[發(fā)明專利]形成自對準(zhǔn)局部互連的方法和由此形成的結(jié)構(gòu)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110329923.8
• 申請日: 2011-10-27
• 公開（公告）號: CN102456617A
• 公開（公告）日: 2012-05-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: C·W·考伯格三世;D·V·霍拉克;S·波諾斯;楊智超;范淑貞;S·K·卡納卡薩巴帕西
• 申請（專利權(quán)）人: 國際商業(yè)機(jī)器公司
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 杜娟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明一般地涉及半導(dǎo)體器件制造領(lǐng)域，并具體涉及形成自對準(zhǔn)局部互連的方法和由此形成的結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

形成例如場效應(yīng)晶體管的半導(dǎo)體器件的接觸和/或局部互連的現(xiàn)有過程一般涉及以下步驟：在半導(dǎo)體器件頂部沉積然后平面化絕緣的前金屬介電(“pre-metal?dielectric，PMD”)層；在PMD層的頂部上形成一個或更多個接觸和/或局部互連掩模以便在PMD層內(nèi)部生成孔或者開口的圖案；以及把導(dǎo)電材料鑲嵌到PMD層中的這些孔或者開口中以形成接觸(contact，CA)和/或局部互連(local?interconnect，LI)。

長久以來，特別是隨著被接觸的結(jié)構(gòu)的尺寸收縮到100nm以下，上面的“接觸孔蝕刻”方法的過程控制正變得日益困難和問題重重。例如，觀察到的工藝問題涉及：1)一般由氮化物制成的柵極側(cè)壁薄膜和/或間隔物(spacer)的腐蝕；和2)在CA/LI孔的底部處襯底/硅化物的腐蝕。柵極側(cè)壁薄膜用來保護(hù)柵極不短路到CA/LI，所以當(dāng)圖像尺寸和疊加共同使得CA/LI與柵極重疊時，這些薄膜的腐蝕可能導(dǎo)致器件產(chǎn)率的降低和泄漏電流的增大。類似地，襯底/硅化物腐蝕也可能導(dǎo)致泄漏。而且，因為在工藝中使用的覆蓋蝕刻(blanket?etching)的速率一般非常高，所以在非常小的空間中很難實現(xiàn)零到微小的腐蝕。在光刻工藝期間，為了確保圖像質(zhì)量，特征必須被印制得大于其期望的最終尺寸，并且隨后所印制的特征在蝕刻工藝期間必須被收縮。這個收縮過程的控制正變?yōu)槿找鏈p小的孔的主要挑戰(zhàn)，所述孔在整個圖像尺寸的較大部分上具有可變性。通過特征尺寸/放置控制很難避免上面的問題。

解決上面問題的一種方法是在PMD層下方添加蝕刻停止層。由氮化物制成的襯墊(liner)最初被用于此目的。但是，在可以和對22nm及以上節(jié)點來說常見的那些相比擬的尺寸，所要求厚度的氮化物很快將柵極到柵極的間隙填充。結(jié)果，經(jīng)常要求增加的氮化物過蝕刻作為CA/LI形成工藝的一部分。其他的解決上面的問題的方法可以包括使用其他類型的蝕刻停止層，例如具有不同于氮化物的性質(zhì)的HfSiOx。但是，除了在PMD蝕刻之后去除HfSiOx的工藝的可靠性尚待證明以外，使用HfSiOx還可能給器件添加不希望的電容(因為HfSiOx的介電常數(shù)非常高)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的實施例提供了一種形成局部互連、特別是自對準(zhǔn)局部互連的方法。更具體地，所述方法包括以下步驟：在一個或更多個半導(dǎo)體器件上沉積導(dǎo)電材料覆蓋層(blanket?layer)；生成覆蓋所述導(dǎo)電材料覆蓋層的一部分的局部互連圖案；去除所述導(dǎo)電材料覆蓋層的未被所述局部互連圖案覆蓋的剩余部分；和通過所述導(dǎo)電材料覆蓋層的所述被覆蓋的部分形成局部互連，所述局部互連連接所述一個或更多個半導(dǎo)體器件。

在一個實施例中，半導(dǎo)體器件是具有源極/漏極區(qū)域和柵極電極以及毗鄰所述柵極電極的間隔物的場效應(yīng)晶體管，所述方法還包括在柵極電極的頂部上沉積絕緣蓋層(cap?layer)，并且在所述一個或更多個場效應(yīng)晶體管中的至少一個的所述源極/漏極區(qū)域中形成硅化物。

在一個實施例中，沉積導(dǎo)電材料覆蓋層包括在所述間隔物和所述一個或更多個場效應(yīng)晶體管中的至少一個的所述源極/漏極區(qū)域中的硅化物的頂部上直接沉積所述導(dǎo)電材料覆蓋層。在另一個實施例中，生成所述局部互連的圖案包括通過光刻工藝在光刻膠材料中在相對于所述蓋層的位置中形成所述局部互連的圖案。

根據(jù)一個實施例，所述方法還包括在在光刻膠材料中形成所述局部互連的圖案之前拋光所述導(dǎo)電材料覆蓋層，直到所述蓋層被露出為止。

在一個實施例中，所述導(dǎo)電材料覆蓋層包括直接在第二導(dǎo)電材料層的頂部上形成的第一導(dǎo)電材料層，所述第一導(dǎo)電材料不同于所述第二導(dǎo)電材料，并且具有至少相等或者更小的電阻。例如，第一導(dǎo)電材料可以是鎢(W)并且第二導(dǎo)電材料是可以是鋁(Al)，第二導(dǎo)電材料層對所述一個或更多個半導(dǎo)體器件提供襯墊。在另一實施例中，去除所述導(dǎo)電材料覆蓋層的所述剩余部分包括施加第一選擇性蝕刻工藝以去除所述第一導(dǎo)電材料和第二選擇性蝕刻工藝以去除所述第二導(dǎo)電材料，對于所述一個或更多個半導(dǎo)體器件，所述第二選擇性蝕刻工藝具有比所述第一選擇性蝕刻工藝更好的選擇性。