用于在金属栅极上选择性地形成氮化物帽体的方法和设备技术

在导体的上表面上生长牺牲帽体。电介质间隔件抵接导体的一侧。上层电介质间隔件形成在牺牲帽体的侧壁上。选择性地蚀刻牺牲帽体，留下帽体凹陷，以及面对所述帽体凹陷的上层电介质层间隔件。在帽体凹陷中填充氮化硅，以形成中心帽体，以及具有中心帽体和上层电介质间隔件的保护性帽体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于在金属栅极上选择性地形成氮化物帽体的方法和设备
本申请总体涉及半导体电路的制造，并且更特别地涉及自对准蚀刻操作。
技术介绍
在半导体领域中“自对准”是用于维持窗口的横向对准的广泛已知技术，因为其蚀刻穿过例如上层至在下层中的接触焊垫。技术通常利用已经具有所需对准的上层电路特征作为硬掩模以执行蚀刻。常规的自对准技术包括采用氮化硅(下文称作“氮化物”)或其他硬掩模材料覆盖某些上层特征以保护免受蚀刻损伤。例如，存在常规技术用于在某些金属特征之上形成氮化物帽体以利用它们作为自对准。然而，用于形成这种保护的常规技术可以具有成本。例如，在鳍场效应晶体管(FinFET)的制造中，氮化物帽体可以形成在公用鳍上的加工过程中相邻的金属栅极上。邻接鳍覆盖的氮化物可以随后帮助用于源极/漏极接触的窗口的自对准蚀刻。然而，氮化物帽体必须具有某一厚度以用于可接受的保护避免栅极金属至源极/漏极接触的短路。常规的技术包括在栅极间隔件之间栅极金属中蚀刻凹陷，与所需帽体厚度一样深，随后采用氮化物填充深凹陷。这可以具有成本，包括增大栅极电阻。
技术实现思路
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技术实现思路
标识一些示例性方面，并且并非所公开主题的穷举性描述。
技术实现思路
部分中是否包括特征或者从其省略并未有意作为相对重要性的指示。描述了额外的特征和方面，并且一旦阅读以下向下说明书并查看形成其一部分的附图将变得对于本领域技术人员明显。各种公开的方法可以在半导体电路中金属元件上提供保护性帽体，并且根据各个方面，对于一个或多个所公开方法的进一步操作可以包括在金属元件的上表面上无电沉积牺牲元件。在一个方面中，牺牲元件可以包括牺牲元件侧壁，并且牺牲侧壁可以与金属元件对准。在一个方面中，在一个或多个方法的一部分中的示例性操作可以包括形成加工过程中的帽体间隔件，其中加工过程中的帽体间隔件可以包括电介质材料，并且可以被配置用于与牺牲元件侧壁共形。在另一方面中，一个或多个方法的一部分中的示例性操作可以包括移除牺牲元件，从而留下凹陷，其中可以由加工过程中的帽体间隔件并由金属元件的上表面至少部分地限定凹陷。在一个方面中，在一个或多个方法的一部分中的示例性操作可以包括在凹陷中沉积氮化物填充物以形成加工过程中的氮化物帽体。在一个方面中，加工过程中的氮化物帽体可以具有加工过程中的帽体侧壁。在另一方面中，一个或多个方法的一部分中示例性操作可以包括平坦化加工过程中的氮化物帽体和加工过程中的帽体间隔件以形成保护性帽体作为氮化物帽体和共形的帽体间隔件。公开了自对准接触的示例，可以从在FinFET鳍上方的上层延伸至FinFET鳍的有源源极/漏极区域的下层，在与第一栅极金属的侧壁共形的第一电介质间隔件和与第二栅极金属的侧壁共形的第二电介质间隔件之间对准。根据一个或多个方面的示例性特征可以包括第一保护性帽体，包括第一氮化物帽体和第一帽体电介质间隔件。在一个方面中，第一氮化物帽体可以设置在第一栅极金属之上并且可以被配置用于形成第一氮化物帽体侧壁。在一个方面中，第一氮化物帽体侧壁可以与第一栅极金属的侧壁对准。在另一方面中，可以配置第一帽体电介质间隔件以与第一氮化物帽体侧壁共形。根据一个或多个方面的其他示例性特征可以包括形成第二保护性帽体，其可以包括第二氮化物帽体和第二帽体电介质间隔件。在一个或多个方面中，第二氮化物帽体可以设置在第二栅极金属上方并且可以被配置用于形成第二氮化物帽体侧壁。在一个或多个方面中，第二氮化物帽体侧壁可以与第二栅极金属的侧壁对准，并且可以配置第二帽体电介质间隔件以与第一氮化物帽体侧壁共形。在一个或多个方面中，一些特征可以包括金属接触，其可以被配置用于填充凹陷。在一个方面中，可以至少部分地由下层接触、第一电介质间隔件的表面、第二电介质间隔件的表面、第一帽体电介质间隔件的表面、以及第二帽体电介质间隔件的表面而限定凹陷。