具有局部互连结构的器件及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种具有局部互连结构的器件及其制造方法，该制造方法包括：提供半导体衬底，半导体衬底具有有源区和栅极，栅极覆盖有硬掩膜层，栅极之间具有第一介质层；刻蚀第一介质层，在有源区上形成第一互连沟槽；在第一互连沟槽底部沉积金属硅化物层；沉积第一金属层填充第一互连沟槽；在衬底上沉积第二介质层覆盖栅极和第一互连沟槽；刻蚀第二介质层，在第一互连沟槽上形成交错排列的第二互连沟槽；刻蚀第二介质层，在栅极上形成第三互连沟槽；在第二互连沟槽和第三互连沟槽内沉积第二金属层，以形成局部互连结构。本发明专利技术通过在第一互连沟槽上形成交错排列的第二互连沟槽，避免了双重曝光工艺，从而降低了器件设计限制，改善了器件性能。

【技术实现步骤摘要】
具有局部互连结构的器件及其制造方法
本专利技术涉及半导体工艺
，尤其涉及一种具有局部互连结构的器件及其制造方法。
技术介绍
在现有半导体制造工艺技术的局部互连工艺中，尤其在FinFET(FinField-EffectTransistor，鳍式场效应晶体管)器件制造工艺中，由于器件尺寸小、密度大，因此对工艺的要求较高。例如在20纳米以下的FinFET器件的局部互连工艺中，由于现有光刻工艺的限制，在形成互连层尺寸较小的FinFET器件的局部互连结构时，需要对局部互连层采用DoublePattern(双重曝光)工艺，步骤繁琐，且对工艺要求高。以图1所示的具有局部互连结构的FinFET器件为例，该器件包括鳍片(Fin)101、栅极102、第一互连层103、第二互连层104和栅极互连层105。由于器件尺寸在20纳米以下，需要进行DoublePattern才能实现。首先利用掩膜，刻蚀形成第一互连层103的沟槽；然后利用掩膜刻蚀形成第二互连层104的沟槽；在第一互连层103和第二互连层104的沟槽底部形成金属硅化物层；利用掩膜刻蚀形成栅极互连层105的沟槽，最后沉积金属层填充各沟槽，形成局部互连结构。可见，在现有技术中，需要分别刻蚀形成第一互连层103和第二互连层104的沟槽，且对掩膜图案的精确度和刻蚀中台阶覆盖的要求较高，这给20纳米以下半导体器件的局部互连结构工艺带来了挑战。
技术实现思路
本专利技术的专利技术人发现了上述现有技术中存在问题，并因此针对上述问题中的至少一个问题提出了一种新的技术方案。本专利技术的一个目的是提供一种具有局部互连结构的器件及其制造方法。根据本专利技术的一个方面，提供了一种具有局部互连结构的器件制造方法，包括：提供半导体衬底，半导体衬底具有有源区和栅极，栅极覆盖有硬掩膜层，栅极之间具有第一介质层；刻蚀第一介质层，在有源区上形成第一互连沟槽；在第一互连沟槽底部沉积金属硅化物层；在第一互连沟槽内沉积第一金属层填充第一互连沟槽；在衬底上沉积第二介质层覆盖栅极和第一互连沟槽；刻蚀第二介质层，在第一互连沟槽上形成交错排列的第二互连沟槽；刻蚀第二介质层，在栅极上形成第三互连沟槽；在第二互连沟槽和第三互连沟槽内沉积第二金属层，以形成局部互连结构。可选的，刻蚀第一介质层，在有源区上形成第一互连沟槽包括：在第一介质层上形成第一掩膜层；对第一掩膜层进行构图，暴露局部互连的有源区上的第一介质层；刻蚀第一介质层，在有源区上形成第一互连沟槽；去除第一掩膜层。可选的，刻蚀第二介质层，在第一互连沟槽上形成交错排列的第二互连沟槽包括：在第二介质层上形成第二掩膜层；对第二掩膜层进行构图，以便在第一互连沟槽上形成交错排列的第二互连沟槽；刻蚀第二介质层，在第一互连沟槽上形成交错排列的第二互连沟槽；去除第二掩膜层。可选的，在第二掩膜层和第二介质层之间还沉积有第一DARC层(DielecticAnti-ReflectiveCoating，介质抗反射层)；在刻蚀第二介质层，在第一互连沟槽上形成交错排列的第二互连沟槽之后，去除第二掩膜层和第一DARC层。可选的，刻蚀第二介质层，在栅极上形成第三互连沟槽包括：在第二介质层上沉积ODL层(OrganicDielectricLayer，有机介电层)；在ODL上形成第三掩膜层；对第三掩膜层进行构图，以便在栅极上形成第三互连沟槽；刻蚀ODL层、第二介质层和硬掩膜层，在栅极上形成第三互连沟槽；去除第三掩膜层和ODL层。可选的，在ODL层和第三掩膜层之间沉积有第二DARC层；在刻蚀ODL层和第二介质层，在栅极上形成第三互连沟槽之后，去除第三掩膜层、第二DARC层和ODL层。可选的，栅极为高k介质层金属栅极。可选的，金属硅化物层为硅化钛。可选的，半导体衬底具有鳍片，鳍片具有有源区。可选的，鳍片之间具有浅沟槽隔离结构。根据本专利技术的另一方面，提供了一种具有局部互连结构的器件，包括：半导体衬底，半导体衬底具有有源区和栅极，栅极覆盖有硬掩膜层，栅极之间具有第一介质层，其中：在有源区上形成有第一互连沟槽，第一互连沟槽底部覆盖有金属硅化物层，第一互连沟槽填充有第一金属层；在第一介质层上覆盖有第二介质层；第一互连沟槽上形成有交错排列的第二互连沟槽；栅极上形成有第三互连沟槽；第二互连沟槽和第三互连沟槽填充有第二金属层。可选的，栅极为高k介质层金属栅极。可选的，金属硅化物层为硅化钛。可选的，半导体衬底具有鳍片，鳍片具有有源区。可选的，鳍片之间具有浅沟槽隔离结构。本专利技术的一个优点在于，通过在第一互连沟槽上形成交错排列的第二互连沟槽，使得局部互连层具有更低台阶覆盖的金属硅化物层，避免了DoublePattern工艺，从而降低了器件设计限制，改善了器件性能。通过以下参照附图对本专利技术的示例性实施例的详细描述，本专利技术的其他特征及其优点将会变得清楚。