长滩岛需要签证吗2017:高介电常数栅电介质/金属栅极的FA CMP技术_半导体制造_SEMI大半导体产业网

来源：百度文库编辑：偶看新闻时间：2024/04/30 06:14:58

高介电常数栅电介质/金属栅极的FA CMP技术作者：Jie Diao、GarlenLeung、Jun Qian、Sean Cui、Anand Iyer、Chris Lee、BalajiChandrasekaran、Thomas Osterheld、Lakshmanan Karuppiah，应用材料公司半导体事业部

高介电常数栅电介质和金属栅极技术（以下简称HKMG）使摩尔定律在45/32纳米节点得以延续。目前的HKMG工艺有两种主流整合方案，分别是“先栅极”和“后栅极”。“后栅极”又称为可替换栅极（以下简称RMG），使用该工艺时高介电常数栅电介质无需经过高温步骤，所以VT偏移很小，芯片的可靠性更高。因此业界在制造高性能芯片时更倾向于选择RMG工艺。然而，RMG工艺流程涉及更多的工艺步骤，面临更多的工艺难关和设计限制。难关之一就是平坦度极难达标。

典型的RMG工艺流程依次包括（图1）：临时多晶硅栅极结构的形成，第一层间电介质（ILD0）氧化硅的沉积，ILD0化学机械研磨直至临时多晶硅栅极完全曝露，刻蚀去除多晶硅栅极，功函数材料的淀积，金属铝的沉积，以及金属铝的化学机械研磨。作为RMG工艺流程步骤之一，ILD0化学机械研磨对于HKMG结构的顺利形成至关重要。

由于栅极结构对尺寸控制要求非常严格（WIW和WID），如果缺少严格控制最终研磨厚度的工艺手段，将会带来一系列的工艺整合问题，比如：栅极电阻波动，栅极填充不足，源/漏极曝露等等。这些问题最终都会损害芯片性能。为了确保芯片的优良性能和可靠性，制造工艺必须严格控制WIW、WID以及WTW的厚度差异。

应用材料公司已经成功研发出一套在Reflexion?LK机台上实现的三步化学机械研磨工艺，以解决ILD0化学机械研磨过程中的WIW、WID和WTW厚度控制问题。第一步（P1），研磨移除大部分的ILD0电介质材料；第二步（P2），采用FA继续研磨，接触到栅极区域氮化硅层后停止；第三步（P3），栅极区域的氮化硅层被彻底磨掉，多晶硅栅极完全曝露。图2演示了在ILD0化学机械研磨过程中，沟槽区氧化硅研磨去除的全过程。

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