半导体器件的形成方法与流程

文档序号:13007909阅读:来源:国知局
技术特征:
1.一种半导体器件的形成方法,其特征在于,包括
提供包括第一区域和第二区域的基底,所述第一区域部分基底上形成有
第一伪栅,所述第二区域部分基底上形成有第二金属栅极,所述第一区域和
第二区域基底表面还形成有层间介质层,且所述层间介质层覆盖于第一伪栅
侧壁表面和第二金属栅极侧壁表面;
刻蚀去除所述第一伪栅,在第一区域层间介质层内形成第一开口,且所
述第一开口内和第二金属栅极表面形成有刻蚀副产物;
对所述第一开口和第二金属栅极表面进行第一刻蚀后处理,刻蚀去除所
述刻蚀副产物,且在第一刻蚀后处理之后,第二金属栅极表面有氟残留;
对所述第二金属栅极表面进行第二刻蚀后处理,刻蚀去除所述氟残留,
所述第二刻蚀后处理的处理气体包括一氧化碳;
在所述第二刻蚀后处理之后,形成填充满所述第一开口的第一金属栅极。
2.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,采用同步脉
冲法进行所述第一刻蚀后处理;所述第一刻蚀后处理的处理气体包括CF4或C4F8。
3.根据权利要求2所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,所述第一刻
蚀后处理的处理气体还包括Cl2或Ar。
4.根据权利要求3所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,所述第一刻
蚀后处理的工艺参数为:CF4流量为50sccm至500sccm,Cl2流量为0sccm
至100sccm,Ar流量为50sccm至500sccm,提供源功率为100瓦至2000
瓦,源功率的占空比为10%至80%,提供偏置功率为0瓦至200瓦,偏置
功率的占空比为10%至80%,源功率和偏置功率的脉冲频率为100赫兹至
10千赫兹,反应腔室压强为10毫托至500毫托。
5.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,采用同步脉
冲法进行所述第二刻蚀后处理。
6.根据权利要求5所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,所述第二刻
蚀后处理的工艺参数为:CO流量为50sccm至500sccm,提供源功率为100

\t瓦至2000瓦,源功率的占空比为10%至80%,提供偏置功率为0瓦至200
瓦,偏置功率的占空比为10%至80%,源功率和偏置功率的脉冲频率为100
赫兹至10千赫兹,反应腔室压强为10毫托至500毫托。
7.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,在进行所述
第二刻蚀处理之后、形成所述第一金属栅极之前,还包括步骤:对所述第
二金属栅极表面进行氮化处理,将部分第二金属栅极转化为金属氮化层。
8.根据权利要求7所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,采用同步脉
冲法进行所述氮化处理;采用NH3进行所述氮化处理。
9.根据权利要求8所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,所述氮化处
理的工艺参数为:NH3流量为50sccm至500sccm,Ar流量为50sccm至
500sccm,提供源功率为100瓦至2000瓦,源功率的占空比为10%至80%,
提供偏置功率为0瓦至200瓦,偏置功率的占空比为10%至80%,源功率
和偏置功率的脉冲频率为100赫兹和10千赫兹,反应腔室压强为10毫托
至500毫托。
10.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,采用同步脉
冲干法刻蚀工艺刻蚀去除所述第一伪栅。
11.根据权利要求10所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,所述同步脉
冲干法刻蚀工艺的工艺参数为:刻蚀气体包括HBr和O2,HBr流量为
50sccm至500sccm,O2流量为5sccm至100sccm,提供源功率为500瓦至
2500瓦,源功率的占空比为10%至80%,提供偏置功率为0瓦至500瓦,
偏置功率的占空比为10%至80%,源功率和偏置功率的脉冲频率为100赫
兹至10千赫兹,刻蚀腔室压强为10毫托至200毫托。
12.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,所述基底还
包括第三区域;且在刻蚀去除所述第一伪栅之前,在所述第三区域基底上
形成硬掩膜层。
13.根据权利要求12所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,形成所述硬
掩膜层的工艺步骤包括:在所述第三区域基底上、第一伪栅表面、第二金
属栅极表面、以及层间介质层表面形成初始硬掩膜层,所述初始硬掩膜层

\t的材料为TiN或TaN;采用干法刻蚀工艺刻蚀所述初始硬掩膜层,暴露出
第一伪栅表面、第二金属栅极表面、以及第一区域和第二区域层间介质层
表面,形成所述硬掩膜层,所述刻蚀初始硬掩膜层的刻蚀气体包括Cl2。
14.根据权利要求13所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,采用同步脉
冲刻蚀工艺刻蚀所述初始硬掩膜层;所述同步脉冲刻蚀工艺的工艺参数为:
Cl2流量为50sccm至500sccm,O2流量为0sccm至100sccm,He流量为
50sccm至500sccm,提供源功率为100瓦至2000瓦,源功率占空比为10%
至80%,偏置功率为0瓦至200瓦,偏置功率占空比为10%至80%,脉冲
频率为100赫兹至10千赫兹。
15.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,所述基底与
第二金属栅极之间形成有第二栅介质层;所述基底与第一金属栅极之间形
成有第一栅介质层。
16.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,所述第一金
属栅极包括:位于第一开口底部和侧壁表面的第一功函数层;位于第一功
函数层表面且填充满所述第一开口的第一金属体层,且所述第一金属体层
顶部与第一区域层间介质层顶部齐平。
17.根据权利要求16所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,形成所述第
一金属栅极的工艺步骤包括:在所述第一开口底部和侧壁表面形成第一功
函数层,且所述第一功函数层还覆盖于层间介质层表面以及金属氮化层表
面;在所述第一功函数层表面形成第一金属体层,所述第一金属体层填充
满第一开口;采用化学机械研磨工艺,研磨去除高于第一区域层间介质层
表面的第一金属体层以及第一功函数层。
18.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,所述第二金
属栅极包括:第二功函数层以及位于第二功函数层表面的第二金属体层,
且所述第二金属体层顶部与第二区域层间介质层顶部齐平。
19.根据权利要求18所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,所述第二金
属体层的材料包括铜、铝或钨。
20.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,所述第一区

\t域为NMOS区域或PMOS区域;所述第二区域为NMOS区域或PMOS区
域,且所述第一区域与第二区域的区域类型不同。
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