公开了各种自对准接触，并且可以从上水平延伸至下层接触，在第一金属元件的侧壁上的电介质间隔件与在第二金属元件的侧壁上的电介质间隔件之间对准。在一个方面中，一个自对准接触可以包括第一保护性帽体，其可以包括第一氮化物帽体和第一氮化物帽体电介质间隔件。在一个方面中，可以采用第一氮化物帽体侧壁配置第一氮化物帽体，并且第一氮化物帽体可以支撑在第一金属元件的上表面上。在一个方面中，第一氮化物帽体侧壁可以与第一金属元件的侧壁对准，并且第一氮化物帽体电介质间隔件可以被配置用于与第一氮化物帽体侧壁共形。在一个方面中，一个自对准接触可以进一步包括第二保护性帽体，其可以包括第二氮化物帽体和第二氮化物帽体电介质间隔件。可以采用第二氮化物帽体侧壁配置第二氮化物帽体，并且第二氮化物帽体侧壁可以被配置为与第二氮化物帽体侧壁共形。在一个方面中，第二氮化物帽体可以支撑在第二金属元件的上表面上。在另一方面中，第二氮化物帽体侧壁可以与第二金属元件的侧壁对准。在一个方面中，一个自对准接触可以包括金属接触，其可以配置作为凹陷，并且可以至少部分地由下层接触的上表面、第一氮化物帽体电介质间隔件的表面、第二氮化物帽体电介质间隔件的表面、第一金属元件的侧壁上的电介质间隔件的表面、以及第二金属元件的侧壁上的电介质间隔件的表面而限定凹陷。公开了用于形成对下层接触的自对准接触的方法，并且示例性的操作可以包括：在衬底的上层上形成第一金属元件和第二金属元件。在一个方面中，第一金属元件可以具有第一金属元件顶表面和第一侧壁，以及第二金属元件可以具有第二金属元件顶表面和第二侧壁，并且第一电介质间隔件可以与第一侧壁共形，以及第二电介质间隔件可以与第二侧壁共形。示例性的操作可以进一步包括在第一金属元件上无电沉积第一牺牲元件，并且在第二金属元件上无电沉积第二牺牲元件。第一牺牲元件可以包括第一牺牲元件侧壁，并且在一个方面中，第一牺牲元件侧壁可以与第一侧壁对准。第二牺牲元件可以包括第二牺牲元件侧壁，并且在一个方面中，第二牺牲元件侧壁可以与第二侧壁对准。示例性的操作可以包括形成第一电介质帽体间隔件，其可以被配置用于与第一牺牲元件侧壁共形，以及形成第二电介质帽体间隔件，其可以被配置用于与第二牺牲元件侧壁共形。在一个方面中，示例性的操作也可以包括移除第一牺牲元件并在其位置处留下第一帽体凹陷，以及移除第二牺牲元件并在其位置处留下第二帽体凹陷。根据一个方面，示例性的操作也可以包括：在第一帽体凹陷中形成第一氮化物帽体以及在第二帽体凹陷中形成第二氮化物帽体。在另一方面中，第一氮化物帽体可以包括与第一电介质帽体间隔件共形的侧壁，并且第二氮化物帽体可以包括与第二电介质帽体间隔件共形的侧壁。在一个方面中，示例性的操作可以包括使用第一氮化物帽体、第一电介质帽体间隔件、第二氮化物帽体和第二电介质帽体间隔件自对准蚀刻以形成至下层接触的凹陷，并采用金属填充凹陷。附图说明展示附图以帮助说明方面，并且单纯为了根据方面并且示出了方面的示意性示例而提供，并且并未对其限制。图1示出了一个示例性的常规自对准源极/漏极接触的剖视图。图2示出了根据一个或多个方面的使用选择性放置的氮化硅帽体所形成的一个示例性自对准源极/漏极接触的剖视图。图3A-图3J在从平行于加工过程中FinFET器件的延伸鳍的剖面的剖视图中示出了在包括选择性形成氮化硅帽体并使用其形成改进的自对准源极/漏极接触的工艺方法的一部分中的示例性操本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在半导体电路中金属元件上形成保护性帽体的方法，包括：在所述金属元件的上表面上无电沉积牺牲元件，其中所述牺牲元件包括牺牲元件侧壁，其中所述牺牲元件被配置为与所述金属元件对准；形成加工过程中的帽体间隔件，其中所述加工过程中的帽体间隔件包括电介质材料并且被配置为与所述牺牲元件侧壁共形；移除所述牺牲元件，从而留下凹陷，其中所述凹陷被至少部分地由所述加工过程中的帽体间隔件以及由所述金属元件的上表面所限定；在所述凹陷中沉积氮化物填充，以形成加工过程中的氮化物帽体，其中所述加工过程中的氮化物帽体具有加工过程中的帽体侧壁，其中所述加工过程中的帽体侧壁与所述加工过程中的帽体间隔件共形；以及平坦化所述加工过程中的氮化物帽体和所述加工过程中的帽体间隔件以形成作为氮化物帽体和共形帽体间隔件的所述保护性帽体。