[發明專利]用于在金屬柵極上選擇性地形成氮化物帽體的方法和設備

在審

• 申請號: 201680029265.1
• 申請日: 2016-05-24
• 公開（公告）號: CN107787519A
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發明（設計）人: 鮑軍靜;楊海寧;劉延祥;J·J·徐
• 申請（專利權）人: 高通股份有限公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;H01L21/288;H01L21/3105;H01L21/311;H01L21/3213;H01L21/768;H01L21/8234;H01L27/088;H01L29/40;H01L29/417;H01L29/49;H01L29/78
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所11256
• 代理人: 王茂華,張寧

1.一種在半導體電路中金屬元件上形成保護性帽體的方法，包括：

在所述金屬元件的上表面上無電沉積犧牲元件，其中所述犧牲元件包括犧牲元件側壁，其中所述犧牲元件被配置為與所述金屬元件對準；

形成加工過程中的帽體間隔件，其中所述加工過程中的帽體間隔件包括電介質材料并且被配置為與所述犧牲元件側壁共形；

移除所述犧牲元件，從而留下凹陷，其中所述凹陷被至少部分地由所述加工過程中的帽體間隔件以及由所述金屬元件的上表面所限定；

在所述凹陷中沉積氮化物填充，以形成加工過程中的氮化物帽體，其中所述加工過程中的氮化物帽體具有加工過程中的帽體側壁，其中所述加工過程中的帽體側壁與所述加工過程中的帽體間隔件共形；以及

平坦化所述加工過程中的氮化物帽體和所述加工過程中的帽體間隔件以形成作為氮化物帽體和共形帽體間隔件的所述保護性帽體。

2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述犧牲元件包括鈷(Co)、或鈷/鎢/磷(CoWP)、或這兩者。

3.根據權利要求2所述的方法，其中，移除所述犧牲元件包括使用蝕刻流體選擇性蝕刻，其中所述蝕刻流體對于Co、CoWP或這兩者具有選擇性。

4.根據權利要求1所述的方法，其中，所述電介質材料是氮化硅(SiN)。

5.根據權利要求4所述的方法，其中，所述加工過程中的帽體間隔件是Si_xO_y或SiO₂、或這兩者。

6.根據權利要求1所述的方法，其中，所述金屬元件是柵極金屬和柵極間隔件的配對，其中所述柵極金屬被配置為形成柵極金屬側壁的配對，其中所述柵極金屬側壁的配對被配置為分別與所述柵極間隔件的配對共形，其中所述犧牲元件側壁是在犧牲元件側壁的配對中的一個犧牲元件側壁，以及其中所述犧牲元件側壁的配對分別與所述柵極金屬側壁的配對對準。

7.根據權利要求6所述的方法，其中，所述犧牲元件具有頂表面，其中形成加工過程中的帽體間隔件包括形成加工過程中的帽體間隔件的配對，以及其中所述加工過程中的帽體間隔件是來自所述加工過程中的帽體間隔件的配對中的一個加工過程中的帽體間隔件，其中形成所述加工過程中的帽體間隔件的配對包括：

沉積電介質材料的共形層，以覆蓋所述犧牲元件側壁的配對和頂表面；以及

各向異性蝕刻所述電介質材料的共形層，以留下剩余部分，其中所述剩余部分包括加工過程中的帽體間隔件的配對。

8.根據權利要求7所述的方法，其中，所述加工過程中的帽體間隔件的配對進一步被配置為在所述柵極間隔件的配對之上對準。

9.根據權利要求1所述的方法，其中，所述保護性帽體是第一保護性帽體，所述金屬元件是第一金屬元件，所述犧牲元件是第一犧牲元件，所述加工過程中的帽體間隔件是加工過程中的第一帽體間隔件，所述凹陷是第一凹陷，所述加工過程中的氮化物帽體是加工過程中的第一氮化物帽體，所述加工過程中的帽體側壁是加工過程中的第一帽體側壁，所述犧牲元件側壁是第一犧牲元件側壁，

其中所述犧牲元件的無電沉積進一步包括在第二金屬元件的上表面上無電沉積第二犧牲元件，其中所述第二犧牲元件包括第二犧牲元件側壁，其中所述第二犧牲元件被配置為與所述第二金屬元件對準，

其中形成所述加工過程中的帽體間隔件進一步包括形成加工過程中的第二帽體間隔件，其中所述加工過程中的第二帽體間隔件包括所述電介質材料并且被配置為與所述第二犧牲元件側壁共形，

其中移除所述犧牲元件包括移除所述第一犧牲元件、從而留下所述第一凹陷，以及移除所述第二犧牲元件、從而留下第二凹陷，其中所述第二凹陷被至少部分地由所述加工過程中的第二帽體間隔件和由所述第二金屬元件的上表面所限定，

其中在所述凹陷中沉積所述氮化物填充包括在所述第二凹陷中沉積氮化物填充，以形成加工過程中的第二氮化物帽體，其中所述加工過程中的第二氮化物帽體具有加工過程中的第二帽體側壁，其中所述加工過程中的第二帽體側壁與所述加工過程中的第二帽體間隔件共形，以及

其中平坦化所述加工過程中的氮化物帽體和所述加工過程中的帽體間隔件進一步包括平坦化所述加工過程中的第二氮化物帽體和所述加工過程中的第二帽體間隔件以形成第二保護性帽體。