一种改善介电层孔隙的方法技术

本发明专利技术提供一种改善介电层孔隙的方法，提供基底、位于基底上相互间隔的多个多晶硅栅结构及其上的氮化硅、位于多晶硅栅结构侧壁的第一至第三侧墙；去除第二、第三侧墙及氮化硅；沉积氮化硅层和氧化硅层，旋涂光刻胶以填充满多晶硅栅结构之间空隙；去除多晶硅栅结构上的光刻胶，并向下过刻蚀氧化硅层，保留多晶硅栅结构之间的光刻胶；去除剩余光刻胶将多晶硅栅结构间底部的氧化硅层暴露；沉积氧化硅以填充满多晶硅栅结构之间空隙，研磨以平坦化多晶硅栅结构。本发明专利技术在刻蚀氧化硅过程中，通过保留栅极间的光刻胶，在后续栅极间再填充氧化硅来达到避免栅极间孔隙的出现，进而在后续平坦化栅极的过程中，避免孔隙暴露，改善了工艺，提高了芯片性能。

【技术实现步骤摘要】
一种改善介电层孔隙的方法
本专利技术涉及半导体
，特别是涉及一种改善介电层孔隙的方法。
技术介绍
现行的HKMG(高介电常数金属栅极)先进逻辑芯片的栅极制备工艺，主要分为：伪栅极(dummypoly)工艺制备临时栅极来定义源、漏极，去除伪栅极dummypoly实现金属栅的沉积。其中去除伪栅极dummypoly工艺中，如何在不损伤源漏极结构的前提下完成栅极平坦化对整个芯片性能至关重要。由于随着器件结构越来越小，栅极间容易在氧化层(oxide)沉积过程中出现空隙，并在之后的栅极平坦化过程中暴露出来，最终在金属栅沉积时保留栅极金属而影响芯片性能。因此，需要提出一种新的改善栅极间介电层孔隙的方法来解决上述问题。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种改善介电层孔隙的方法，用于解决现有技术中栅极之间的氧化层在其沉积过程中容易出现孔隙，从而在后续栅极平坦化的过程中暴露出来，进而影响芯片性能的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种改善介电层孔隙的方法，该方法至少包括以下步骤：步骤一、提供半导体结构，所述半导体结构包括：基底、位于所述基底上相互间隔的多个多晶硅栅结构、依次依附于所述多晶硅栅结构侧壁的第一至第三侧墙；所述多晶硅栅结构上表面设有氮化硅；步骤二、去除所述第二、第三侧墙以及所述多晶硅栅结构上表面的所述氮化硅；步骤三、在所述半导体结构上沉积氮化硅层，之后在该氮化硅层上沉积氧化硅层，并且所述氧化硅层的高度大于所述多晶硅栅结构的高度；步骤四、在所述氧化硅层的上表面旋涂一层光刻胶，所述光刻胶填充满所述多晶硅栅结构之间空隙，并且所述光刻胶的高度大于所述多晶硅栅结构的高度；步骤五、去除所述多晶硅栅结构上方的所述光刻胶，并向下过刻蚀所述氧化硅层至位于所述第一侧墙上的所述氮化硅层为止，并保留位于所述多晶硅栅结构之间的光刻胶；步骤六、去除剩余的光刻胶将位于所述多晶硅栅结构之间底部的所述氧化硅层暴露出来；步骤七、沉积一层氧化硅填充满所述多晶硅栅结构之间的空隙，并且沉积后氧化硅的高度大于所述多晶硅栅结构的高度；步骤八、研磨以平坦化所述多晶硅栅结构，并研磨至所述多晶硅栅结构上表面为止。优选地，步骤一中的所述第二侧墙和第三侧墙都为氮化硅。优选地，步骤二中利用湿法刻蚀工艺去除所述第二、第三侧墙以及位于所述多晶硅栅结构上表面的氮化硅。优选地，步骤三中在所述半导体结构上沉积的所述氮化硅层填充了所述多晶硅结构之间的基底上表面。优选地，步骤五中采用干法刻蚀去除位于所述多晶硅栅结构上方的所述光刻胶。优选地，步骤五中在所述干法刻蚀过程中，向下刻蚀所述光刻胶至所述多晶硅栅结构上的所述氧化硅层停止；之后采用选择比高的气体刻蚀所述氧化硅层至位于所述第一侧墙上的所述氮化硅层为止，并保留位于所述多晶硅栅结构之间的光刻胶保留。优选地，步骤六中采用灰化工艺去除剩余的所述光刻胶。优选地，步骤八中采用化学机械研磨工艺平坦化所述多晶硅栅结构。优选地，步骤八中的所述化学机械研磨工艺采用等比例研磨所述氧化硅和所述氮化硅层。如上所述，本专利技术的改善介电层孔隙的方法，具有以下有益效果：本专利技术在刻蚀氧化硅的过程中，通过保留栅极间的光刻胶，在后续栅极间再填充氧化硅来达到避免栅极间孔隙的出现，进而在后续平坦化栅极的过程中，避免孔隙暴露，改善了工艺，提高了芯片性能。