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.27 US 14/723,1991.一种在半导体电路中金属元件上形成保护性帽体的方法，包括：在所述金属元件的上表面上无电沉积牺牲元件，其中所述牺牲元件包括牺牲元件侧壁，其中所述牺牲元件被配置为与所述金属元件对准；形成加工过程中的帽体间隔件，其中所述加工过程中的帽体间隔件包括电介质材料并且被配置为与所述牺牲元件侧壁共形；移除所述牺牲元件，从而留下凹陷，其中所述凹陷被至少部分地由所述加工过程中的帽体间隔件以及由所述金属元件的上表面所限定；在所述凹陷中沉积氮化物填充，以形成加工过程中的氮化物帽体，其中所述加工过程中的氮化物帽体具有加工过程中的帽体侧壁，其中所述加工过程中的帽体侧壁与所述加工过程中的帽体间隔件共形；以及平坦化所述加工过程中的氮化物帽体和所述加工过程中的帽体间隔件以形成作为氮化物帽体和共形帽体间隔件的所述保护性帽体。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述牺牲元件包括钴(Co)、或钴/钨/磷(CoWP)、或这两者。3.根据权利要求2所述的方法，其中，移除所述牺牲元件包括使用蚀刻流体选择性蚀刻，其中所述蚀刻流体对于Co、CoWP或这两者具有选择性。4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述电介质材料是氮化硅(SiN)。5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述加工过程中的帽体间隔件是SixOy或SiO2、或这两者。6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述金属元件是栅极金属和栅极间隔件的配对，其中所述栅极金属被配置为形成栅极金属侧壁的配对，其中所述栅极金属侧壁的配对被配置为分别与所述栅极间隔件的配对共形，其中所述牺牲元件侧壁是在牺牲元件侧壁的配对中的一个牺牲元件侧壁，以及其中所述牺牲元件侧壁的配对分别与所述栅极金属侧壁的配对对准。7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述牺牲元件具有顶表面，其中形成加工过程中的帽体间隔件包括形成加工过程中的帽体间隔件的配对，以及其中所述加工过程中的帽体间隔件是来自所述加工过程中的帽体间隔件的配对中的一个加工过程中的帽体间隔件，其中形成所述加工过程中的帽体间隔件的配对包括：沉积电介质材料的共形层，以覆盖所述牺牲元件侧壁的配对和顶表面；以及各向异性蚀刻所述电介质材料的共形层，以留下剩余部分，其中所述剩余部分包括加工过程中的帽体间隔件的配对。8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述加工过程中的帽体间隔件的配对进一步被配置为在所述栅极间隔件的配对之上对准。9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述保护性帽体是第一保护性帽体，所述金属元件是第一金属元件，所述牺牲元件是第一牺牲元件，所述加工过程中的帽体间隔件是加工过程中的第一帽体间隔件，所述凹陷是第一凹陷，所述加工过程中的氮化物帽体是加工过程中的第一氮化物帽体，所述加工过程中的帽体侧壁是加工过程中的第一帽体侧壁，所述牺牲元件侧壁是第一牺牲元件侧壁，其中所述牺牲元件的无电沉积进一步包括在第二金属元件的上表面上无电沉积第二牺牲元件，其中所述第二牺牲元件包括第二牺牲元件侧壁，其中所述第二牺牲元件被配置为与所述第二金属元件对准，其中形成所述加工过程中的帽体间隔件进一步包括形成加工过程中的第二帽体间隔件，其中所述加工过程中的第二帽体间隔件包括所述电介质材料并且被配置为与所述第二牺牲元件侧壁共形，其中移除所述牺牲元件包括移除所述第一牺牲元件、从而留下所述第一凹陷，以及移除所述第二牺牲元件、从而留下第二凹陷，其中所述第二凹陷被至少部分地由所述加工过程中的第二帽体间隔件和由所述第二金属元件的上表面所限定，其中在所述凹陷中沉积所述氮化物填充包括在所述第二凹陷中沉积氮化物填充，以形成加工过程中的第二氮化物帽体，其中所述加工过程中的第二氮化物帽体具有加工过程中的第二帽体侧壁，其中所述加工过程中的第二帽体侧壁与所述加工过程中的第二帽体间隔件共形，以及其中平坦化所述加工过程中的氮化物帽体和所述加工过程中的帽体间隔件进一步包括平坦化所述加工过程中的第二氮化物帽体和所述加工过程中的第二帽体间隔件以形成第二保护性帽体。