专利名称：在替代栅极结构上方形成栅极覆盖层的方法以及相关装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及复杂半导体装置以及此类装置的制造，尤其涉及在替代栅极结构上方形成栅极覆盖层的多种方法以及具有此类栅极覆盖层的多种装置。
背景技术：
制造例如CPU (中央处理单元)、储存装置、ASIC (专用集成电路)等先进集成电路需要依据特定的电路布局及特定的流程操作在给定的芯片面积上形成大量电路组件，场效应晶体管(NM0S及PMOS晶体管)是制造此类集成电路产品中使用的一种重要类型的电路组件。场效应晶体管，无论是NMOS晶体管还是PMOS晶体管，通常由形成于半导体基板中由沟道区隔离的掺杂源极和漏极区组成。栅极绝缘层位于该沟道区上方，且导电栅极电极位于该栅极绝缘层上方。在该栅极电极施加适当的电压使该沟道区导电，从而使电流在该源极区与该漏极区之间流动。在目前的超高密度集成电路产品中使用的晶体管的沟道长度，亦即源极区与漏极区之间的横向间距，不断缩小，以提升晶体管的性能以及包含此类晶体管的集成电路产品的总体功能。例如，随着沟道长度的缩小，晶体管较前几代晶体管具有更高的驱动电流能力以及更快的开关速度。迫于提升晶体管性能的持续压力，装置设计人员一直在努力缩小晶体管的沟道长度。不过，晶体管的沟道长度的不断缩小以及该晶体管的其它特征的尺寸的缩小导致一些特定的问题，其至少部分抵消缩小该装置的沟道长度所获得的优点。例如，随着晶体管的沟道长度的缩小，相邻晶体 管之间的间距也同样缩小，从而限制设于相邻晶体管之间的可用空间中的导电接触组件(例如为晶体管提供电性连接的组件，例如接触导孔等)的物理尺寸。由于此类导电接触组件的横截面积相应缩小，因此其电阻成为总体晶体管设计中的一个重要问题。而且，接触导孔的横截面积及其所包含材料的特性可对该些电路组件的有效电阻及总体性能产生显着影响。另外，相邻晶体管之间的小间距使精确定位并形成导电接触组件于该集成电路产品上的适当位置变得更具挑战性。例如，如导电接触未对准，例如其部分形成于源极区及相邻的栅极结构上，则装置可能不会像设计的那样工作。最坏的情况是，这样的未对准可能形成短路，导致装置完全失效。对于许多早期的装置技术，大多数晶体管组件的栅极电极结构由硅基材料构成，例如二氧化硅和/或氮氧化硅栅极绝缘层结合多晶硅栅极电极。不过，随着尺寸不断缩小的晶体管组件的沟道长度的日益缩小，许多较新一代的装置使用由替代材料组成的栅极电极堆叠，以避免与沟道长度缩小的晶体管中传统硅基材料的使用关联的短沟道效应。例如，在一些尺寸不断缩小的晶体管组件中，沟道长度为约14至32纳米，栅极电极堆叠包括高k介电/金属电极(HK/MG)组态，以提供较此前最常用的二氧化硅/多晶硅(SiO/poly)组态显着增强的操作特性。依据特定的总体装置要求，数种不同的高k材料(亦即介电常数或k值约为10或更高的材料)作为HK/MG栅极电极结构中的栅极绝缘层具有不同程度的效果。例如，在一些晶体管组件设计中，高k栅极绝缘层可包括氧化钽(Ta205)、氧化铪(Hf02)、氧化锆(Zr02)、氧化钛(Ti02)、氧化铝(A1203)、硅酸铪(HfSiOx)等。另外，一种或多种非多晶硅金属栅极电极材料(亦即金属栅极堆叠)可用于HK/MG组态中，以控制晶体管的功函数。例如，该些栅极电极材料可包括一层或多层钛(Ti)、氮化钛(TiN)、钛-铝(TiAl)、铝(Al)、氮化铝(A1N)、钽(Ta)、氮化钽(TaN)、镧等。—种用于形成具有高k/金属栅极结构的晶体管的已知工艺方法称作“后栅极”(gate last)或“替代栅极”技术。图1A至ID简单描述一种利用后栅极技术形成HK/MG替代栅极结构的已知方法。