附图说明图1显示为本专利技术所提供的半导体结构示意图；图2显示为本专利技术去除第二、第三侧墙以及多晶硅栅结构上的氮化硅后的结构示意图；图3显示为本专利技术在半导体结构上沉积氮化硅层后的结构示意图；图4显示为本专利技术中在氮化硅层上沉积氧化硅层后的结构示意图；图5显示为本专利技术中在氧化硅层上旋涂光刻胶后的结构示意图；图6显示为本专利技术去除多晶硅栅结构上方的光刻胶后的结构示意图；图7显示为本专利技术过刻蚀氧化硅层后的结构示意图；图8显示为本专利技术去除剩余光刻胶后将多晶硅栅结构之间的氧化硅层暴露出的结构示意图；图9显示为本专利技术沉积氧化硅以填充多晶硅栅结构之间空隙的结构示意图；图10显示为本专利技术对多晶硅栅结构平坦化后的结构示意图；图11显示为本专利技术改善介电层孔隙的方法的流程图。具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。请参阅图1至图11。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，遂图式中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。本专利技术提供一种改善介电层孔隙的方法，如图11所示，图11显示为本专利技术改善介电层孔隙的方法的流程图，本专利技术的所述方法至少包括以下步骤：步骤一、提供半导体结构，所述半导体结构包括：基底、位于所述基底上相互间隔的多个多晶硅栅结构、依次依附于所述多晶硅栅结构侧壁的第一至第三侧墙；所述多晶硅栅结构上表面设有氮化硅；步骤二、去除所述第二、第三侧墙以及所述多晶硅栅结构上表面的所述氮化硅；步骤三、在所述半导体结构上沉积氮化硅层，之后在该氮化硅层上沉积氧化硅层，并且所述氧化硅层的高度大于所述多晶硅栅结构的高度；步骤四、在所述氧化硅层的上表面旋涂一层光刻胶，所述光刻胶填充满所述多晶硅栅结构之间空隙，并且所述光刻胶的高度大于所述多晶硅栅结构的高度；步骤五、去除所述多晶硅栅结构上方的所述光刻胶，并向下过刻蚀所述氧化硅层至位于所述第一侧墙上的所述氮化硅层为止，并保留位于所述多晶硅栅结构之间的光刻胶；步骤六、去除剩余的光刻胶将位于所述多晶硅栅结构之间底部的所述氧化硅层暴露出来；步骤七、沉积一层氧化硅填充满所述多晶硅栅结构之间的空隙，并且沉积后氧化硅的高度大于所述多晶硅栅结构的高度；步骤八、研磨以平坦化所述多晶硅栅结构，并研磨至所述多晶硅栅结构上表面为止。本实施例中，该方法包括以下步骤：步骤一、提供半导体结构，所述半导体结构包括：基底、位于所述基底上相互间隔的多个多晶硅栅结构、依次依附于所述多晶硅栅结构侧壁的第一至第三侧墙；所述多晶硅栅结构上表面设有氮化硅；如图1所示，图1显示为本专利技术所提供的半导体结构示意图，其中所述基底01上设有多个彼此相互隔离的多晶硅栅结构02，所述每个多晶硅栅结构02的侧壁都依次设有第一侧墙03、第二侧墙04以及第三侧墙003，本专利技术进一步地，本实施例中的步骤一中，所述第二侧墙04和所述第三侧墙003都为氮化硅。步骤二、去除所述第二、第三侧墙以及所述多晶硅栅结构上表面的所述氮化硅004；本专利技术进一步地，本实施例中的步骤二中利用湿法刻蚀工艺去除所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改善介电层孔隙的方法，其特征在于，该方法至少包括以下步骤：/n步骤一、提供半导体结构，所述半导体结构包括：基底、位于所述基底上相互间隔的多个多晶硅栅结构、依次依附于所述多晶硅栅结构侧壁的第一至第三侧墙；所述多晶硅栅结构上表面设有氮化硅；/n步骤二、去除所述第二、第三侧墙以及所述多晶硅栅结构上表面的所述氮化硅；/n步骤三、在所述半导体结构上沉积氮化硅层，之后在该氮化硅层上沉积氧化硅层，并且所述氧化硅层的高度大于所述多晶硅栅结构的高度；/n步骤四、在所述氧化硅层的上表面旋涂一层光刻胶，所述光刻胶填充满所述多晶硅栅结构之间空隙，并且所述光刻胶的高度大于所述多晶硅栅结构的高度；/n步骤五、去除所述多晶硅栅结构上方的所述光刻胶，并向下过刻蚀所述氧化硅层至位于所述第一侧墙上的所述氮化硅层为止，并保留位于所述多晶硅栅结构之间的光刻胶；/n步骤六、去除剩余的光刻胶将位于所述多晶硅栅结构之间底部的所述氧化硅层暴露出来；/n步骤七、沉积一层氧化硅填充满所述多晶硅栅结构之间的空隙，并且沉积后氧化硅的高度大于所述多晶硅栅结构的高度；/n步骤八、研磨以平坦化所述多晶硅栅结构，并研磨至所述多晶硅栅结构上表面为止。/n...

