[发明专利]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

权利要求书

1.一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Si_xO_y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。