10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述第一牺牲元件和第二牺牲元件均包括钴(Co)，或钴/钨/磷(CoWP)，或这两者。11.根据权利要求10所述的方法，其中，移除所述第一牺牲元件和移除所述第二牺牲元件均包括使用蚀刻流体的选择性蚀刻，其中所述蚀刻流体对于Co、CoWP或这两者具有选择性。12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述氮化物填充层是氮化硅(SiN)。13.根据权利要求9所述的方法，其中，所述第一金属元件是第一栅极金属以及第一栅极间隔件的配对，其中所述第一栅极金属被配置为形成第一栅极金属侧壁的配对，其中所述第一栅极金属侧壁的配对被配置为分别与所述第一栅极间隔件的配对共形，其中所述第二金属元件是第二栅极金属和第二栅极间隔件的配对，其中所述第二栅极金属被配置为形成第二栅极金属侧壁的配对，其中所述第二栅极金属侧壁的配对被配置为分别与所述第二栅极间隔件的配对共形，其中所述第一牺牲元件侧壁在第一牺牲元件侧壁的配对之中，以及其中所述第一牺牲元件侧壁的配对分别与所述第一栅极金属侧壁的配对对准，以及其中所述第二牺牲元件侧壁在第二牺牲元件侧壁的配对之中，以及其中所述第二牺牲元件侧壁的配对分别与所述第二栅极金属侧壁的配对对准。14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述第一栅极金属和所述第二栅极金属包括钨。15.根据权利要求14所述的方法，其中，形成所述加工过程中的第一帽体间隔件包括形成加工过程中的第一帽体间隔件的配对，以及形成所述加工过程中的第二帽体间隔件包括形成加工过程中的第二帽体间隔件的配对，以及其中形成所述加工过程中的第一帽体间隔件的配对和所述加工过程中的第二帽体间隔件的配对包括：沉积电介质材料的共形层，以覆盖所述第一牺牲元件并与所述第一牺牲元件侧壁的配对共形，以及覆盖所述第二牺牲元件并与所述第二牺牲元件侧壁的配对共形；以及各向异性蚀刻所述电介质材料的共形层以留下剩余部分，其中所述剩余部分包括所述加工过程中的第一帽体间隔件的配对以及所述加工过程中的第二帽体间隔件的配对。16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述加工过程中的第一帽体间隔件的配对进一步被配置为在所述第一栅极间隔件的配对之上对准，以及其中所述加工过程中的第二帽体间隔件的配对进一步被配置为在所述第二栅极间隔件的配对之上对准。17.一种自对准接触，从在FinFET鳍之上的上层至所述FinFET鳍的有源源极/漏极区域，在与第一栅极金属的侧壁共形的第一电介质间隔件和与第二栅极金属的侧壁共形的第二电介质间隔件之间对准，包括：第一保护性帽体，包括第一氮化物帽体和第一帽体电介质间隔件，其中所述第一氮化物帽体被设置在所述第一栅极金属之上并且被配置为形成第一氮化物帽体侧壁，其中所述第一氮化物帽体侧壁与所述第一栅极金属的侧壁对准，其中所述第一帽体电介质间隔件被配置为与所述第一氮化物帽体侧壁共形；第二保护性帽体，包括第二氮化物帽体和第二帽体电介质间隔件，其中所述第二氮化物帽体被设置在所述第二栅极金属之上并且被配置为形成第二氮化物帽体侧壁，其中所述第二氮化物帽体侧壁与所述第二栅极金属的侧壁对准，其中所述第二帽体电介质间隔件被配置为与所述第一氮化物帽体侧壁共形；以及金属接触，被配置为填充凹陷，其中所述凹陷被至少部分地由所述FinFET鳍的有源源极/漏极区域的上表面、所述第一电介质间隔件的表面、所述第二电介质间隔件的表面、所述第一帽体电介质间隔件的表面、以及所述第二帽体电介质间隔件的表面所限定。18.根据权利要求17所述的自对准接触，其中，所述第一栅极和所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲍军静，杨海宁，刘延祥，J·J·徐，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US