如图1A所示，该工艺包括在由浅沟槽隔离结构11定义的主动区中的半导体基板10上方形成基本晶体管结构100。在图1A所示的制造点，装置100包括牺牲或虚假(dummy)栅极绝缘层12、虚假或牺牲栅极电极14、侧间隙壁16、绝缘材料层17以及形成于基板10中的源极/漏极区18。可使用各种不同的材料并借由执行各种已知技术形成装置100的各种组件及结构。例如，牺牲栅极绝缘层12可由二氧化硅组成。牺牲栅极电极14可由多晶硅组成。侧间隙壁16可由氮化硅组成。绝缘材料层17可由二氧化硅组成。源极/漏极区18可由注入的掺杂材料组成(针对NMOS装置的N型掺杂物以及针对PMOS装置的P型掺杂物)。借由使用已知的掩蔽及离子注入技术而将该些掺杂材料注入基板中。当然，本领域的技术人员将意识到，出于清楚目的，附图中未显示晶体管100的其它特征。例如，附图中未显示环状(halo)注入区以及高性能PMOS晶体管中通常具有的不同硅锗层或区。在图1A所示的制造点已形成装置100的不同结构并执行步骤序列以移除牺牲栅极电极14上方的任意材料(例如由氮化硅组成的保护栅极覆盖层(未图示))，从而使牺牲栅极电极14可以被移除。如图1B所示，执行一个或多个蚀刻工艺以移除牺牲栅极电极14及牺牲栅极绝缘层12，从而定义栅极开口 20。后续将在该栅极开口中形成替代栅极结构。通常，如这里所述，移除牺牲栅极绝缘层12作为部分替代栅极技术。不过，取决于该栅极绝缘层的构造材料，可能不会在所有的应用中都移除牺牲栅极绝缘层12。接着，如图1C所示，在栅极开口 20中形成不同的材料层，其将构成替代栅极结构30。在一示例中，替代栅极结构30由高k栅极绝缘层30A、由金属(例如氮化钛层)组成的功函数调整层30B以及块状金属层30C (例如铝)组成。最后，如图1D所示，执行化学机械抛光(chemical mechanical polishing ;CMP)工艺以移除位于栅极开口 20外部的栅极介缘层30A、功函数调整层30B以及块状金属层30C，从而定义替代栅极结构30。 该替代栅极技术的一个重要方面包括在形成替代栅极结构30后，在替代栅极结构30上方形成保护介电层(未图示)。这样一保护层用于在后续工艺操作例如为形成至源极/漏极区18的导电接触而执行的各种工艺操作中保护替代栅极结构30。随着装置尺寸的不断缩小以及在形成至晶体管100的导电接触中采用自对准接触形成技术，替代栅极结构30的保护变得更加重要。过去已经采用的一种技术是利用已知的沉积技术在替代栅极结构30上方简单形成另一材料层。不过，此类技术包括执行若干耗时的工艺操作，且可能需要硬掩模及图案化。以当前的光刻对准能力此类技术不可行。最近，形成此类保护层的尝试包括氧化、氮化或氟化替代栅极结构30的金属部分。例如见美国专利公开号2011/0062501。不过，随着装置100的栅极长度的缩小，与构成替代栅极结构30的其它层相比，功函数调整层30B的比例变得较大。已经证明，难以借由氧化或氮化由例如氮化钛或氮化钽组成的此类功函数调整层30B而形成含金属绝缘材料。另外，氧化或氮化工艺的容许温度常有严格限制，使金属的氧化或氮化变得更加困难。氟化则难以形成足够厚的氧化覆盖层来保护下方的替代栅极结构30。本发明旨在提供在替代栅极结构上方形成栅极覆盖层的多种方法以及具有此类栅极覆盖层的多种装置，以解决或至少减轻上述一个或多个问题。
发明内容
