[发明专利]一种半导体器件的制造方法和半导体器件

说明书

本发明提供一种半导体器件的制造方法和半导体器件，所述方法包括：提供半导体衬底；在所述半导体衬底上形成虚拟栅极材料层，其中，所虚拟栅极材料层包括从下到上依次层叠的第一虚拟栅极材料层、虚拟栅极硬掩膜层和第二虚拟栅极材料层，其中，所述第一虚拟栅极材料层在所述半导体衬底上的分布具有一致的高度。根据本发明的半导体器件的制造方法，通过分步去除虚拟材料层取代一次性去除虚拟材料层有效减少了在涉及虚拟材料层去除步骤的栅极切断工艺与金属栅极形成工艺中因不同开口尺寸造成的负载效应所引起的栅极材料去除速率的不同，从而减小了刻蚀工艺导致在栅极去除或切断工艺中发生局部过刻蚀或局部欠刻蚀，最终提升了半导体器件的性能。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，具体而言涉及一种半导体器件的制造方法和半导体器件。

背景技术

随着半导体器件尺寸的逐渐减小，对半导体制造的紧密控制的要求也越来越高，在同一半导体晶圆上往往集成多种具有不同尺寸的晶体管以最大限度的实现集成，不同晶体管的集成同一也涉及到多种工艺的集成，其中晶体管栅极的形成工艺就是半导体器件制造过程中常常涉及到的工艺集成中的至关重要的一步。

晶体管中栅极的形成工艺包括先在半导体上拟形成晶体管栅极的位置形成条状虚拟栅极，在形成条状虚拟栅极之后采用栅极切断(Poly Cut或Gate Cut)工艺对条状虚拟栅极进行切断以形成对应于不同晶体管或晶体管组合的独立栅极，同时，还包括去除虚拟栅极之后形成金属栅极的步骤。

然而，无论是形成条状虚拟栅极，采用栅极切断技术对条状虚拟栅极进行切断，还是去除虚拟栅极形成金属栅极的步骤中，只要涉及到不同开口尺寸的虚拟栅极材料的去除，就会在整个晶圆表面形成同程度的负载效应，这个负载效应导致不同开口尺寸的虚拟栅极去除速率不一致，从而导致虚拟栅极材料去除过程中不同程度的过刻蚀或欠刻蚀，影响晶体管的性能。

为此，本发明提供了一种新半导体器件制造方法，用以解决现有技术中的问题。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

本发明提供了一种半导体器件的制造方法，所述方法包括：

提供半导体衬底；

在所述半导体衬底上形成虚拟栅极材料层，其中，所虚拟栅极材料层包括从下到上依次层叠的第一虚拟栅极材料层、虚拟栅极硬掩膜层和第二虚拟栅极材料层，其中，所述第一虚拟栅极材料层在所述半导体衬底上的分布具有一致的高度。

示例性的，所述半导体衬底上形成有鳍片结构，其中所述第一虚拟栅极材料层顶部与所述鳍片结构顶部齐平。

示例性的，在所述半导体衬底上形成虚拟栅极材料层的步骤包括：

在所述形成有鳍片结构的半导体衬底上形成第一虚拟栅极材料层，其中所述第一虚拟栅极材料层与所述鳍片结构顶部齐平；

在所述第一虚拟栅极材料层上形成所述虚拟栅极硬掩膜层，所述虚拟栅极硬掩膜层覆盖所述鳍片结构顶部；

在所述虚拟栅极硬掩膜层上形成第二虚拟栅极材料层。

示例性的，所述鳍片结构顶部设置有阻挡层，在所述形成有鳍片结构的半导体衬底上形成第一虚拟栅极材料层的步骤包括：

在所述形成有鳍片结构的半导体衬底上形成第一虚拟栅极材料层；

执行第一虚拟栅极材料层化学机械研磨工艺，停止在所述阻挡层上；

执行第一虚拟栅极材料层回刻蚀工艺，以形成与所述鳍片结构顶部齐平的第一虚拟栅极材料层，露出所述阻挡层；