[发明专利]一种多尺寸金属栅极的制作方法及装置

权利要求书

1.一种多尺寸金属栅极的制作方法，其特征在于，所述方法包括：

基于多晶硅栅极工艺在衬底结构形成至少两个多晶硅栅极的栅极沟槽，所述栅极沟槽的原始尺寸大于所述金属栅极的目标尺寸，所述目标尺寸是用于填充金属填充物的尺寸；

根据所述目标尺寸在所述栅极沟槽的内侧壁沉积薄膜层，所述薄膜层用于填充所述栅极沟槽，将至少两个栅极沟槽的所述原始尺寸缩减为所述目标尺寸，其中，不同的栅极沟槽对应不同的目标尺寸；

向所述至少两个栅极沟槽填充金属填充物，形成所述目标尺寸的所述金属栅极。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述衬底结构上包括第一栅极沟槽和第二栅极沟槽，分别用于生成第一金属栅极和第二金属栅极；所述根据所述目标尺寸在所述栅极沟槽的内侧壁沉积薄膜层，包括：

通过原子层沉积技术在所述第一栅极沟槽和所述第二栅极沟槽的内侧壁沉积第一薄膜层；所述第一薄膜层的第一薄膜尺寸为所述原始尺寸与所述第一目标尺寸的差值，所述第一目标尺寸为所述第一金属栅极对应的栅极尺寸；

在所述第一栅极沟槽的第一栅极区生成第一光阻层，所述第一光阻层覆盖区域为第一光阻保护区，所述第一光阻保护区用于保护所述第一栅极区的所述第一薄膜层，其中，未被所述第一光阻层覆盖的所述第二栅极沟槽的第二栅极区为第一光阻保留区；

刻蚀所述第一光阻保留区内的所述第一薄膜层；

通过等离子体灰化技术清除所述第一光阻层；

对所有栅极沟槽进行化学机械抛光处理，并研磨至目标高度，其中，所述衬底结构上的所述金属栅极的具有相同的目标高度。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述衬底结构上还包括第三栅极沟槽；所述根据所述目标尺寸在所述栅极沟槽的内侧壁沉积薄膜层，包括：

通过原子层沉积技术在所述第一栅极沟槽、所述第二栅极沟槽以及所述第三栅极沟槽的内侧壁沉积第二薄膜层，所述第二薄膜层的第二薄膜尺寸为所述第一目标尺寸与第二目标尺寸的差值，所述第二目标尺寸为所述第二金属栅极对应的栅极尺寸；

在所述第一栅极沟槽的第一栅极区生成第二光阻层，所述第二光阻层覆盖区域为第二光阻保护区，所述第二光阻保护区用于保护所述第一栅极区的所述第一薄膜层；

刻蚀第二光阻保留区内的所述第二薄膜层，所述第二光阻保留区包括所述第二栅极区和所述第三栅极沟槽的第三栅极区；

通过等离子体灰化技术清除所述第二光阻层；

通过原子层沉积技术在所述第一栅极沟槽、所述第二栅极沟槽以及所述第三栅极沟槽的内侧壁沉积第三薄膜层，所述第三薄膜层的第三薄膜尺寸为所述第二目标尺寸；

在所述第一栅极区和所述第二栅极沟槽的第二栅极区生成第三光阻层，所述第三光阻层覆盖区域为第三光阻保护区；

刻蚀第三光阻保留区内的所述第三薄膜层，所述第三光阻保留区包括所述第一栅极区；

通过等离子体灰化技术清除所述第三光阻层；

对所有栅极沟槽进行化学机械抛光处理，并研磨至目标高度，其中，所述衬底结构上的所述金属栅极具有相同的目标高度。

4.根据权利要求1至3任一所述的方法，其特征在于，所述基于多晶硅栅极工艺在衬底结构形成至少两个多晶硅栅极的栅极沟槽，包括：

根据金属栅极的所述目标尺寸在所述衬底结构上生成所述至少两个多晶硅栅极；

在所述至少两个多晶硅栅极外侧以及所述衬底结构上层生成介电层；

对所述介电层进行平坦化处理，获得第一研磨面，所述第一研磨面包含所述多晶硅栅极；

将暴露的多晶硅材料移除，形成所述至少两个栅极沟槽。

5.根据权利要求1至4任一所述的方法，其特征在于，所述介电层为氧化硅层，所述薄膜层包括碳化硅薄膜层、氮化硅薄膜层和碳氮化硅薄膜层中的至少一种。

6.根据权利要求1至5任一所述的方法，其特征在于，所述通过原子层沉积技术在所述第一栅极沟槽和所述第二栅极沟槽的内侧壁沉积第一薄膜层，包括：

分别将所述第一薄膜层的第一前驱体以及第二前驱体吸附在内侧壁，并产生吸附反应，所述吸附反应用于在内侧壁生成所述第一薄膜层，其中，所述第一前驱体和所述第二前驱体为构成第一薄膜层元素的气体。