下面提供本发明的简要总结，以提供本发明的其中一些态样的基本理解。本发明内容并非详尽概述本发明。其并非意图识别本发明的关键或重要组件或划定本发明的范围。其唯一目的在于提供一些简化的概念，作为后面所讨论的更详细说明的前序。一般而言，本发明提供在替代栅极结构上方形成栅极覆盖层的多种方法以及具有此类栅极覆盖层的装置。在一示例中，本发明揭露的一种装置包括具有凹入上表面的替代栅极结构，邻近该替代栅极结构的侧间隙壁以及位于该替代栅极结构上方的栅极覆盖层。其中，该栅极覆盖层的底部表面对应该替代栅极结构的该凹入上表面。本发明揭露的一种方法包括在替代栅极结构上执行第一化学机械抛光工艺以定义具有凹入上表面的抛光替代栅极结构，以及在该抛光替代栅极结构上方形成栅极覆盖层。其中，该栅极覆盖层的底部表面对应该抛光替代栅极结构的该抛光凹入上表面。本发明揭露的另一种方法包括在由位于绝缘材料层中的侧间隙壁定义的栅极开口中形成替代栅极结构；在至少该侧间隙壁及该绝缘材料层上执行共同的蚀刻工艺，其中，在完成该共同的蚀刻工艺后，该侧间隙壁的上表面相对该绝缘材料层的上表面凹入；执行第一化学机械抛光工艺以移除位于该绝缘材料层的该上表面上方的至少部分该替代栅极结构，从而定义抛光替代栅极结构；以及在执行该第一化学机械抛光工艺后，在该抛光替代栅极结构上方形成栅极覆盖层。
结合附图参照下面的说明可理解本发明，该些附图中类似的附图标记代表类似的组件。图1A至ID显示利用后栅极或替代栅极方法形成半导体装置的现有流程。图2A至2F显示本发明在替代栅极结构上方形成栅极覆盖层的流程。图3A至3E显示本发明在替代栅极结构上方形成形成栅极覆盖层的另一流程。尽管这里揭露的发明主题容许各种修改及替代形式，但附图中以示例形式显示其特定的实施例并在此进行详细描述。不过，应当理解，这里对特定实施例的说明并非意图将本发明限于所揭露的特定形式，相反，意图涵盖落入由所附权利要求定义的本发明精神及范围内的所有修改、等同及替代。
具体实施例方式下面描述本发明的不同实施例。出于清楚目的，并非实际实施中的全部特征都描述于本说明书中。当然，应当了解，在任意此类实际实施例的开发中，必须作大量的特定实施决定以满足开发者的特定目标，例如符合与系统相关及与商业相关的约束条件，该些约束条件因不同实施而异。而且，应当了解，此类开发努力可能复杂而耗时，但其仍然是本领域技术人员借助本说明书所执行的常规程序。下面参照附图描述本发明主题。附图中示意各种结构、系统及装置是出于解释目的以及避免模糊本发明与本领域技术人员已知的细节。但是，本发明包括该些附图以描述并解释实施例。这里所用的词语和词组的意思应当解释为与相关领域技术人员对该些词语及词组的理解一致。这里的术语或词组的连贯使用并不意图暗含特别的定义，亦即与本领域技术人员所理解的通常惯用意思不同的定义。若术语或词组意图具有特定意义，亦即不同于本领域技术人员所理解的意思，则此类特别定义会以直接明确地提供该术语或词组的特定定义的定义方式明确表示于说明书中。本发明提供在替代栅极结构上方形成栅极覆盖层的流程以及具有此类栅极覆盖层的装置。在完整阅读本申请后，本领域的技术人员很容易了解，可借由例如NM0S、PM0S、CMOS等多种技术实施本发明的装置，且本发明的装置可包含于多种集成电路产品中。下面参照附图详细描述本发明的方法及装置的不同实施例。应当理解，为便于揭露本发明，附图中的各种特征及层可能不按比例绘制。图2A至2F显示本发明在替代栅极结构上方形成保护覆盖层的技术。图2A显示形成于半导体基板10上方处于早期 制造阶段的半导体装置200的简单视图。在图2A所示的制造点，装置200包括多个替代栅极结构202，其形成于由位于绝缘材料层206中的侧间隙壁204定义的栅极开口 205中。采用与上述图1A至ID所示的已知替代栅极技术类似的方式移除牺牲栅极绝缘层(未图示)以及牺牲栅极电极(未图示)，从而形成栅极开口 205。一般而言，在图2A中，装置200所处的制造点对应背景技术中装置100在图1D中所处的制造点，亦即在形成替代栅极结构之后。基板10可具有多种组态，例如所示的块状硅组态。