附图说明构成说明书的一部分的附图描述了本专利技术的实施例，并且连同说明书一起用于解释本专利技术的原理。参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本专利技术，其中：图1示意性地示出现有技术中具有局部互连结构的器件的平面图。图2示意性地示出本专利技术中具有局部互连结构的器件制造方法的一个实施例的流程图。图3A-图15B示意性地示出根据本专利技术的具有局部互连结构的器件制造方法的一个实施例的各个阶段的截面图。图16示意性地示出本专利技术中具有局部互连结构的器件的一个实施例的平面图。具体实施方式现在将参照附图来详细描述本专利技术的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本专利技术的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本专利技术及其应用或使用的任何限制。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。图2示出根据本专利技术的具有局部互连结构的器件制造方法的一个实施例的流程图。如图2所示，在步骤202，提供半导体衬底，半导体衬底具有有源区和栅极，栅极覆盖有硬掩膜层，栅极之间具有第一介质层。第一介质层可以是二氧化硅，或者本领域技术人员所知的其它作为介质层的材料。硬掩膜层可以是氮化硅，或者本领域技术人员所知的其它硬掩膜层的材料。可选的，半导体器件为FinFET器件，半导体衬底具有鳍片，鳍片具有有源区，栅极材料为高k介质层金属栅极，鳍片之间具有浅沟槽隔离结构。可选的，栅极侧壁和硬掩膜层之间具有间隔物。步骤204，刻蚀第一介质层，在有源区上形成第一互连沟槽。可选的，在第一介质层上形成第一掩膜层，例如光致抗蚀剂。对第一掩膜层进行构图，暴露局部互连的有源区上的第一介质层，刻蚀第一介质层，在需要局部互连的有源区上形成第一互连沟槽，然后去除第一掩膜层。步骤206，在第一互连沟槽底部沉积金属硅化物本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有局部互连结构的器件制造方法，其特征在于，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底具有有源区和栅极，所述栅极覆盖有硬掩膜层，所述栅极之间具有第一介质层；刻蚀所述第一介质层，在所述有源区上形成第一互连沟槽；在所述第一互连沟槽底部沉积金属硅化物层；在所述第一互连沟槽内沉积第一金属层填充所述第一互连沟槽；在所述衬底上沉积第二介质层覆盖所述栅极和所述第一互连沟槽；刻蚀所述第二介质层，在第一互连沟槽上形成交错排列的第二互连沟槽；刻蚀所述第二介质层，在所述栅极上形成第三互连沟槽；在所述第二互连沟槽和所述第三互连沟槽内沉积第二金属层，以形成局部互连结构。

【技术特征摘要】
1.一种具有局部互连结构的器件制造方法，其特征在于，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底具有有源区和栅极，所述栅极覆盖有硬掩膜层，所述栅极之间具有第一介质层；刻蚀所述第一介质层，在所述有源区上形成第一互连沟槽；在所述第一互连沟槽底部沉积金属硅化物层；在所述第一互连沟槽内沉积第一金属层填充所述第一互连沟槽；在所述衬底上沉积第二介质层覆盖所述栅极和所述第一互连沟槽；刻蚀所述第二介质层，在第一互连沟槽上形成交错排列的第二互连沟槽；刻蚀所述第二介质层，在所述栅极上形成第三互连沟槽；在所述第二互连沟槽和所述第三互连沟槽内沉积第二金属层，以形成局部互连结构。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，刻蚀所述第一介质层，在所述有源区上形成第一互连沟槽包括：在所述第一介质层上形成第一掩膜层；对所述第一掩膜层进行构图，暴露局部互连的所述有源区上的所述第一介质层；刻蚀所述第一介质层，在所述有源区上形成第一互连沟槽；去除所述第一掩膜层。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，刻蚀所述第二介质层，在第一互连沟槽上形成交错排列的第二互连沟槽包括：在所述第二介质层上形成第二掩膜层；对所述第二掩膜层进行构图，以便在所述第一互连沟槽上形成交错排列的第二互连沟槽；刻蚀所述第二介质层，在所述第一互连沟槽上形成交错排列的第二互连沟槽；去除所述第二掩膜层。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在第二掩膜层和第二介质层之间还沉积有第一DARC层；在刻蚀所述第二介质层，在所述第一互连沟槽上形成交错排列的第二互连沟槽之后，去除所述第二掩膜层和所述第一DARC层。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，刻蚀所述第二介质层，在所述栅极上形成第三互连沟槽包括：在所述第二介质层上沉积ODL层...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅丰华，余云初，沈忆华，潘见，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，中芯国际集成电路制造北京有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31