。该现有技术利用CMP工艺对氧化硅进行平坦化时，容易在氧化硅14形成凹陷，而且凹陷较大，参考图3中圆圈15标注位置，参考图5，由于凹陷较大，在后续工艺中，去除多晶硅伪栅极11形成伪栅极沟槽，利用物理气相沉积或其他方法沉积金属，该金属填充伪栅极沟槽且覆盖氮化硅和氧化硅，之后利用CMP工艺去除高出伪栅极沟槽的金属形成金属栅极16时，在凹陷内会残留金属17，该金属17的存在会导致短路现象，影响器件的性能。现有技术中有许多关于平坦化的专利以及专利申请，例如2011年5月12日公开的公开号为“US2011/0111677A1”的美国专利申请“method for polishing semiconductorwafer (抛光半导体晶圆的方法)”，然而均没有解决以上的技术问题。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是现有技术中利用后栅工艺形成栅极过程中，对层间介质层进行平坦化时，在层间介质层上形成较大凹陷。为解决上述问题，本专利技术具体实施例提供一种平坦化层间介质层的方法，包括提供基底；在所述基底上形成伪栅极结构，所述伪栅极结构包括伪栅极和侧墙，在所述伪栅极上形成被氧化的多晶硅层；形成层间介质层，覆盖所述基底、伪栅极结构以及被氧化的多晶硅层；以所述被氧化的多晶硅层为研磨停止层对所述层间介质层进行化学机械抛光以 平坦化层间介质层。可选的，所述在所述基底上形成伪栅极结构，所述伪栅极结构包括伪栅极和侧墙，在所述伪栅极上形成被氧化的多晶硅层包括在所述基底上形成多晶硅层；在所述多晶硅层的表面形成被氧化的多晶硅层；图形化所述被氧化的多晶硅层、多晶硅层，形成伪栅极以及伪栅极上被氧化的多晶娃层;在所述伪栅极周围形成侧墙。可选的，所述氧化所述多晶硅层在所述多晶硅层的表面形成被氧化的多晶硅层的方法为在温度为700°C 800°C的范围内，在H2O蒸气氛围内对所述多晶硅层进行热氧化，在多晶硅层的表面形成被氧化的多晶硅层。可选的，所述图形化所述被氧化的多晶硅层、多晶硅层，形成伪栅极以及伪栅极上被氧化的多晶硅层；在所述伪栅极周围形成侧墙包括在所述被氧化的多晶硅层上形成硬掩膜层；在所述硬掩膜层上形成图形化的光刻胶层，定义出伪栅极的位置；以所述图形化的光刻胶层为掩膜依次刻蚀硬掩膜层、被氧化的多晶硅层、多晶硅层，形成伪栅极以及伪栅极上被氧化的多晶硅层、硬掩膜层；形成介质层，覆盖所述伪栅极、伪栅极上被氧化的多晶硅层、硬掩膜层以及基底；回刻所述介质层，去除基底上以及硬掩膜层上的介质层在伪栅极周围形成侧墙。可选的，所述硬掩膜层包括位于所述被氧化的多晶硅层上的氧化硅层、位于所述氧化硅层上的氮化硅层；回刻所述介质层时，也去除了伪栅极上方的部分或全部氮化硅层。可选的，在所述基底上形成伪栅极结构，所述伪栅极结构包括伪栅极和侧墙，在所述伪栅极上形成被氧化的多晶硅层之后，形成层间介质层，覆盖所述基底、伪栅极结构以及被氧化的多晶硅层之前还包括形成刻蚀阻挡层，覆盖所述基底、伪栅极结构以及被氧化的多晶硅层；去除形成在伪栅极上方的刻蚀阻挡层。可选的，所述刻蚀阻挡层的材料为氮化硅。可选的，所述层间介质层的材料为氧化硅。本专利技术具体实施例还提供一种形成栅极的方法，包括用上述的方法形成平坦化的层间介质层；去除所述和伪栅极上被氧化的多晶硅层，形成伪栅极沟槽；在所述伪栅极沟槽内填充导电材料并进行抛光,形成栅极。可选的，所述导电材料为金属。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点本技术方案对层间介质层进行平坦化的方法，在所述伪栅极上形成被氧化的多晶硅层，以所述被氧化的多晶硅层为研磨停止层对所述层间介质层进行化学机械抛光以平坦化层间介质层。由于被氧化的多晶硅层作为研磨停止层时，研磨液中的添加剂会和被氧化 的多晶硅层发生电化学反应形成保护层，该保护层对层间介质层有很好的保护作用，可以大大减小层间介质层在研磨中产生的凹陷的深度。附图说明图I至图4为现有技术的利用CMP工艺对层间介质层和刻蚀阻挡层进行平坦化以暴露出多晶硅伪栅极的剖面结构示意图；图5是现有技术形成的金属栅极的剖面结构示意图；图6为被氧化的多晶硅作为研磨停止层和氮化硅作为研磨停止层时，氧化硅的凹陷深度的曲线图；图7为本专利技术具体实施例的平坦化层间介质层的方法的流程示意图；图8至图17为本专利技术具体实施例的平坦化层间介质层的方法的剖面结构示意图；图18至图19为本专利技术具体实施例的形成栅极的方法的剖面结构示意图。具体实施例方式针对现有技术中利用CMP工艺对氧化硅层间介质层进行平坦化时，会在氧化硅中形成凹陷，由于凹陷的存在会导致后续形成金属栅极时，沉积的金属残留在凹陷内，影响器件的性能。一般研磨氧化硅的研磨液包含研磨颗粒如氧化硅，氧化铈，氧化铝等；添加剂如PH调节剂、稳定剂、选择比调节剂(如大分子的聚合体)等由大分子组成的成分。专利技术人经过研究发现以氮化硅为研磨停止层利用CMP工艺对氧化硅进行平坦化时，当研磨到氮化硅时，研磨液中的大分子添加剂会与氮化硅发生电化学反应，被吸附在氮化硅表面，产生一层保护层，理想情况下，由于添加剂的分子很大，大量的保护层可以被同时吸附在相邻的氮化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种平坦化层间介质层的方法，其特征在于，包括：提供基底；在所述基底上形成伪栅极结构，所述伪栅极结构包括伪栅极和侧墙，在所述伪栅极上形成被氧化的多晶硅层；形成层间介质层，覆盖所述基底、伪栅极结构以及被氧化的多晶硅层；以所述被氧化的多晶硅层为研磨停止层对所述层间介质层进行化学机械抛光以平坦化层间介质层。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邵群，陈枫，黎铭琦，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：