基板10还可具有绝缘体上娃(silicon-on-1nsulator ;S0I)组态,其包括块状娃层、绝缘埋层以及主动层，其中，半导体装置形成于该主动层之中及其上方。因此，术语基板或半导体基板应当理解为覆盖所有形式的半导体结构。基板10还可由硅以外的材料构成。在本发明的实施例中，替代栅极结构202由高k绝缘层202A、第一金属层202B以及第二金属层202C组成。在更具体的示例中，第一金属层202B可由功函数调整金属(例如氮化钛层)组成，而第二金属层202C可为铝层或钨层等。在其它实施例中，可形成一个或多个额外的金属层作为替代栅极结构202的一部分，不过图中未显示此类额外金属层。本领域的技术人员在完整阅读本申请后将意识到，作为替代栅极结构202 —部分的绝缘材料及金属层可具有任意期望的架构，并由多种不同的材料组成。另外，与用于PMOS装置的替代栅极结构202相比，用于NMOS装置的替代栅极结构202可具有不同的材料组合。因此，替代栅极结构202的架构的特定细节以及替代栅极结构202的形成方式不应当被认为限制本发明。本发明的方法也可用于不使用高k栅极绝缘层的替代栅极结构202，不过可能在大多数应用中都使用高k栅极绝缘层。在本发明的一实施例中，当侧间隙壁204与绝缘材料层206暴露于共同的蚀刻工艺时，组成侧间隙壁204的材料与绝缘材料层206所使用的材料相比，具有较快的蚀刻速度。当然，由于替代栅极结构202的材料也可能暴露于该共同的蚀刻工艺中，因此应将该共同的蚀刻工艺设计为不损害替代栅极结构202的材料。在一实施例中，绝缘材料层206可由二氧化硅材料组成，例如基于TEOS的氧化物、可流动氧化物、HDP氧化物等，而侧间隙壁204可由氮化硅或适于侧间隙壁应用的其它介电材料构成。绝缘材料层206的厚度以及侧间隙壁204的基本厚度可随特定应用而变化。图2B显示执行该共同的蚀刻工艺以定义凹入侧间隙壁204R以及凹入绝缘材料层206R之后的装置200。由于侧间隙壁204具有较高的蚀刻速度，因此凹入侧间隙壁204R与凹入绝缘材料层206R之间具有高度差，如图2B中的凹部208所示。换言之，侧间隙壁204R的上表面204U相对凹入绝缘材料层206R的上表面206U凹入。凹部208的深度可依据侧间隙壁204及绝缘材料层206所使用的材料以及蚀刻工艺而变化。在一示例中，凹部208的深度为约5至15纳米。在绝缘材料层206由二氧化硅组成且侧间隙壁204由氮化硅组成的特定实施例中，蚀刻工艺可为使用基于CxHyFz的化学蚀刻剂的干式、非等向性蚀刻工艺。该化学蚀刻剂对于二氧化硅具有充分选择性。在一实施例中，该共同的蚀刻工艺经调整以提供氮化硅与二氧化硅之间的蚀刻选择性。蚀刻工艺的持续时间可依据架构的不同材料以及凹部208的期望深度而变化。接着，如图2C所示，在 装置200上执行化学机械抛光(CMP)工艺，从而定义抛光替代栅极结构202P。该CMP工艺用以移除在执行上述共同蚀刻工艺后暴露的栅极绝缘层202A、第一金属层202B以及第二金属层202C的多余部分。该CMP工艺还可设计为移除至少部分初始的替代栅极结构202及侧间隙壁204，以在抛光替代栅极结构202P上方定义凹部210。在一些情况下，可在该CMP工艺中使用更多或不同类型的磨料和/或化学制品以形成凹部210。在一实施例中，该CMP工艺可使至少部分该抛光替代栅极结构202P具有抛光凹入表面211。凹部210的深度及程度可依据绝缘材料层206、侧间隙壁204及替代栅极结构202所使用的材料以及该CMP工艺的参数而变化。在一实施例中，凹部210的峰值深度为约5至15纳米。该CMP工艺还可圆化绝缘材料层206的角落206C，如图2C所示。然后，如图2D所示，在装置200上形成栅极覆盖层212，使其过填充凹部210。在一实施例中，构成栅极覆盖层212的材料应当能够抵挡将要执行于绝缘材料层206上的蚀刻工艺。