【技术特征摘要】
1.一种改善介电层孔隙的方法，其特征在于，该方法至少包括以下步骤：
步骤一、提供半导体结构，所述半导体结构包括：基底、位于所述基底上相互间隔的多个多晶硅栅结构、依次依附于所述多晶硅栅结构侧壁的第一至第三侧墙；所述多晶硅栅结构上表面设有氮化硅；
步骤二、去除所述第二、第三侧墙以及所述多晶硅栅结构上表面的所述氮化硅；
步骤三、在所述半导体结构上沉积氮化硅层，之后在该氮化硅层上沉积氧化硅层，并且所述氧化硅层的高度大于所述多晶硅栅结构的高度；
步骤四、在所述氧化硅层的上表面旋涂一层光刻胶，所述光刻胶填充满所述多晶硅栅结构之间空隙，并且所述光刻胶的高度大于所述多晶硅栅结构的高度；
步骤五、去除所述多晶硅栅结构上方的所述光刻胶，并向下过刻蚀所述氧化硅层至位于所述第一侧墙上的所述氮化硅层为止，并保留位于所述多晶硅栅结构之间的光刻胶；
步骤六、去除剩余的光刻胶将位于所述多晶硅栅结构之间底部的所述氧化硅层暴露出来；
步骤七、沉积一层氧化硅填充满所述多晶硅栅结构之间的空隙，并且沉积后氧化硅的高度大于所述多晶硅栅结构的高度；
步骤八、研磨以平坦化所述多晶硅栅结构，并研磨至所述多晶硅栅结构上表面为止。


2.根据权利要求1所述的改善介电层孔隙的方法，其特征在于：步骤一中的所述第二侧墙和第三侧墙都为氮化硅。

【专利技术属性】
技术研发人员：胡蕃廷，陈颖儒，刘立尧，胡展源，
申请(专利权)人：上海华力集成电路制造有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31