换言之，当在绝缘材料层206上执行蚀刻工艺时，组成栅极覆盖层212的材料将保护下方的抛光替代栅极结构202P，下面将作详细描述。在一些情况下，组成栅极覆盖层212的材料可与侧间隙壁204的材料相同，不过在所有的应用中并非必须。在一实施例中，栅极覆盖层212可为借由执行CVD (化学气相沉积)工艺形成的厚度在约30至50纳米范围内的氮化娃层。接着，如图2E所示，执行另一 CMP工艺以移除位于凹部210外部的栅极覆盖层212的多余部分，从而定义位于各抛光替代栅极结构202P上方的保护栅极覆盖层212P。保护栅极覆盖层212P具有抛光上表面212U以及对应抛光替代栅极结构202P的抛光凹入表面211的底部表面212S。如图2E所示，栅极覆盖层212P及侧间隙壁204R包覆或保护抛光替代栅极结构202P。图2F显示执行数个工艺操作以形成装置200的导电接触216之后的装置200。接触216实质上意图代表可形成于集成电路装置上的任意类型的导电接触结构。就形成导电接触216包括形成一个或多个阻挡层而言，为不模糊本发明，图中未显示此类阻挡层。导电接触216可由多种导电材料构成，例如铝、钨、铜等，且其可借由传统技术形成。例如，可利用自对准技术形成导电结构216。在该示例中，在装置200上方形成绝缘材料层214，并利用已知的光刻工具及技术分别在绝缘材料层214、206R中形成多个开口 214A、206A。接着，执行一个或多个沉积工艺以在开口 214A、206A中形成一种或多种导电材料。接着，可执行CMP工艺以移除位于开口 214A外部的多余导电材料，从而定义导电接触216。在该示例中，形成导电接触216以建立至两抛光替代栅极结构202PP之间的基板10中的源极区或漏极区(未图示)的电性连接。图2F中显示的导电接触216稍微未对准，即部分导电接触216形成于侧间隙壁204R及部分抛光替代栅极结构202P上方。不过，栅极覆盖层212P保护下方的抛光替代栅极结构202P免于在形成开口 214A、206A于绝缘材料层214、206的工艺中受损。图3A至3E显示本发明在替代栅极结构上方形成保护覆盖层的另一技术。图3A显示与图2A处于类似制造阶段的装置，亦即，已在由侧间隙壁220定义的栅极开口 218中形成多个替代栅极结构202。与图2A至2F所示的流程不同，在本流程中，当侧间隙壁220与绝缘材料层206暴露于共同的蚀刻工艺时，不要求组成侧间隙壁220的材料的蚀刻速度快于绝缘材料层206所使用的材料，不过如需要，可在该实施例中使用具有此类特征的材料。更确切地说，侧间隙壁220可简单地由当执行后续蚀刻工艺以在绝缘材料层206中定义开口从而形成导电接触时将保护抛光替代栅极结构202P的材料构成。接着，如图3B所示，在装置200上执行化学机械抛光(CMP)工艺，以定义多个抛光替代栅极结构202P。该CMP工艺用以移除部分栅极绝缘层202A、第一金属层202B以及第二金属层202C以及可能至少部分侧间隙壁220，从而定义抛光栅极结构202P上方的凹部210。在一些情况下，可在该CMP工艺中使用更多或不同类型的磨料和/或化学制品，以形成凹部210。如前面所述，该CMP工艺可使至少部分抛光替代栅极结构202P具有抛光凹入表面221。凹部210的深度及程度可依据绝缘材料层206、侧间隙壁220及替代栅极结构202所使用的材料以及该CMP工艺的参数而变化。在一实施例中，凹部210的峰值深度为约5至15纳米。该CMP工艺还可圆化绝缘材料层206的角落206C，如图3B所示。形成抛光替代栅极结构202P的该CMP工艺可 为独立的CMP工艺，在执行初始CMP工艺以初始定义如图3A所示的替代栅极结构202 (具有基本平坦的上表面)后执行；或为该初始CMP工艺的一部分，其中，可在该初始CMP工艺即将结束时修改该初始CMP工艺的工艺条件或材料，以定义如图3B所示的抛光替代栅极结构202P。接着，如图3C所示，在装置200上方形成栅极覆盖层212 (如上所述)，使其过填充凹部210。随后，如图3D所示，执行另一CMP工艺以移除位于凹部210外部的栅极覆盖层212的多余部分，从而定义位于各抛光替代栅极结构202P上方的前述保护栅极覆盖层212P。如图3D所示，栅极覆盖层212P及侧间隙壁220包覆或保护抛光替代栅极结构202P。图3E显示执行数个工艺操作以在绝缘材料层214、206中形成导电接触216之后的装置200，如上所述。图3E中显示的导电接触216稍微未对准，亦即部分导电接触216形成于侧间隙壁220及部分抛光替代栅极结构202P上方。不过，栅极覆盖层212P保护下方的抛光替代栅极结构202P免于在形成开口于绝缘材料层214、206的工艺中受损。由于本领域技术人员借助这里的教导可很容易地以不同但等同的方式修改并实施本发明，因此上述特定的实施例仅为说明性质。例如，可以不同的顺序执行上述工艺步骤。而且，本发明并不限于这里所示架构或设计的细节，而是如下面的权利要求所述。因此，显然，可对上面揭露的特定实施例进行修改或变更，所有此类变更落入本发明的范围及精神内。因此，本发明的保护范围如下面的权利要求所述。
权利要求
1.一种装置，包括: 替代栅极结构，具有凹入上表面； 侧间隙壁，邻近该替代栅极结构；以及 栅极覆盖层，位于该替代栅极结构上方，其中，该栅极覆盖层的底部表面对应该替代栅极结构的该凹入上表面。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该栅极覆盖层接触该侧间隙壁。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该栅极覆盖层的上表面为抛光表面。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该替代栅极结构的该凹入上表面为抛光表面。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该凹入上表面定义一凹部，其峰值深度在约5至15纳米的范围内。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该替代栅极结构由高k栅极绝缘层以及位于该高k栅极绝缘层上方的至少一金属层组成。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该侧间隙壁及栅极覆盖层由氮化硅组成。
8.如权利要求7所述的装置，进一步包括二氧化硅层，其中，该侧间隙壁位于该二氧化硅层中。
9.一种装置，包括: 替代栅极结构，具有凹入上表面，其中，该凹入上表面为抛光表面； 侧间隙壁，邻近该替代栅极结构；以及 栅极覆盖层，位于该替代栅极结构上方，其中，该栅极覆盖层接触该侧间隙壁，以及其中，该栅极覆盖层的上表面为抛光表面，且该栅极覆盖层的底部表面对应该替代栅极结构的该凹入上表面。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，该凹入上表面定义一凹部，其峰值深度在约5至15纳米的范围内。
11.如权利要求9所述的装置，进一步包括二氧化硅层，其中，该侧间隙壁位于该二氧化硅层中，以及其中，该侧间隙壁及该栅极覆盖层由氮化硅组成。
12.—种方法,包括: 执行第一化学机械抛光工艺，以定义具有凹入上表面的抛光替代栅极结构；以及在该抛光替代栅极结构上方形成栅极覆盖层，其中，该栅极覆盖层的底部表面对应该抛光替代栅极结构的该抛光凹入上表面。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，形成该栅极覆盖层包括: 在该抛光替代栅极结构上方形成栅极覆盖材料层；以及 在该栅极覆盖材料层上执行第二化学机械抛光工艺。
14.如权利要求12所述的方法，其特征在于，该第一化学机械抛光工艺独立于用以初始定义具有基本平坦上表面的替代栅极结构的初始化学机械抛光工艺。
15.如权利要求12所述的方法，其特征在于，该第一化学机械抛光工艺是用以初始定义替代栅极结构的初始化学机械抛光工艺的一部分。
16.—种方法,包括: 在由位于绝缘材料层中的侧间隙壁定义的栅极开口中形成替代栅极结构；在至少该侧间隙壁及该绝缘材料层上执行共同的蚀刻工艺，其中，在完成该共同的蚀刻工艺后，该侧间隙壁的上表面相对该绝缘材料层的上表面凹入； 执行第一化学机械抛光工艺，以移除位于该绝缘材料层的该上表面上方的至少部分该替代栅极结构，从而定义抛光替代栅极结构；以及 在执行该第一化学机械抛光工艺后，在该抛光替代栅极结构上方形成栅极覆盖层。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，形成该栅极覆盖层包括: 在该抛光替代栅极结构上方形成栅极覆盖材料层；以及 在该栅极覆盖材料层上执行第二化学机械抛光工艺。
18.如权利要求16所述的方法，其特征在于，该侧间隙壁由氮化硅组成，且该绝缘材料层由二氧化硅组成。
19.如权利要求16所述的方法，其特征在于，利用基于CxHyFz的化学蚀刻剂执行该共同的蚀刻工艺。
20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，该共同的蚀刻工艺经调整而在氮化硅与二氧化硅之间提供蚀刻选择性。
21.如权利要求16所述的方法，其特征在于，该替代栅极结构暴露于该共同的蚀刻工艺。
22.如权利要求16所述 的方法，其特征在于，该抛光替代栅极结构具有抛光凹入上表面，且该栅极覆盖层的底部表面对应该抛光替代栅极结构的该抛光凹入上表面。
23.—种方法,包括: 在由位于绝缘材料层中的侧间隙壁定义的栅极开口中形成替代栅极结构； 在至少该侧间隙壁及该绝缘材料层上执行共同的蚀刻工艺，其中，在完成该共同的蚀刻工艺后，该侧间隙壁的上表面相对该绝缘材料层的上表面凹入； 执行第一化学机械抛光工艺，以移除位于该绝缘材料层的该上表面上方的至少部分该替代栅极结构，从而定义具有抛光凹入上表面的抛光替代栅极结构； 在执行该第一化学机械抛光工艺后，在该抛光替代栅极结构上方形成栅极覆盖材料层；以及 在该栅极覆盖材料层上执行第二化学机械抛光工艺，以定义位于该抛光替代栅极结构上方的栅极覆盖层，其中，该栅极覆盖层的底部表面对应该抛光替代栅极结构的该抛光凹入上表面。
24.如权利要求23所述的方法，其特征在于，利用基于CxHyFz的化学蚀刻剂执行该共同的蚀刻工艺。
25.如权利要求23所述的方法，其特征在于，该共同的蚀刻工艺经调整而在氮化硅与二氧化硅之间提供蚀刻选择性。
26.如权利要求23所述的方法，其特征在于，该侧间隙壁及该栅极覆盖层由氮化硅组成，且该绝缘材料层由二氧化硅组成。
全文摘要
本发明揭露在替代栅极结构上方形成栅极覆盖层的方法以及相关装置。在一示例中，本发明的装置包括具有凹入上表面的替代栅极结构，邻近该替代栅极结构的侧间隙壁以及位于该替代栅极结构上方的栅极覆盖层，其中，该栅极覆盖层的底部表面对应该替代栅极结构的该凹入上表面。
文档编号H01L29/423GK103219368SQ20131002034
公开日2013年7月24日 申请日期2013年1月18日 优先权日2012年1月18日
发明者G·格拉斯霍夫, C·拉贝尔 申请人:格罗方德半导体公司